CN112644705A - 可弹射回收的牵引式冲压翼伞 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可弹射回收的牵引式冲压翼伞，能够通过弹射回收装置将翼伞弹射到空中，且能够自动收放。包括：翼伞、收放装置、梳绳爪和弹射回收装置；收放装置通过光电系留缆牵引翼伞；在弹射回收装置的左右两侧各设置一个梳绳爪，两个梳绳爪分别通过引导绳与弹射回收装置相连；梳绳爪用于梳理翼伞绳并通过引导绳牵引翼伞绳向载荷舱上的弹射回收装置滑动；弹射回收装置用于实现翼伞的弹射回收。该翼伞直接利用冲压翼伞绳作为弹射回收绳，翼伞更易于开伞，可以提高弹射效率和成功率；通过梳绳爪对翼伞绳进行梳理，避免翼伞绳相互缠绕；通过翼伞内收展绳能够有效控制翼伞回收方向，确保翼伞回收的方向性和一致性。

Description

可弹射回收的牵引式冲压翼伞

技术领域

发明涉及一种牵引式翼伞，具体涉及一种可弹射回收的牵引式冲压翼伞。

背景技术

传统海洋环境监测与探测多采用船上监测与探测设备，作为能够充分利用海上风力长期滞空的翼伞，相比船上监测与探测设备，可以减少地球曲率影响，探测距离更远，监测效率和范围更广，优势更突出。

冲压翼伞具备良好的升阻比、滑翔比和操控性，应用十分广泛。现有冲压翼伞开伞采用拖拽方式，对起伞场地要求较高，否则容易受地面刮磨损坏翼伞，致使飞行不安全或翼伞使用寿命降低；且现有冲压翼伞不具备弹射回收的功能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可重复弹射回收的牵引式冲压翼伞，能够通过弹射回收装置将翼伞弹射到空中。

所述的可重复弹射回收的自动收放牵引式翼伞，包括：翼伞、收放装置、梳绳爪和弹射回收装置；所述收放装置通过光电系留缆牵引翼伞；

所述翼伞包括：伞衣、左翼伞绳组、右翼伞绳组和载荷舱；所述伞衣分别通过左翼伞绳组和右翼伞绳组与所述载荷舱相连；

所述弹射回收装置设置在载荷舱内部或载荷舱上端面，当设置在所述载荷舱内部时，在所述载荷舱上表面弹射回收装置对应的位置设置有开口；

在所述弹射回收装置的左右两侧各设置一个梳绳爪，两个所述梳绳爪分别通过引导绳与所述弹射回收装置相连，所述梳绳爪用于梳理翼伞绳并通过引导绳牵引翼伞绳向所述载荷舱上的弹射回收装置移动；

所述弹射回收装置包括：弹力架、翼伞内收展绳、引导绳、弹力板和弹力布；所述弹力架安装在载荷舱表面或载荷舱内部；所述弹力架为中空框架结构，在弹力架框架内部左右两侧中心位置均设置有弹力板，所述弹力板的前后两边通过弹力板弹力绳与所述弹力架的前后侧边相连；

两个所述弹力板的相背侧设置有弹力布，所述弹力布的前后两边通过弹力布弹力绳与所述弹力架的前后侧边相连；

同时位于左侧的弹力布的左边还通过弹力布弹力绳与弹力架的左侧边相连，位于右侧的弹力布的右边还通过弹力布弹力绳与弹力架的右侧边相连；

所述弹力板的中心设置有左弹力板限制孔，用于和对应侧梳绳爪上的固定环配合；所述引导绳用于引导所述梳绳爪向对应侧的弹力板移动；

所述翼伞内收展绳包括：一根以上左收展绳和一根以上右收展绳，在所述弹射回收装置左右两侧的梳绳爪内安装有收放机构；所述左收展绳和右收展绳一端分别与翼伞左右两端的端部连接，另一端分别与对应侧梳绳爪内的收放机构相连；通过所述收放机构收放所述翼伞内收展绳，实现所述翼伞的收展；

