CN111942608A - 一种快拆式模块化系留塔 - Google Patents

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Abstract

本发明属于浮空器领域,具体公开了一种快拆式模块化系留塔装置,可用于系留气球的锚泊、放飞和回收,系留塔包括系留塔固定模块、系留塔旋转模块、举升模块和任选的锥形固定装置。系留塔主体分为二个模块,模块采用碳纤维复合材料共固化成型技术制造而成,重量轻,刚度大,便于系留塔模块的组装和拆卸。锥形固定装置可由带锥度的子母螺栓组成,具有导向功能,定位准确,有利于拆卸、安装和运输。

Description

一种快拆式模块化系留塔
技术领域
本发明属于浮空器领域,具体涉及一种浮空器的地面系留装置,尤其是一种快拆式、模 块化的浮空器系留塔。
背景技术
浮空器在地面系留时,主要靠头部和两侧的拉锁共同实现。由于浮空器体积较大,地面 系留时需要将浮空器头部相连的系留装置举到一定高度,所以通过系留塔提供一个高位置的 安装平台。在车载机动式的锚泊系统中,锚泊系统包含主卷扬机、辅助卷扬机、控制柜、导 向滑轮发电机等较多的设备,使得整个系统安装空间紧张。
现有的浮空器系留塔装置,多使用金属钢材制作,其重量往往很大,然而浮空器在使用 中需要频繁的拆装和运输,质量过大势必会导致系留塔拆装过程复杂,需要专业的起重设备 和较多的操作人员,严重影响系留气球的放飞效率。
同时传统的折叠式系留塔在固定塔体时多使用普通螺栓,在安装时不可避免地存在配合 间隙,使塔体存在颤动的隐患。
发明内容
本发明针对系留塔的现有技术中存在的问题,提供一种新的快拆式模块化系留塔装置。
为了实现本发明的技术目的,本发明提供以下任意一项技术方案。
一种快拆式模块化系留塔,包括系留塔固定模块、系留塔旋转模块和举升模块,其特征 在于,
所述系留塔固定模块和系留塔旋转模块在一个侧表面上铰接,并在相对的另一个侧表面 上通过所述举升模块连接;
所述举升模块包括呈四边形的四个支撑臂,丝杆和位于丝杆一端的摇臂;所述丝杆通过 所述四边形的两个相对顶点上的螺纹孔;所述四边形的另外两个相对顶点分别固定于所述系 留塔固定模块和系留塔旋转模块。
在本发明的一个方面,所述系留塔固定模块采用碳纤维复合材料制成或者是碳纤维固定 模块。
在本发明的一个方面,所述系留塔旋转模块采用碳纤维复合材料制成或者是碳纤维旋转 模块。
在本发明的一个方面,所述系留塔旋转模块由多段组成,比如由两端、三段或四段组成。 每一段都是快拆式结构。
在本发明的一个方面,所述系留塔固定模块包括单耳片,所述系留塔旋转模块包括双耳 片;所述单耳片嵌入相应的双耳片中并通过锥形固定装置连接,实现所述铰接;本发明的快 拆式模块化系留塔可包括多组所述单耳片-双耳片组合,比如两组、三组、四组、六组或者八 组等等。
在本发明的一个方面,所述锥形固定装置包括锥形子母螺栓。
在本发明的一个方面,所述锥形固定装置包括位于所述锥形子母螺栓内的润滑垫。
在本发明的一个方面,所述锥形子母螺栓的锥度在1.2-1.8°范围内,例如1.3°、1.4°、 1.5°、1.6°或1.7°。
在本发明的一个方面,所述锥形子母螺栓与所述单、双耳片的孔为过盈配合。
在本发明的一个方面,所述系留塔固定模块和/或所述系留塔旋转模块为桁架结构。
在本发明的一个方面,所述系留塔固定模块和/或所述系留塔旋转模块包括四根主杆和多 根腹杆,所述主杆和/或腹杆为碳纤维管。
在本发明的一个方面,所述单耳片和双耳片由航空铝制成。
和现有技术相比,本发明的优势包括以下任意一项:
1、系留塔的各个组成模块均可拆卸,其中系留塔旋转模块可旋转倒下,方便拆卸和运输; 相比之下,传统的折叠式系留塔的旋转端不方便拆卸,即使折倒也只是节省运输高度,横向 空间占用则相应加大;
2、系留塔固定模块和系留塔旋转模块均可采用复合材料制作,优化强度的同时减少重量, 方便运输安装以及拆卸;
3、举升模块的四边形支撑臂的四个角为关节结构,丝杆通过两个对角上的螺纹孔,旋转 摇臂就带动丝杆旋转,从而使举升模块伸长或压缩;这一举升模块的结构和操作简单,提高 效率和可靠性;
4、锥形子母螺栓与耳片孔为过盈配合,抵消安装间隙,润滑垫减小塔体旋转时和螺栓拆 卸时的摩擦。
附图说明
附图1为本发明实施例系留塔的结构示意图。
附图2为本发明实施例系留塔的结构示意图。
附图3为本发明实施例系留塔的旋转模块示意图。
附图4为本发明实施例系留塔的固定模块示意图。
附图5为本发明实施例系留塔的旋转模块第一段示意图。
附图6为本发明实施例系留塔的旋转模块第二段示意图。
附图7为本发明实施例系留塔的旋转模块第三段示意图。
附图8为本发明实施例系留塔的举升模块示意图。
附图9为本发明实施例系留塔的锥形固定装置示意图。
图中:
1-系留塔固定模块,2-系留塔旋转模块,3-举升模块,4-锥形固定装置,5-头锥系留装 置;
