CN110920854B - 一种船载翼伞发放系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水上浮空器侦查系统领域，尤其涉及一种船载翼伞发放系统。该船载翼伞发放系统包括：电动推杆和弹射装置；弹射装置包括：发射筒、可旋转的托盘件、限位件、弹力件。针对一种长航时、高抗风的无人舰载浮空器侦察系统设计一套专用发放系统。

Description

一种船载翼伞发放系统

技术领域

本发明涉及水上浮空器侦查系统领域，尤其涉及一种船载翼伞发放系统。

现有技术

为保证水生资源的可持续发展，我国《渔业法》也明确规定了禁渔期，渔政人员也会在广阔的海域监管，但总是存在不法渔民，利用海岸线长，渔政船只监管范围小的特点，在禁渔期非法捕鱼。目前渔政监管主要手段有：一是渔政船，对海面和海底活动进行监测。该方法不受大气环境的影响，自给能力强，能长时间监视和督察附近船只和水下渔民，但监察半径小。二是通过飞机或无人机进行空中监管，对一定范围内的海域进行扫描、监管。该方法机动性强，检测范围大，但存在持续作战能力不足的问题。目前较为主流的监测手段是船只搭载无人机，将船只作为无人机的补给站，实现全天候、高机动、大范围侦查监测。

但无人机作为一种新型的浮空器，也存在着抗风能力差，续航时间短的问题，尤其是在海空飞行时，出现系统故障、电能不足等问题或者遭遇强风对流天气，极易跌落海中造成设备报废。

发明内容

发明目的：针对一种长航时、高抗风的无人舰载浮空器侦察系统(以下简称“船载翼伞”)设计一套专用发放系统。

本发明提供一种船载翼伞发放系统，包括：

底座平台、系留缆绳、系泊绞车、过线筒、电动推杆、弹射装置；

底座平台作为系统的安装基础，通过合理设计布局将系泊绞车、过线筒、弹射装置进行集成安装；

电动推杆控制弹射装置是否弹射；

弹射装置内放置有折叠状态的翼伞，弹射装置还用于将折叠状态的翼伞抛投一定的高度，便于迎风展开；

系泊绞车包含储缆机构、控制系统两大部分，用于翼伞放飞过程中通过过线筒对系留缆绳的收放操作和控制；

系留缆绳通过系泊绞车和过线筒连接翼伞；

系泊绞车包含储缆机构、控制系统两大部分，主要用于风筝翼伞放飞过程中对系留缆绳的收放操作和控制。

进一步的，绞车控制采用恒转矩控制模式模拟手动收线和放线，通过设定扭矩阈值，保持系留缆绳总是以设定的拉力拖拽翼伞，大风环境下，绞车被动放缆，以避免翼伞出现失稳现象；微风或者无风状态下，绞车自动收缆，避免翼伞出现跌落现象。

进一步的，弹射装置包括：发射筒、可旋转的托盘件、插销、弹簧；

发射筒底面上安装有可沿发射筒轴线伸缩的拉杆，拉杆顶部与托盘件固连，托盘件用于盛放船载翼伞；弹力件一端固定于托盘件的底部，另一端固定于发射筒底面；托盘件的侧壁上设置有平行于发射筒内底面的长条孔；托盘件的侧壁上设置有小孔；

其中，限位件插入小孔和L形孔平行于发射筒底面的横部分实现系统在发射筒轴向上限位，此时弹簧收缩压紧；电动推杆从横部分推出插销，插销进入L形孔平行于发射筒轴向的纵部分，系统不再受轴向限位，在弹簧恢复力的作用下，托盘件与插销向上运动，从而弹出盛放的船载翼伞。

进一步的，弹射装置通过弹簧蓄能后快速释放，弹性势能转化为风筝翼伞发放升空的动能，使得风筝翼伞具有一定的初始速度，使其升空达到指定高度，并作为风筝翼伞发放前的存储设备。

进一步的，托盘件包括：套筒、托盘；

套筒与托盘相互固定；套筒套接在拉杆顶部；套筒在受外力的情况下，在拉杆上沿拉杆轴旋转；弹簧件沿拉杆设置在发射筒底面和套筒底面之间。

进一步的，拉杆和发射筒同轴。

进一步的，风筝翼伞为风筝状态的翼伞。

进一步的，小孔为螺纹孔，小孔与插销配合连接。

本发明的有益效果：本项目船载翼伞发放系统平台主体为弹射装置和系泊绞车。该系统具有使用结构简单、重量轻、成本低、可靠性高、操作简单快速等优点，可实现对广阔海域进行监控以及对非法船只和人员实时跟踪,这为海上持续监管设备奠定良好的技术基础，对推动科技进步具有重大意义和作用。

