CN111252264B - 一种无人机发射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机发射装置，包括：牵引系统、缓冲机构、弹射导轨、释放机构、前端支撑、弹射小车和后端支撑；牵引系统包括：橡皮筋和定滑轮A；弹射导轨的两端分别通过前后端支撑支撑；缓冲机构和定滑轮A设置在弹射导轨的前端，且缓冲机构位于定滑轮A之后；弹射小车和释放机构设置在弹射导轨的后端，且弹射小车位于释放机构之前；橡皮筋一端安装在弹射小车的前端，另一端绕过定滑轮A固定在弹射小车的后端，无人机安装在弹射小车上；释放机构能够将弹射小车锁定在弹射导轨的后端，解锁时，弹射小车在橡皮筋回复力的作用下能够沿弹射导轨滑动到前端，缓冲机构用于对弹射小车缓冲减速，无人机相对弹射小车能够在惯性力的作用下发射出去。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机发射装置。
背景技术
小型侦察无人机按类型分为固定翼、多旋翼无人机，采用电池作为动力，其中小型固定翼无人机具有易于部署、使用灵活、便于维护、速度较快、作用距离远、带载能力适宜等显著优势，能进入作业地区上空实施监视与侦察以获取情报信息，并具有实时传输目标图像等独特优势，在实际军事作战、民用领域中得到了广泛应用，可有效弥补卫星和有人侦察力量的不足，是目前国内外装备数量最多的一种无人机。
为满足小型侦察无人机安全起飞的需要，需要采用轻质发射架作为地面发射装置，发射架对起飞场地的要求也不能太高，因此，需要设计一种能适应绝大多数起飞场地，同时易折叠便于携带的发射装置。
现有技术中的小型无人机的发射装置的缺点主要在于：1、释放机构复杂且不安全；2、弹射一致性不好。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种无人机发射装置，其发射易操作且安全，能够实现轻质化，且易用性、安全性、耐用性及发射一致性均较好。
本发明的技术方案为：一种无人机发射装置，包括：牵引系统、缓冲机构、弹射导轨、释放机构、前端支撑、弹射小车和后端支撑；牵引系统包括：橡皮筋和定滑轮A；所述弹射导轨的两端分别通过前端支撑和后端支撑支撑；所述缓冲机构和定滑轮A设置在弹射导轨的前端，且缓冲机构位于定滑轮A之后；所述弹射小车和释放机构设置在弹射导轨的后端，且弹射小车位于释放机构之前；所述橡皮筋一端安装在弹射小车的前端，另一端绕过定滑轮A固定在弹射小车的后端，无人机安装在弹射小车上；
其中，所述释放机构能够将弹射小车锁定在弹射导轨的后端，解锁时，所述弹射小车在橡皮筋回复力的作用下能够沿弹射导轨滑动到前端，所述缓冲机构用于对弹射小车缓冲减速，无人机相对弹射小车能够在惯性力的作用下发射出去。
优选地，所述牵引系统还包括：绞盘和牵引绳，所述绞盘安装在弹射导轨的后端，且位于释放机构之后，所述牵引绳一端与弹射小车的后端连接，另一端缠绕在绞盘上，当弹射小车将无人机发射以后，牵引绳用于将弹射小车从弹射导轨的前端拉回后端。
优选地，所述弹射导轨包括：前导轨和后导轨；所述前导轨和后导轨通过转动件连接，所述转动件的转轴沿所述弹射导轨的横向。
优选地，所述缓冲机构包括：缓冲弹簧、支撑块、导向件和压杆；
所述支撑块上开设“U”型通槽，所述弹射导轨的前端坐在支撑块上的“U”型通槽中，并将支撑块与弹射导轨的前端横向两侧固定；所述弹射导轨的前端横向两侧分别安装一个导向件，每个导向件为“L”型，其水平段和竖直段均与弹射导轨固定，两个导向件的水平段相对，竖直段相互平行；所述支撑块上开设两个通孔A，每个导向件上开设一个通孔B，位于同一侧的通孔A和通孔B同轴，所述弹射导轨的横向两侧分别设置一个压杆，每个压杆依次穿过支撑块、缓冲弹簧和导向件，每个压杆上设有轴肩，缓冲弹簧的两端分别支撑在支撑块和压杆的轴肩上，压杆分别与通孔A和通孔B滑动配合。
优选地，所述缓冲机构还包括：缓冲压头，所述缓冲压头设置在压杆的后端端部。