10-金属法兰,11-加强杆,12-单耳片;
20-旋转模块第一段,21-旋转模块第二段,22-旋转模块第三段,
200-双耳片,201-加强杆,202-金属法兰;
210-金属法兰;220-金属法兰,221-安装平台,
30,31-碳管抱箍,32-摇臂,33-支撑臂,34-丝杆;
40,41-锥形子母螺栓,42-润滑垫。
具体实施方式
下面通过具体实施例结合附图对本发明做进一步描述。
实施例1
本实施例提供一种快拆式模块化系留塔装置,如图1-2所示,由系留塔固定模块1、系 留塔旋转模块2、举升模块3和锥形固定装置4组成。
所述的系留塔固定模块1和系留塔旋转模块2为复合材料的桁架结构;四根主杆为直径 80mm,壁厚2mm的碳纤维管;腹杆为直径40mm,壁厚2mm的碳管;加强杆11、201 为直径40mm,壁厚5mm的碳管;主杆和腹杆之间的连接使用模压共固化方式,一体化结 构,连接处结构强度大,并且重量轻。
下表1比较了用不同材料制作系留塔时的重量:
表1.系留塔各模块同强度不同材料重量表
Figure BDA0002058538650000031
如图4所示,系留塔固定模块1,下端的主杆上连接法兰10,法兰为航空铝,其上有四 个直径10mm的孔;上端的主杆上分别连接单耳片12。加强杆11用于安装系留塔举升模块。
如图5所示,旋转模块第一段20,下端的主杆上分别连接四个双耳片200,上端的主杆上连接法兰202;加强杆201用于安装系留塔举升模块。
如图6所示,旋转模块第二段21,上、下端的主杆上连接法兰210。
如图7所示,旋转模块第三段22,下端的主杆上连接法兰220;上端为浮空器头锥系留装置5的安装平台221,为5mm厚碳纤维板,与主杆共固化粘接。
所述法兰、单耳片和双耳片23均为航空铝,一端为圆柱形,可插入系留塔模块的主杆 中。
所述单耳片12、双耳片200上开有锥形孔,锥度与锥形子母螺栓40、41匹配。
所述法兰上开有四个直径10mm的孔。
如图8所示,所述举升模块3包括碳管抱箍30、31、摇臂32、支撑臂33、丝杆34; 举升模块的四边形的支撑臂33的四个角为关节结构,丝杆34通过两个对角上的螺纹孔,旋 转摇臂32即带动丝杆旋转,使举升模块伸长或压缩,带动旋转模块翻倒或者直立。
如图9所示,所述锥形固定装置4包括锥形子母螺栓40、41、润滑垫42。锥形子母螺栓的螺栓杆为锥形,锥度为1.5°。
实施例2
本实施例说明实施例1系留塔的安装过程。
所述系留塔固定模块1与锚泊平台固定,下端有四个法兰,每个法兰上都有用于固定的 螺栓孔,使用M10的螺栓固定。
所述系留塔旋转模块2,先在地面上安装,将旋转模块第一段,旋转模块第二段和旋转 模块第三段之间的法兰片连接,使用M10的螺栓固定。
所述系留塔旋转模块2与留塔固定模块1连接,将旋转模块下端一边的双耳片200与固 定模块上端一边的单耳片12连接,耳片孔中放入润滑垫42,使用锥形子母螺栓40、41穿 过耳片上的锥形孔进行固定。
所述举升模块3上、下端的碳管抱箍30,31分别安装在系留塔固定模块1和系留塔旋 转模块2的加强杆11、201中心。旋转举升模块的摇臂32,支撑臂压缩,带动系留塔旋转模块2旋转至竖直位置。此时,系留塔固定模块1的单耳片12插入系留塔旋转模块2的双 耳片200中,固定孔对齐;锥形子母螺栓40装上润滑垫42,插入耳片孔中。此时可将举升 模块3拆除。将锥形子母螺栓40、41旋紧即完成系留塔的安装。
锥形子母螺栓40、41在与耳片固定时,其耳片上的孔为锥形,配合为过盈,抵消安装 间隙;润滑垫42安装在锥形子母螺栓和锥形孔之间,隔绝金属接触,使其在拆卸和耳片旋 转时减小摩擦。
实施例3
本实施例说明实施例1系留塔的拆卸过程。
在系留塔固定模块1和系留塔旋转模块2的加强杆11、201上安装举升模块3。
拆卸举升模块3两侧的两个锥形子母螺栓40、41,旋转举升模块3的摇臂32,使举升模块3升高,系留塔旋转模块2相应围绕一端一边旋转至翻倒位置。
拆卸安装平台221上安装的头锥系留装置5;
拆卸举升模块3;
拆卸系留塔旋转模块2下端与系留塔固定模块1连接的两个锥形子母螺栓40、41,完 成系留塔旋转模块2的拆卸;在地面拆卸系留塔旋转模块2的子模块。
拆卸系留塔固定模块1,拆卸其下端的固定螺栓即可完成系留塔的拆卸任务。
本发明上述实施例采用模块化的设计,采用复合材料,在加强强度的同时减轻质量,质 量的特性在实施时采用很少的人员即可完成,不需要其他起吊的大型设备。每个模块安装使 用螺栓连接,方便实施人员的安装与拆卸。在运输过程中每个模块可单独存放,节省运输空 间。
所述塔体模块的桁架结构也可换作其他结构形式,在使用复合材料时也可实现轻质量的 特性。
上述实施例所述的实施方式仅仅是清楚地说明本发明所作举例,而并非对本发明实施方 式的限定,实施人员可给据实际情况调整,在上述说明的实施方式基础上做出的其他不同形 式,仍在本发明的保护范围中。