附图说明

图1为船载翼伞发放系统安装示意图；

图2为船载翼伞发放系统安装示意图；

图3为弹射装置结构图；

图4为弹射装置A向局部L形孔的结构图。

具体实现方式

本发明的船载翼伞发放系统1(图1)，如图2所示，包括底座平台2、系留缆绳、系泊绞车3、过线筒4、电动推杆5和弹射装置6。

底座平台2作为设备的安装基础，通过合理设计布局将系泊绞车3、过线筒4、弹射装置6进行集成安装。

弹射装置6主要作用是将折叠状态的翼伞抛投一定的高度，便于迎风展开，通过弹簧11蓄能后快速释放，弹性势能转化为风筝翼伞发放升空的动能，使得风筝翼伞具有一定的初始速度，使其升空达到指定高度，并作为风筝翼伞发放前的存储设备。

系泊绞车3包含储缆机构、控制系统两大部分，主要用于风筝翼伞放飞过程中对系留缆绳的收放操作和控制。系泊绞车3控制采用恒转矩控制模式模拟手动收线和放线，通过设定扭矩阈值，保持系留缆绳总是以设定的拉力拖拽翼伞，大风环境下，系泊绞车3被动放缆，以避免翼伞出现失稳现象；微风或者无风状态下，系泊绞车3自动收缆，避免翼伞出现跌落现象。

电动推杆5内设置有电动机，电动机在受到控制器的指令后，迫使电动推杆伸长或收缩。

如图3所示，弹射装置6主要由发射筒7、套筒8、托盘9、插销10、弹簧11等单元组成。图4中发射筒7上开有L形孔，发射筒7通过螺栓连接与底座2固定，套筒上攻有螺纹孔，与插销10进行连接，套筒8与托盘9之间通过螺栓连接，下压托盘9即可将弹簧11进行压缩蓄能，同时将插销10拧进套筒8中，并将风筝翼伞打包放入托盘9中，从而使得弹射装置6处于预弹射状态。

船载翼伞发放系统基本原理如下：缆绳从系泊绞车3卷筒4引出，通过过线筒4与风筝翼伞连接，当下达放飞指令时，通过控制电动推杆5伸长以推动插销10，从而使得弹簧11释放弹性势能，将风筝翼伞弹出，使得风筝从弹射装置6中飞出并达到规定高度。风筝翼伞在风载作用下打开无风状态可通过舰艇运动实现。当风筝翼伞弹射之后，系泊绞车3电机启动放缆，使缆绳跟随运动并保持一定张力，以实现风筝翼伞的稳定滞空和抗风。当缆绳张力超过设定的阀值具体设定数值根据风筝翼伞的气动稳定性确定时，系泊绞车3加速放缆；当缆绳张力小于设定的阀值，系泊绞车3减速放缆。风筝翼伞升空后滞空过程中，系泊绞3电机停止工作，制动器开启，系泊绞车3处于制动状态，从而使得风筝翼伞3处于悬停状态；当风力减小，风筝翼伞降落，使得系留缆绳松弛，缆绳张力小于系泊绞车3设定的张力阀值时，自动将缆绳进行回收；风力增加，缆绳张力大于系泊绞车3设定的张力阀值时，风筝翼伞将拖拽缆绳进行放缆。系泊绞车3设置远程控制和舰船控制两种模式。控制按钮全部统一安装在操作面板上，设有“张力调节”、“启动”、“停止”按钮及“收缆”、“放缆”、“悬停”状态指示灯，张力调节按钮可根据实际需求对张力阀值进行调节，满足不同风速条件下的控制要求。

船载翼伞发放系统是依托无人艇作为机动牵引平台的浮空器系统。船载翼伞发放系统随无人艇机动至目标海域后，岸基综控台可远程控制启动进行“一键升空”，弹射装置将风筝翼伞抛投至一定高度，在风载作用下打开并保持稳定滞空。系泊绞车通过力矩控制模式，对缆绳施加一定的载荷，防止风速波动下缆绳松脱导致翼伞失稳。

