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
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
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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| CN201910397123.6A CN111942608A (zh) | 2019-05-14 | 2019-05-14 | 一种快拆式模块化系留塔 |
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| CN (1) | CN111942608A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
-
2019
- 2019-05-14 CN CN201910397123.6A patent/CN111942608A/zh active Pending
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