优选地，所述前端支撑包括：卡位件和支撑杆；两个所述卡位件横向对称并销接在支撑块底部开设的两个通槽中，每个卡位件与一个支撑杆螺纹连接，通过调节支撑杆和卡位件之间螺纹连接的长度，能够调节前端支撑的高度。
优选地，所述卡位件为长方体结构，所述支撑块底部的通槽为长方体型通槽，二者配合使支撑杆相对支撑块只有绕所述卡位件的销轴转动的自由度。
优选地，所述弹射小车包括：橡皮筋牵引轮、弹力检测弹簧和车体；所述车体为长方体框架，其前挡板中部开设通孔，螺栓穿过所述通孔，一端通过三角板与橡皮筋牵引轮连接，另一端套装有弹力检测弹簧后通过螺母锁紧，橡皮筋牵引轮与橡皮筋连接，通过弹力检测弹簧的变形量能够显示橡皮筋的预紧力。
优选地，所述车体上设置三组轴承轮组，用于抱紧弹射导轨。
优选地，所述释放机构包括：车体锁块、释放挡块、固定座、压簧和释放绳；所述固定座为两块平行设置的直角梯形板通过连接块连接而成的框架结构；所述车体锁块和释放挡块分别销接在两块直角梯形板之间，二者分别能够绕各自的销轴转动；所述释放挡块为“L”型结构，其水平段与车体锁块下端垂直抵触，竖直段与释放绳的一端固定，车体锁块的上端伸出固定座并与所述车体锁定，释放绳的另一端从框架结构穿出，释放绳上设有压簧，压簧两端分别支撑在释放挡块和框架结构上。
有益效果：
(1)本发明的发射装置结构简易可靠，其发射易操作且安全可靠，能够实现轻质化，且易用性、安全性、耐用性及发射一致性均较好。
(2)本发明的发射装置中设置的绞盘和牵引绳，有利于无人机发射后将弹射小车快速回收。
(3)本发明的发射装置中的弹射导轨通过前导轨和后导轨销接而成，便于折叠收放。
(4)本发明的发射装置通过将支撑块巧妙地套装在弹射导轨上，且与缓冲弹簧、导向件和压杆的配合，有利于对运动到前端的弹射小车有效缓冲减速，从而有利于将弹射小车上的无人机准确发射出去。
(5)本发明的发射装置中的前端支撑可拆卸且能够折叠，便于收放和节省空间。
(6)本发明的发射装置中的弹射小车通过三组轴承轮组与弹射导轨抱紧，用于保证弹射小车在滑动过程中与弹射导轨之间的滚动摩擦。
(7)本发明的发射装置中的释放机构的巧妙设计，能够有效保证无论弹射小车受到多大压力都能保持锁紧状态，只有当释放绳施加拉力作用时，释放挡块随之转动，进而才能够触发弹射小车释放，既能有利于触发弹射小车准确释放，又有利于保证未通过释放绳施加拉力时弹射小车始终处于锁紧状态。
附图说明
图1为本发明发射装置的结构示意图。
图2为本发明中缓冲机构的结构示意图。
图3为本发明中弹射导轨的结构示意图。
图4为本发明中释放机构的结构示意图。
图5为本发明中前端支撑的结构示意图。
图6为本发明中弹射小车的结构示意图。
其中，1-牵引系统，2-缓冲机构，21-缓冲弹簧，22-支撑块，23-导向件，24-缓冲压头，25-压杆，3-弹射导轨，31-前导轨，32-后导轨，33-转动件，34-固定件，4-释放机构，41-车体锁块，42-释放挡块，43-固定座，44-压簧，45-释放绳，5-前端支撑，51-卡位件，52-支撑杆，6-弹射小车，61-橡皮筋牵引轮，62-弹力检测弹簧，63-车体，7-后端支撑。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本实施例提供了一种无人机发射装置，其发射易操作且安全，能够实现轻质化，且易用性、安全性、耐用性及发射一致性均较好。
如图1-6所示，该发射装置包括：牵引系统1、缓冲机构2、弹射导轨3、释放机构4、前端支撑5、弹射小车6和后端支撑7；牵引系统1包括：绞盘、牵引绳、橡皮筋和定滑轮A；缓冲机构2包括：缓冲弹簧21、支撑块22、缓冲压头24、导向件23和压杆25；弹射导轨3包括：前导轨31和后导轨32；释放机构4包括：车体锁块41、释放挡块42、固定座43、压簧44和释放绳45；前端支撑5包括：卡位件51和支撑杆52；弹射小车6包括：橡皮筋牵引轮61、弹力检测弹簧62和车体63。