翼伞绳作为弹射回收牵引绳，每根所述翼伞绳上设置有翼伞绳结，所述翼伞绳结处设置绳结扣，所述翼伞绳结限位在所述绳结扣的中心孔内。

作为本发明的一种优选方式，所述梳绳爪包括：十字井轮板、固定爪和固定环；

所述十字井轮板上固定有与对应侧翼伞绳组中翼伞绳一一对应的十字井轮，所述翼伞绳穿过所述十字井轮板上与之对应的十字井轮；

所述固定爪为弹性爪；所述固定爪一端与所述十字井轮板相连，另一端与所述固定环相连。

作为本发明的一种优选方式，所述弹力架左右两侧边中间位置分别设置有翼伞绳左固定栓和翼伞绳右固定栓；左翼伞绳组中的翼伞绳经过位于弹射回收装置左侧的梳绳爪梳理后与翼伞绳左固定栓相连；右翼伞绳组中的翼伞绳经过位于弹射回收装置右侧的梳绳爪梳理后与翼伞绳右固定栓相连。

作为本发明的一种优选方式，所述引导绳一端与梳绳爪相连，另一端穿过对应侧弹力板中心的弹力板限制孔，之后，左右两根引导绳汇成一股绳穿过位于弹力架中间位置的支架后，与设置在载荷舱上的引导绳卷筒相连，通过引导绳卷筒控制引导绳的收放。

作为本发明的一种优选方式，所述引导绳采用电缆，能够为所述梳绳爪内的收放机构供电。

作为本发明的一种优选方式，位于弹力架中间位置的支架为凹形支架。

作为本发明的一种优选方式，所述光电系留缆包括：外护套、电缆、光缆、抗拉绳、抗拉绳接头和光电缆接头；

所述抗拉绳设置在所述外护套内部，用于承载拉力；在抗拉绳与外护套之间的环形空腔内设置一根以上光缆和一根以上电缆，然后在该环形空腔内填充填充物，通过所述填充物用于保护光缆和电缆使所述光缆和电缆相互隔离并定位；

在所述光电缆的两端均设置有抗拉绳接头和光电缆接头；所述抗拉绳接头与所述外护套内部的抗拉绳相连，所述光电缆接头为与所述外护套内部的电缆和光缆相连的光电转换接头。

作为本发明的一种优选方式，所述自动收放装置包括：电控单元、收放缆单元、排缆单元和牵引机构，所述光电系留缆一端缠绕在所述收放缆单元的线盘上，另一端依次经过所述排缆单元和牵引机构后与翼伞的载荷舱相连；其中所述收放缆单元和牵引机构安装在底座上，所述排缆单元支撑在所述收放缆单元上方；所述电控单元通过控制所述收放缆单元、排缆单元和牵引机构控制所述光电系留缆的自动收放。

作为本发明的一种优选方式，所述光电系留缆通过承力光电复合旋转接头与所述翼伞的载荷舱相连；

所述承力光电复合旋转接头包括：拉力传感器、光电滑环和承力部件；其中所述光电滑环上设置有光电接口；所述光电滑环包括：转子和定子，其定子端设置有承力部件，所述承力部件的一端与所述光电滑环的定子固定连接，另一端连接光电系留缆；所述光电滑环的转子通过拉力传感器与挂点连接件相连；所述挂点连接件上挂点与载荷舱上的系留点相连。

作为本发明的一种优选方式，所述自动收放装置中设置放缆机构，所述放缆机构设置在牵引机构的出缆口；

所述放缆机构包括：沿着光电系留缆的出缆方向设置的两个以上“井”字轮，所述光电系留缆依次从各“井”字轮中间的穿缆孔穿过；沿着所述光电系留缆出缆方向，各“井”字轮中间的穿缆孔孔径逐渐增大。

作为本发明的一种优选方式，所述放缆机构中，“井”字轮包括滚轮支架、四个滚轮轴和四个直筒滚轮，每个直筒滚轮通过一个滚轮轴支撑在滚轮支架上，四个直筒滚轮呈井字形分布，即四个直筒滚轮分为两个横向滚轮和两个纵向滚轮，两个横向滚轮和两个纵向滚轮中间形成的孔为穿缆孔，所述光电系留缆从穿缆孔中穿过，所述光电系留缆能够在所述穿缆孔中自由转动。

