CN112572814A - 新型充气方式的减震气囊系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型充气方式的减震气囊系统，包括气囊（1）、气囊安装接口（2）、风扇（3）、电调（4）、信号控制器（5）、电源（6），囊内气体通过排气孔排出，将碰撞冲击能量一部分转化为气体的动能。这样可以降低回收物落地时的最大过载，保护回收物内的装备不受损伤。本发明装置的基础结构加工难度小，且成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及气囊的软着陆问题领域，具体地说，是一种利用气囊与地面的碰撞来消耗落地时的冲击动能，降低最大过载值，保护回收物内的装备的减震系统。
背景技术
随着航空航天技术的不断发展，气囊的用途不断被扩展，减震气囊系统是伞降回收系统的一部分，伞降回收系统的工作过程可以分为下降减速和触地缓冲两个阶段。其中下降减速阶段一般利用降落伞的气动阻力对回收物进行减速，但稳降速度一般无法使回收物内的精密装备安全着陆，所以在触地缓冲阶段需要使用减震气囊系统来进行对回收物进行进一步减速，来确保回收物内的精密装备的安全。
市场上的减震气囊系统是由气囊、碳纤维缠绕气瓶、手动截止阀、电磁控制阀、金属管路和空气压缩机组成，由空气压缩机先将高压气体压缩至气瓶中，关闭手动截止阀，再通过电磁控制系统，将电磁控制阀打开，使高压气体通过管路进入气囊。这种装置有结构复杂，危险系数高，温度变化大，成本高，体积大，重量重等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用气囊与地面的碰撞来消耗落地时的冲击动能来实现降低最大过载值的装置。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种新型充气方式的减震气囊系统，包括气囊、气囊安装接口、风扇、电调、信号控制器和电源；
气囊安装接口的侧面有两个孔，用于穿过螺钉、螺母和垫片分别连接气囊和风扇；气囊安装接口的底部有四个圆孔，用于穿过螺钉、螺母和垫片与无人机伞舱相连接；风扇的端头有3个航空插头，用于与电调的一端的3个航空插头相连接；改变航空插头的连接顺序可以改变风扇的风向；电调的另一端与信号控制器和电源相连接，调整电压和电流从而调整风扇的转速；信号控制器给电调提供电信号，从而通过电调控制风扇的转速，电源给风扇和电调提供电能。
气囊安装接口和气囊之间还通过AB胶连接，使气囊上的圆柱口与气囊安装接口的侧面紧紧相连。
通过旋转信号控制器上的旋钮，可以调节电调输入的电信号，从而通过电调控制电压和电流来控制调节风扇的转速。
本发明与现有技术相比，其显著优点：（1）本装置的结构简单，体积小，重量轻。（2）本装置无需人工操作，危险系数极低。（3）本装置可重复使用，仅消耗气囊。（4）本装置成本很低，相较传统的减震气囊系统，成本不足十分之一。
附图说明
图1为本发明的装置的气囊的正视图。
图2为本发明的装置的气囊的左视图。
图3为本发明的装置的气囊的俯视图。
图4为本发明的装置的气囊安装接口的主视图。
图5为本发明的装置的气囊安装接口的俯视图。
图6为本发明的装置的气囊的实物图。
图7为本发明的装置的气囊安装接口和风扇的实物图。
图8为本发明的装置的电调的实物图。
图9为本发明的装置的信号控制器的实物图。
图10为本发明的装置的电源的实物图。
图11为本发明的总装图。
具体实施方式
本发明一种新型充气方式的减震气囊系统，包括气囊1、气囊安装接口2、风扇3、电调4、信号控制器5和电源6。本发明用于某型无人机的减速回收系统。由于伞降回收后的稳降速度无法使无人机内的设备安全着陆，可能会造成无人机设备损伤，故为了进一步降低无人机伞降回收后的落地速度，减小落地冲击过载，需要设计一种减震气囊系统来降低最大过载，保护无人机设备。
本装置在气囊的进气口一端依次安装气囊安装接口、风扇和电调，然后在电调的另一端依次安装信号控制器和电源。
本装置在不工作状态时，气囊被折叠成小块安装于无人机气囊舱之内，信号控制器处于关闭状态，电调接收不到信号，电压和电流均为零，风扇的转速为零。
当本装置工作时，信号控制器工作，给电调电信号，风扇开始旋转，由气囊进气口给气囊充气，在气压作用下气囊体积越来越大将无人机气囊舱盖撑开，最终形成预先设定的形状。之后风扇持续工作给气囊充气，直到无人机落地时，气囊内气体由排气孔排出，通过气囊与地面的碰撞来消耗落地时的冲击动能，降低最大过载，从而保护无人机设备。