该发射装置的连接关系为：前导轨31的一端和后导轨32的一端通过转动件33(如合页)连接，使得前导轨31和后导轨32能够绕转动件33的转轴转动，从而使弹射导轨3能够折叠，其中，转动件33包括能够相对转轴转动的两个转动体，两个转动体分别通过固定件34与前导轨31和后导轨32连接，弹射导轨3采用工业铝型材，强度高、重量轻且易获取，同时弹射导轨3可折叠，便于运输和储存；
前导轨31的另一端(前端)端部安装定滑轮A，后导轨32的另一端(后端)端部安装绞盘；弹射小车6安装在后导轨32的后端，且位于绞盘之前，弹射小车6能够沿弹射导轨3滑动；缓冲机构2安装在前导轨31的前端，且位于定滑轮A之后，用于弹射小车6到达弹射末端(前导轨31的前端)时为弹射小车6提供缓冲作用，从而将安装其上的无人机弹射出去；弹射导轨3的前端和后端分别通过前端支撑5和后端支撑7支撑；弹射小车6与绞盘之间的后导轨32上安装有释放机构4，释放机构4上的车体锁块41与弹射小车6上的车体63卡接锁定，用于对弹射小车6沿弹射导轨3的纵向运动进行限位，释放机构4动作后无人机和弹射小车6之间解锁；橡皮筋一端与弹射小车6前端的橡皮筋牵引轮61(采用定滑轮B)连接，另一端绕过定滑轮A固定在后导轨32的后端，用于弹射小车6和释放机构4解锁后，在其预紧力的作用下使弹射小车6沿弹射导轨3向前运动；牵引绳一端与车体63的后端连接，另一端缠绕在绞盘上，牵引绳用于在绞盘的作用下将运动到弹射导轨3前端的弹射小车6拉回到后端，同时将橡皮筋拉长蓄积弹性势能作为预紧力；
其中，缓冲机构2中的支撑块22上开设“U”型通槽，前导轨31的前端坐在支撑块22上的“U”型通槽中，并将支撑块22与前导轨31的横向两侧固定；前导轨31的横向两侧分别安装一个导向件23，每个导向件23为“L”型，其水平段和竖直段均与前导轨31固定，两个导向件23的水平段相对，竖直段相互平行；支撑块22上开设两个通孔A，每个导向件23上开设一个通孔B，位于同一侧的通孔A和通孔B同轴，前导轨31的横向两侧分别设置一个压杆25，每个压杆25依次穿过支撑块22、缓冲弹簧21和导向件23，每个压杆25上设有轴肩，缓冲弹簧21的两端分别支撑在支撑块22和压杆25的轴肩上，通孔A和通孔B均用于为压杆25导向(压杆25与通孔A和通孔B均为滑动配合)，压杆25的后端端部设置缓冲压头24，用于增加弹射小车6与压杆25端部的接触面积，初始时，压杆25的轴肩与导向件23抵触，当缓冲压头24受到弹射小车6的撞击使压杆25向前运动时，缓冲弹簧21被压缩，进而对弹射小车6起缓冲作用；其中，缓冲弹簧21的弹性系数可根据无人机弹射速度的要求预先设定；以此有利于延长发射装置的使用寿命；
释放机构4的固定座43为两块平行设置的直角梯形板通过连接块连接而成的框架结构(连接块垂直于两个直角梯形板)，两块直角梯形板之间销接一个车体锁块41和一个释放挡块42，车体锁块41和释放挡块42分别能够绕各自的销轴转动，释放挡块42为“L”型结构，其水平段与车体锁块41的下端垂直抵触，竖直段与释放绳45的一端固定，车体锁块41的上端伸出固定座43并与所述车体63锁定(车体锁块41的上端为楔形结构，其斜面朝前)，释放绳45的另一端从框架结构穿出，释放绳45上套装有压簧44，压簧44两端分别支撑在释放挡块42和框架结构上，其处于自由状态时，用于支撑释放挡块42的竖直段始终与连接块平行，向后拉动释放绳45时，压簧44被压缩，释放挡块42和车体锁块41的下端随之向后转动，车体锁块41的上端向前转动，直至其与框架结构顶部齐平，让开锁定，释放机构4和弹射小车6之间解锁，在橡皮筋弹性势能的作用下，弹射小车6沿弹射导轨3向前运动；
前端支撑5的两个卡位件51(长方体结构)横向对称并销接在支撑块22底部开设的两个长方体型通槽中，每个卡位件51螺纹连接一个支撑杆52，以此实现前端支撑5相对弹射导轨3可折叠以及支撑杆52在支撑块22中不可绕其轴向自由转动；通过调节支撑杆52和卡位件51之间螺纹连接的长度，能够调节前端支撑5的高度或实现支撑杆52与卡位件51的可拆卸；后端支撑7与后导轨32的后端轴孔配合，以利于随时拆卸；