作为本发明的一种优选方式，在翼伞中心部位下翼面上设置有与翼伞内收展绳一一对应的收绳扣，同时在每个翼伞肋片上设置有收绳扣；所述左收展绳和右收展绳穿过翼伞中心部位下翼面上的收绳扣后，分别依次通过左侧翼伞肋片上的收绳扣和右侧翼伞肋片上的收绳扣后与对应侧梳绳爪内的收放机构相连。

有益效果：

(1)直接利用冲压翼伞绳作为弹射回收绳，翼伞更易于开伞，可以提高弹射效率和成功率；

(2)通过梳绳爪对翼伞绳进行梳理，避免翼伞绳相互缠绕；通过翼伞内收展绳能够有效控制翼伞回收方向，确保翼伞回收的方向性和一致性。

(3)在收放装置中设置放缆机构，不仅可以实现系留缆向任意方向牵拉翼伞，且能够避免由于系留缆弯曲角度过小而导致的损坏。

(4)光电复合旋转接头通过设置承力部件，能够提高其抗拉能力，使该接头在动态旋转传输光电信号的同时能够承受大张力载荷、交变张力载荷；光电复合旋转接头中设置了拉力传感器，能够实时监控拉力的大小。

(5)通过改进光电系留缆的结构，将其拉力承载部分和信号传输部分分开，能够提高光电系留缆的抗拉能力，且不影响其光电传输性能。

附图说明

图1为本发明的牵引式冲压翼伞的结构示意图；

其中：1-伞衣，2-翼伞绳，3-光电系留缆、4-翼伞绳结，5-载荷舱，6-收放装置；

图2为梳绳爪与弹射回收装置的连接示意图；

其中：15-梳绳爪、17-弹射回收装置

图3为梳绳爪的结构示意图；

其中：9-十字井轮板、10-固定爪、11-固定环、12-固定环插孔、13-十字井轮孔；

图4为弹射回收装置的结构示意图；

其中：51-弹力架、52-右弹力板、53-右弹力板弹力绳、54-凹形支架、55-中部弹力绳、56-左弹力板、57-左弹力板弹力绳、58-左弹力布弹力绳、59-翼伞绳左固定栓、60-左引导绳、61-左弹力布、62-左弹力板限制孔、63-凹形支架中孔、64-右弹力板限制孔、65-右弹力布、66-右引导绳、67-右弹力布弹力绳、68-翼伞绳右固定栓

图5为翼伞收绳扣位置示意图；

18-翼伞肋片，19-下翼面，20-收绳扣

图6和图7为光电系留缆的结构示意图；

其中：25-电缆、26-光缆、27-外护套、28-填充物、29-抗拉绳、30-抗拉绳接头、31-光电缆接头；

图8为实施例2中收放装置的结构示意图；

其中：3-光电系留缆、18-收放缆单元、19-排缆单元、21-牵引机构、22-张力检测单元、23-底座、24-放缆机构；

图9为实施例3的放缆机构中井字轮的结构示意图；

其中：3-光电系留缆、33-穿缆孔、34-横向滚轮、35-纵向滚轮；

图10为实施例4中承力光电复合旋转接头与翼伞的连接示意图。

其中：3-光电系留缆、5-载荷舱，36-挂点连接件、37-拉力传感器、38-光电滑环、39-承力部件、40-光电接口。

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。

实施例1：

本实施例提供一种可重复弹射回收的牵引式翼伞，能够通过弹射回收装置将翼伞弹射到空中，回落时回收翼伞储能用于下一次起伞，使起伞场地要求大大降低，适用于更多复杂地形起伞。

该可弹射回收的牵引式冲压翼伞包括：翼伞、收放装置6和弹射回收装置17，其中弹射回收装置17设置在翼伞的载荷舱5内部或载荷舱5上端面；收放装置6通过光电系留缆3牵引翼伞。使用时，收放装置6可安装在车/船上。