下面结合说明书附图1-11对本发明作进一步说明。
气囊安装接口2的侧面有两个孔，用于穿过螺钉、螺母和垫片连接气囊1和风扇3，同时气囊安装接口2和气囊1之间还通过AB胶连接，使气囊1上的圆柱口与气囊安装接口2的侧面紧紧相连。气囊安装接口2的底部有四个圆孔，用于穿过螺钉、螺母和垫片与无人机伞舱相连接。风扇3的端头有3个航空插头，用于与电调4的3个航空插头相连接。其中，改变航空插头的连接顺序可以改变风扇的风向。电调4的一端有3个航空插头用于与风扇3的3个航空插头连接，另一端与信号控制器5和电源6相连接，电调的作用是调整电压和电流从而调整风扇的转速，信号控制器5的作用是给电调4提供电信号，从而通过电调4控制风扇3的转速，电源6的作用是给风扇3和电调4提供电能。
在气囊1的进气口一端依次安装气囊安装接口2、风扇3、电调4、信号控制器5、电源6，其中信号气囊安装接口2和风扇3之间通过螺钉、螺母和垫片连接，气囊1和气囊安装接口2之间通过螺钉、螺母、垫片和AB胶固定连接，风扇3和电调4之间通过航空插头连接。
通过旋转信号控制器5上的旋钮，可以调节电调4输入的电信号，从而通过电调4控制电压和电流来控制调节风扇3的转速。
本装置的零件需安装在无人机的气囊舱内，安装成功后当无人机通过信号控制器给电调指令时可以控制风扇旋转从而使装置开始工作。
气囊1的作用是通过与地面的碰撞来消耗无人机落地时的冲击动能，降低最大过载，从而保护无人机设备。当装置不工作时，气囊安装在气囊舱之内，当装置工作时，气囊在气囊舱之外展开为预定形状。
气囊安装接口2的作用是连接风扇、气囊和无人机伞舱，将整个装置固定于无人机伞舱内。
风扇3的作用是给气囊充气，当装置工作时，风扇开始旋转产生气体从气囊进气口进入气囊，从而使气囊展开为预定的形状。
电调4的作用是通过控制电压和电流来改变风扇的转速，从而改变气囊的充气速度。当装置不工作时，电压和电流均为零，风扇的转速为零。
信号控制器5的作用是给电调提供指令，通过改变电压和电流的大小来改变风扇的转速，在无人机上信号控制器可以由无人机飞控系统直接提供电信号。
电源6的作用是给装置提供电能，在无人机上电能可由无人机直接提供，无需使用电池来给装置供能。
下面详细说明本发明装置的功能
1 固定功能
当装置在未工作状态下时，气囊被折叠为小块固定于无人机伞舱之内，整个装置通过气囊安装接口与伞舱固定连接。无人机不提供电信号，风扇的转速为零
2 减震功能
当本装置工作时，无人机给电调4提供电信号，电调4通过控制电压和电流来使风扇开始转动，风扇3从气囊的进气口给气囊充气，在气压的作用下气囊1逐渐膨胀，体积逐渐变大，最终在伞舱外展开成为预定的形状。当无人机落地时，气囊1与地面碰撞，气囊1中的气体从排气孔排出，将碰撞冲击能量一部分转化为气体的动能，从而降低无人机落地时的最大过载，保护无人机设备不受损伤。
Claims (3)
1.一种新型充气方式的减震气囊系统，其特征在于：包括气囊（1）、气囊安装接口（2）、风扇（3）、电调（4）、信号控制器（5）和电源（6）；
气囊安装接口（2）的侧面有两个孔，用于穿过螺钉、螺母和垫片分别连接气囊（1）和风扇（3）；气囊安装接口（2）的底部有四个圆孔，用于穿过螺钉、螺母和垫片与无人机伞舱相连接；风扇（3）的端头有3个航空插头，用于与电调（4）的一端的3个航空插头相连接；改变航空插头的连接顺序可以改变风扇的风向；电调（4）的另一端与信号控制器（5）和电源（6）相连接，调整电压和电流从而调整风扇的转速；信号控制器（5）给电调（4）提供电信号，从而通过电调（4）控制风扇（3）的转速，电源（6）给风扇（3）和电调（4）提供电能。
2.根据权利要求1所述的新型充气方式的减震气囊系统，其特征在于：气囊安装接口（2）和气囊（1）之间还通过AB胶连接，使气囊（1）上的圆柱口与气囊安装接口（2）的侧面紧紧相连。
3.根据权利要求1或2所述的新型充气方式的减震气囊系统，其特征在于：通过旋转信号控制器（5）上的旋钮，可以调节电调（4）输入的电信号，从而通过电调（4）控制电压和电流来控制调节风扇（3）的转速。
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