弹射小车6的车体63为长方体型框架，其上设置三组轴承轮组(每组轴承轮组包括四个轴承轮)，分别记为轴承轮组A、轴承轮组B和轴承轮组C；轴承轮组A中的四个轴承轮对称分布在长方体型框架的纵向两端的底部(其中，长方体型框架的前挡板和后挡板的底部各布置两个轴承轮)，且四个轴承轮的轴向均沿车体63的横向，作为车体63沿弹射导轨3纵向滑动的行走轮；轴承轮组B中的四个轴承轮对称分布在长方体型框架横向两侧的上端面并向车体63横向中间延伸(其中，长方体型框架的左侧板和右侧板的上端面各布置两个轴承轮)，且四个轴承轮的轴向均垂直车体63的纵向和横向形成的平面，用于为弹射小车6沿弹射导轨3的横向晃动进行限位；轴承轮组C中的四个轴承轮对称分布在长方体型框架横向两侧相对的侧面，(其中，长方体型框架的左侧和右侧各布置两个轴承轮)，且位于同一侧的两个轴承轮相互平行，位于相对侧的两个轴承轮同轴，用于为弹射小车6的上下晃动限位；车体63的前挡板中部开设通孔，螺栓穿过车体63前端的通孔，一端通过三角板与橡皮筋牵引轮61连接，另一端套装有弹力检测弹簧62后通过螺母锁紧，橡皮筋牵引轮61与橡皮筋连接，通过弹力检测弹簧62的变形量能够显示橡皮筋的预紧力(该预紧力与橡皮筋拉长相同长度的弹性势能一致，弹射小车6解锁时，该预紧力即作为橡皮筋的回复力，橡皮筋的预紧力和弹力检测弹簧62的变形量之间的关系提前标定)，进而有助于进一步量发射无人机的一致性。
该发射装置的工作原理为：弹射小车6的横向两侧分别焊接一根圆管，用于支撑无人机，有利于减小车体63对无人机的摩擦及损坏；车体63的后端设置导向滑道，当弹射小车6位于弹射导轨3的后端时，车体锁块41的上端伸入导向滑道前端，车体锁块41对弹射小车6纵向滑道限位；当向后拉动释放绳45，释放挡块42的竖直段向后转动，水平段向下运动，车体锁块41的下端随之向后运动，上端的斜面随之逐渐退出车体63后端的导向滑道，弹射小车6和释放机构4解锁，弹射小车6在橡皮筋的回复力的作用下向前滑动，到达弹射导轨3前端时，在缓冲机构2的作用下，弹射小车6止，其上的无人机在惯性力的作用下被发射出去；随后通过牵引绳将弹射小车6拉回弹射导轨3的后端，并通过释放机构4锁定，以备下次发射无人机。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种无人机发射装置，其特征在于，包括：牵引系统（1）、缓冲机构（2）、弹射导轨（3）、释放机构（4）、前端支撑（5）、弹射小车（6）和后端支撑（7）；牵引系统（1）包括：橡皮筋和定滑轮A；所述弹射导轨（3）的两端分别通过前端支撑（5）和后端支撑（7）支撑；所述缓冲机构（2）和定滑轮A设置在弹射导轨（3）的前端，且缓冲机构（2）位于定滑轮A之后；所述弹射小车（6）和释放机构（4）设置在弹射导轨（3）的后端，且弹射小车（6）位于释放机构（4）之前；所述橡皮筋一端安装在弹射小车（6）的车体（63）前端，另一端绕过定滑轮A固定在弹射小车（6）的后端，无人机安装在弹射小车（6）上；
所述释放机构（4）包括：车体锁块（41）、释放挡块（42）、固定座（43）、压簧（44）和释放绳（45）；所述固定座（43）为两块平行设置的直角梯形板通过连接块连接而成的框架结构；所述车体锁块（41）和释放挡块（42）分别销接在两块直角梯形板之间，二者分别能够绕各自的销轴转动；所述释放挡块（42）为“L”型结构，其水平段与车体锁块（41）下端垂直抵触，竖直段与释放绳（45）的一端固定，车体锁块（41）的上端伸出固定座（43）并与所述车体（63）锁定，释放绳（45）的另一端从框架结构穿出，释放绳（45）上设有压簧（44），压簧（44）两端分别支撑在释放挡块（42）和框架结构上；
其中，所述释放机构（4）能够将弹射小车（6）锁定在弹射导轨（3）的后端，解锁时，所述弹射小车（6）在橡皮筋回复力的作用下能够沿弹射导轨（3）滑动到前端，所述缓冲机构（2）用于对弹射小车（6）缓冲减速，无人机相对弹射小车（6）能够在惯性力的作用下发射出去。