如图1所示，翼伞包括：伞衣1、翼伞绳2和载荷舱5。其中伞衣1通过左右两组(以翼伞的纵向为左右方向)翼伞绳2与载荷舱5相连，为描述方便，令左右两侧的翼伞绳组分别为左翼伞绳组和右翼伞绳组；每根翼伞绳2的中部设置有翼伞绳结4，翼伞绳2的一端与载荷舱5相连，另一端通过翼伞绳结4分成多根翼伞绳分支后与伞衣1相连(即多根翼伞绳分支通过翼伞绳结4汇成一股作为翼伞绳2与载荷舱5相连)。同时光电系留缆3与翼伞中的载荷舱5相连，用于载荷舱5内电子设备光电信号的传输。

伞衣1包括由翼伞布制成的上翼面和下翼面，上翼面和下翼面之间设置有多根翼伞肋片，翼伞肋片沿翼伞的横向(展开方向)均匀间隔分布，形成多个气室(每两根翼伞肋片之间上翼面和下翼面包围的区域为一个气室)。伞衣前缘设有翼伞进气口，以便于空气进入形成气室。翼伞肋片上设有通气孔，便于各气室间空气流通，以保证伞衣迅速充气和各气室压力均匀。

弹射回收装置17设置在载荷舱5内部或载荷舱5上端面，当设置在载荷舱5内部时，在载荷舱5上表面弹射回收装置对应的位置设置有开口，开口可以自动编程控制(也可通过载荷舱5遥控或远程控制)开合的盖体封闭(当需要回收翼伞时，远程控制该盖体打开)，也可以不设置盖体，使其始终处于开口状态。

如图2所示，在弹射回收装置17的左右两侧各设置一个梳绳爪15，两个梳绳爪15分别通过引导绳与弹射回收装置17相连；梳绳爪15用于梳理翼伞绳并通过引导绳牵引翼伞绳向载荷舱5上的弹射回收装置17滑动。

如图3所示，梳绳爪15包括：十字井轮板9、固定爪10和固定环11；其中十字井轮板9为圆形或方形，用于固定十字井轮，十字井轮板9采用尼龙或超高分子量聚乙烯等板材制成。十字井轮板9上固定有与左翼伞绳组(或右翼伞绳组)中翼伞绳个数相同的十字井轮，且翼伞绳与十字井轮一一对应，具体为十字井轮板9上设置有多个十字井轮孔13，每个十字井轮孔13内安装一个十字井轮；左翼伞绳组(或右翼伞绳组)中的翼伞绳穿过与其对应的十字井轮，通过十字井轮梳理翼伞绳，能够确保翼伞绳相互不缠绕。固定爪10采用圆形弹簧钢材制备，使其压缩具备一定的弹力；固定爪10一端与十字井轮板9相连，另一端与固定环11相连，具体为：固定爪10的一端为爪端，另一端为端头，其爪端通过多个爪头与十字井轮板9相连，在其端部设置有固定环11；固定环11采用为圆环结构，采用金属材料或尼龙、超高分子量聚乙烯等轻质高强度非金属板材制成；固定环11上沿其周向设置有多个用于连接固定爪10端头的固定环插孔12，固定爪10的端头插入固定环插孔12内并焊接或采用螺纹固定；确保固定爪端头始终处于固定环插孔12中，保证固定环11外表面光滑。固定爪10具有弹性能够确保翼伞或翼伞绳在拉力消失时与梳绳爪15及时分离。梳绳爪15分别通过引导绳与弹射回收装置17相连，其中引导绳的一端与固定环11相连，另一端与弹射回收装置17相连。

由于直接利用翼伞绳2作为弹射回收绳，为实现翼伞的回收，在每个翼伞绳结处设置绳结扣；绳结扣采用尼龙、pvc等塑料制成，其中心孔为锥形孔，即一端为大孔一端为小孔，其中大孔孔径大于翼伞绳结4的尺寸，小孔孔径小于翼伞绳结4的尺寸，即翼伞绳结4从绳结扣的大孔端进入绳结扣中心孔内后无法从小孔端脱落(也可以将翼伞绳结4粘接在绳结扣内部)，然后通过下拉翼伞绳2，带动绳结扣下移与梳绳爪15的十字井轮板9接触，进而带动十字井轮板9下压固定爪10储能。