Claims (10)

1.一种快拆式模块化系留塔,包括系留塔固定模块(1)、系留塔旋转模块(2)和举升模块(3),其特征在于,
所述系留塔固定模块(1)和系留塔旋转模块(2)在一个侧表面上铰接,并在相对的另一个侧表面上通过所述举升模块(3)连接;
所述举升模块(3)包括呈四边形的四个支撑臂(33),丝杆(34)和位于丝杆一端的摇臂(32);所述丝杆(33)通过所述四边形的两个相对顶点上的螺纹孔;所述四边形的另外两个相对顶点分别固定于所述系留塔固定模块(1)和系留塔旋转模块(2)。
2.如权利要求1所述的快拆式模块化系留塔,其特征在于,所述系留塔固定模块(1)和/或所述系留塔旋转模块(2)采用碳纤维复合材料制成。
3.如权利要求1所述的快拆式模块化系留塔,其特征在于,所述系留塔旋转模块由多段组成。
4.如权利要求1所述的快拆式模块化系留塔,其特征在于,所述系留塔固定模块(1)包括单耳片(12),所述系留塔旋转模块(2)包括双耳片(200);所述单耳片(12)嵌入相应的双耳片(200)中并通过锥形固定装置(4)连接,实现所述铰接;
所述锥形固定装置(4)包括锥形子母螺栓(40、41)。
5.如权利要求4所述的快拆式模块化系留塔,其特征在于,所述锥形固定装置(4)包括位于所述锥形子母螺栓(40、41)内的润滑垫(42)。
6.如权利要求4所述的快拆式模块化系留塔,其特征在于,所述锥形子母螺栓(40、41)的锥度在1.2-1.8°范围内。
7.如权利要求6所述的快拆式模块化系留塔,其特征在于,所述锥形子母螺栓(40、41)的锥度为1.4°,1.5°或1.6°。
8.如权利要求4所述的快拆式模块化系留塔,其特征在于,所述锥形子母螺栓(40、41)与所述单、双耳片(12、200)的孔为过盈配合。
9.如权利要求1所述的快拆式模块化系留塔,其特征在于,所述系留塔固定模块(1)和/或所述系留塔旋转模块(2)为桁架结构,包括四根主杆和多根腹杆,所述主杆和/或腹杆为碳纤维管。
10.如权利要求4所述的快拆式模块化系留塔,其特征在于,所述单耳片(12)和双耳片(23)由航空铝制成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113264175A (zh) * 2021-06-24 2021-08-17 中国科学院空天信息创新研究院 系留气球锚泊设施鼻塔结构

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