2.如权利要求1所述的无人机发射装置，其特征在于，所述牵引系统（1）还包括：绞盘和牵引绳，所述绞盘安装在弹射导轨（3）的后端，且位于释放机构（4）之后，所述牵引绳一端与弹射小车（6）的后端连接，另一端缠绕在绞盘上，当弹射小车（6）将无人机发射以后，牵引绳用于将弹射小车（6）从弹射导轨（3）的前端拉回后端。
3.如权利要求1所述的无人机发射装置，其特征在于，所述弹射导轨（3）包括：前导轨（31）和后导轨（32）；所述前导轨（31）和后导轨（32）通过转动件（33）连接，所述转动件（33）的转轴沿所述弹射导轨（3）的横向。
4.如权利要求1所述的无人机发射装置，其特征在于，所述缓冲机构（2）包括：缓冲弹簧（21）、支撑块（22）、导向件（23）和压杆（25）；
所述支撑块（22）上开设“U”型通槽，所述弹射导轨（3）的前端坐在支撑块（22）上的“U”型通槽中，并将支撑块（22）与弹射导轨（3）的前端横向两侧固定；所述弹射导轨（3）的前端横向两侧分别安装一个导向件（23），每个导向件（23）为“L”型，其水平段和竖直段均与弹射导轨（3）固定，两个导向件（23）的水平段相对，竖直段相互平行；所述支撑块（22）上开设两个通孔A，每个导向件（23）上开设一个通孔B，位于同一侧的通孔A和通孔B同轴，所述弹射导轨（3）的横向两侧分别设置一个压杆（25），每个压杆（25）依次穿过支撑块（22）、缓冲弹簧（21）和导向件（23），每个压杆（25）上设有轴肩，缓冲弹簧（21）的两端分别支撑在支撑块（22）和压杆（25）的轴肩上，压杆（25）分别与通孔A和通孔B滑动配合。
5.如权利要求4所述的无人机发射装置，其特征在于，所述缓冲机构（2）还包括：缓冲压头（24），所述缓冲压头（24）设置在压杆（25）的后端端部。
6.如权利要求4所述的无人机发射装置，其特征在于，所述前端支撑（5）包括：卡位件（51）和支撑杆（52）；两个所述卡位件（51）横向对称并销接在支撑块（22）底部开设的两个通槽中，每个卡位件（51）与一个支撑杆（52）螺纹连接，通过调节支撑杆（52）和卡位件（51）之间螺纹连接的长度，能够调节前端支撑（5）的高度。
7.如权利要求6所述的无人机发射装置，其特征在于，所述卡位件（51）为长方体结构，所述支撑块（22）底部的通槽为长方体型通槽，二者配合使支撑杆（52）相对支撑块（22）只有绕所述卡位件（51）的销轴转动的自由度。
8.如权利要求1所述的无人机发射装置，其特征在于，所述弹射小车（6）还包括：橡皮筋牵引轮（61）和弹力检测弹簧（62）；所述车体（63）为长方体框架，其前挡板中部开设通孔，螺栓穿过所述通孔，一端通过三角板与橡皮筋牵引轮（61）连接，另一端套装有弹力检测弹簧（62）后通过螺母锁紧，橡皮筋牵引轮（61）与橡皮筋连接，通过弹力检测弹簧（62）的变形量能够显示橡皮筋的预紧力。
9.如权利要求1所述的无人机发射装置，其特征在于，所述车体（63）上设置三组轴承轮组，用于抱紧弹射导轨（3）。
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Citations (4)
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| US7210654B1 (en) * | 2003-07-23 | 2007-05-01 | Mission Technologies, Inc. | Unmanned airborne reconnaissance system |
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2020
- 2020-03-13 CN CN202010174853.2A patent/CN111252264B/zh active Active
Patent Citations (4)
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