如图4所示，弹射回收装置17包括：弹力架51、翼伞内收展绳、引导绳、左弹力板56、右弹力板52、左弹力布61和右弹力布65；其中弹力架51安装在载荷舱表面或载荷舱内部，用于弹射释放翼伞；弹力架51左右两侧边中间位置分别设置有翼伞绳左固定栓59和翼伞绳右固定栓68；左翼伞绳组中的翼伞绳经过位于弹射回收装置17左侧的梳绳爪梳理后与翼伞绳左固定栓59相连；右翼伞绳组中的翼伞绳经过位于弹射回收装置17右侧的梳绳爪梳理后与翼伞绳右固定栓68相连；翼伞绳左固定栓59和翼伞绳右固定栓68作为翼伞的左右着力点提升载荷舱；将翼伞绳固定在载荷舱上，使得翼伞稳定性好。

在左右两侧的固定爪10内安装有小型收放机构，小型收放机构固定在固定环11和固定爪10上；翼伞内收展绳一端与翼伞肋片固定相连，另一端穿过若干翼伞肋片上的收绳扣孔以及梳绳爪15上对应的十字井轮孔后与小型收放机构的卷筒相连，通过小型收放机构对翼伞内收展绳的收放实现翼伞的自动伸展、调整翼伞面功能，以及辅助翼伞收放功能，从而实现翼伞的快速收展和气动外形调节功能。具体的：

如图5所示，翼伞内收展绳包括：一根以上左收展绳和一根以上右收展绳，左收展绳和右收展绳一端分别与翼伞左右两端的端部连接，另一端分别缠绕在左右两侧的梳绳爪15内的小型收放机构的卷筒上；在翼伞中心部位下翼面19上设置有与收展绳一一对应的收绳扣，同时在每个翼伞肋片18上设置有收绳扣20，收绳扣20用于使收展绳穿过，对收展绳其导向作用，左收展绳和右收展绳穿过翼伞中心部位下翼面上的收绳扣20后，分别依次通过左侧翼伞肋片上的收绳扣20和右侧翼伞肋片上的收绳扣20，然后与位于翼伞左右两端端部的翼伞肋片上的收绳扣20固定连接或采用绳结扣固定。收展绳能够在翼伞肋片的收绳扣20中滑动，收绳扣20采用超高分子量聚乙烯或尼龙材料制成(不限制其他材料)，保持一定的硬度和光滑性。收绳扣20为中空钮扣或暗扣或其他中空硬质连接扣，确保收展绳便于从收绳钮扣中心孔通过。收展绳采用抗拉、高强度、轻量质、耐磨等性能超高分子量聚乙烯材料或尼龙材料等制成(不限制其他材料)。翼伞内收展绳位于翼伞内部的部分采用带有弹力尼龙编制绳(松紧带)，便于翼伞开展时快速回位；位于翼伞外的部分采用不带弹力的尼龙编制绳，一体化制作，保证外形一致。

需要收翼伞绳时，梳绳爪内的小型收放机构同步工作牵引翼伞内收展绳辅助收伞，提高收伞效率；当翼伞收到位后，小型收放机构断电，小型收放机构电机输出端的离合器为常开状态释放翼伞内收展绳，使翼伞既保持良好收藏外形状态，同时带弹力的尼龙编制绳也处于松弛状态，便于下一次翼伞展开。

弹力架51为中空框架结构，在弹力架51框架内部左(右)侧中心位置设置有左弹力板56(右弹力板52)，左弹力板56(右弹力板52)的前后两边通过左弹力板弹力绳57(右弹力板弹力绳53)与弹力架51的前后侧边相连；左弹力板56(右弹力板52)的左侧(右侧)连接有左弹力布61(右弹力布65)，左弹力布61(右弹力布65)的前后两边通过左弹力布弹力绳58(右弹力布弹力绳67)与弹力架51的前后侧边相连；同时左弹力布61的左边通过左弹力布弹力绳58与弹力架51的左侧边相连，右弹力布65的右边通过右弹力布弹力绳67与弹力架51的右侧边相连；左右弹力绳T型布置，使翼伞弹射升空具备向上，同时左右翼伞向两边弹射的动能，更加便于翼伞升空展开。左弹力布61(右弹力布65)用于引导梳绳爪滑向弹力板中间孔，同时左弹力布61(右弹力布65)拉伸力提供一种向两侧的弹力，使翼伞弹射向两侧展开，便于充气翼伞。