本项目船载翼伞发放系统平台主体为弹射装置和系泊绞车。该系统具有使用结构简单、重量轻、成本低、可靠性高、操作简单快速等优点，可实现对广阔海域进行监控以及对非法船只和人员实时跟踪,这为海上持续监管设备奠定良好的技术基础，对推动科技进步具有重大意义和作用。

Claims (8)

1.一种船载翼伞发放系统，其特征在于，包括：底座平台、系留缆绳、系泊绞车、过线筒、电动推杆、弹射装置；

底座平台作为系统的安装基础，通过合理设计布局将系泊绞车、过线筒、弹射装置进行集成安装；

电动推杆控制弹射装置是否弹射；

弹射装置内放置有折叠状态的翼伞，弹射装置还用于将折叠状态的翼伞抛投一定的高度，便于迎风展开；

系泊绞车包含储缆机构、控制系统两大部分，用于翼伞放飞过程中通过过线筒对系留缆绳的收放操作和控制；

系留缆绳通过系泊绞车和过线筒连接翼伞；系泊绞车包含储缆机构、控制系统两大部分，主要用于风筝翼伞放飞过程中对系留缆绳的收放操作和控制；

船载翼伞发放系统基本原理如下：缆绳从系泊绞车卷筒引出，通过过线筒与风筝翼伞连接，当下达放飞指令时，通过控制电动推杆伸长以推动插销，从而使得弹簧释放弹性势能，将风筝翼伞弹出，使得风筝从弹射装置中飞出并达到规定高度；风筝翼伞在风载作用下打开无风状态可通过舰艇运动实现；当风筝翼伞弹射之后，系泊绞车电机启动放缆，使缆绳跟随运动并保持一定张力，以实现风筝翼伞的稳定滞空和抗风；当缆绳张力超过设定的阀值具体设定数值根据风筝翼伞的气动稳定性确定时，系泊绞车加速放缆；当缆绳张力小于设定的阀值，系泊绞车减速放缆；风筝翼伞升空后滞空过程中，系泊绞电机停止工作，制动器开启，系泊绞车处于制动状态，从而使得风筝翼伞处于悬停状态；当风力减小，风筝翼伞降落，使得系留缆绳松弛，缆绳张力小于系泊绞车设定的张力阀值时，自动将缆绳进行回收；风力增加，缆绳张力大于系泊绞车设定的张力阀值时，风筝翼伞将拖拽缆绳进行放缆；

船载翼伞发放系统是依托无人艇作为机动牵引平台的浮空器系统；船载翼伞发放系统随无人艇机动至目标海域后，岸基综控台可远程控制启动进行“一键升空”，弹射装置将风筝翼伞抛投至一定高度，在风载作用下打开并保持稳定滞空。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，绞车控制采用恒转矩控制模式模拟手动收线和放线，通过设定扭矩阈值，保持系留缆绳总是以设定的拉力拖拽翼伞，大风环境下，绞车被动放缆，以避免翼伞出现失稳现象；微风或者无风状态下，绞车自动收缆，避免翼伞出现跌落现象。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，弹射装置包括：发射筒、可旋转的托盘件、插销、弹簧；

发射筒底面上安装有可沿发射筒轴线伸缩的拉杆，拉杆顶部与托盘件固连，托盘件用于盛放船载翼伞；弹力件一端固定于托盘件的底部，另一端固定于发射筒底面；托盘件的侧壁上设置有平行于发射筒内底面的长条孔；托盘件的侧壁上设置有小孔；其中，限位件插入小孔和L形孔平行于发射筒底面的横部分实现系统在发射筒轴向上限位，此时弹簧收缩压紧；电动推杆从横部分推出插销，插销进入L形孔平行于发射筒轴向的纵部分，系统不再受轴向限位，在弹簧恢复力的作用下，托盘件与插销向上运动，从而弹出盛放的船载翼伞。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，弹射装置通过弹簧蓄能后快速释放，弹性势能转化为风筝翼伞发放升空的动能，使得风筝翼伞具有一定的初始速度，使其升空达到指定高度，并作为风筝翼伞发放前的存储设备。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，托盘件包括：套筒、托盘；

套筒与托盘相互固定；套筒套接在拉杆顶部；套筒在受外力的情况下，在拉杆上沿拉杆轴旋转；弹簧件沿拉杆设置在发射筒底面和套筒底面之间。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，拉杆和发射筒同轴。

7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，风筝翼伞为风筝状态的翼伞。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，小孔为螺纹孔，小孔与插销配合连接。

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