左弹力板56(右弹力板52)的中心设置有左弹力板限制孔62(右弹力板限制孔64)，用于和对应侧梳绳爪15上的固定环11配合，梳绳爪15在引导绳的拉引下，使固定环11与对应侧弹力板上的弹力板限制孔配合，通过下压弹力板从而拉伸弹力绳(包括弹力布弹力绳和弹力板弹力绳)储能。

左引导绳60(右引导绳66)一端与位于弹射回收装置17左侧(右侧)的梳绳爪15相连(通过梳绳爪固定环内孔固定在梳绳爪上)，另一端穿过左弹力板限制孔62(右弹力板限制孔)；之后，左引导绳60和右引导绳66汇成一根绳穿过位于弹力架51中间位置的凹形支架54的凹形支架中孔63后，与设置在载荷舱上的引导绳卷筒相连，通过引导绳卷筒控制左引导绳60(右引导绳66)的收放。左引导绳60(右引导绳66)采用抗拉电缆，能够为梳绳爪15的内小型收放机构供电。凹形支架54用于加强翼伞弹力架强度，其中部较低，保证弹力板下降及弹力绳拉升长度，确保足够的弹力；凹形支架中孔63孔洞要光滑便于左右引导绳不被磨损，或在凹形支架中孔63内安装十字井轮。

弹射回收装置17的工作原理为：

左翼伞绳组和右翼伞绳组分别穿过左右梳绳爪15的十字井轮孔后，通过对应侧的引导绳牵引向弹力架51滑动，当梳绳爪15的固定环11与弹力架51上对应侧弹力板限制孔作用时，拉伸弹力绳(包括弹力板弹力绳和弹力布弹力绳)，为翼伞弹射储能。

为提高光电系留缆3的抗拉能力，采用如图5和图6所示的光电系留缆3。光电系留缆3的横截面的结构如图5所示，包括：外护套27以及设置在外护套27内部的抗拉绳29、电缆25和光缆26。其中外护套27为轻质量塑料或橡胶类耐磨保护套。抗拉绳29用于实现光电缆的承载拉力的功能，为凯夫拉或超高分子量聚乙烯等轻质抗拉非金属材料丝线编制而成。电缆25用于传输电信号，包括：铜导体和挤包在铜导体外的绝缘层，绝缘层的材料为辐照交联聚乙烯。光缆26用于传输光信号，包括光缆、包裹在光缆外部的轻质量塑料或树胶类保护外层以及设置在光缆与保护外层之间的凯夫拉或超高分子量聚乙烯填充层。

其整体连接关系为：抗拉绳29设置在外护套27内部中心位置，在抗拉绳29与外护套27之间的环形空腔内沿周向均匀间隔分布多根单股光缆26和多根单股电缆25，本实施例中设置两根单股光缆26和两根单股电缆25。在抗拉绳29与外护套27之间的环形空腔内填充凯夫拉或超高分子量聚乙烯纤维作为填充物28以实现对光缆26和电缆25的保护及定位，确保填充物的表面没有凸起。

如图6所示，在光电系留缆3的两端接头按功能要求进行分叉处理，即将光电系留缆3的端部接头分为抗拉绳接头30和光电缆接头31。其中抗拉绳接头30主要用于承载拉力，抗拉绳接头30以抗拉绳29为基准绳，通过将抗拉绳29延长至外护套27外部一定长度或在抗拉绳29端部外接凯夫拉或超高分子量聚乙烯丝线后，在其端部依据固定结构特点及需求编织成便于固定的接头(如圆形、方形、矩形等)，抗拉绳接头30编制好之后，填充其它防水、防盐雾等耐环境适应性材料，确保接头表面没有凸起，最后在抗拉绳接头30外部设置塑料或橡胶类高强度耐磨损外护套。外护套27内部的电缆25和光缆26用于实现光电通信功能，设置光电缆接头31时，先将所有电缆25和光缆26外延至外护套27外部，然后重新编制，并填充其它防水、防盐雾等耐环境适应性材料，确保填充物的表面没有凸起，最后再制作常规保护光电缆的外层护套及光电转换接头。使用该光电系留缆3时，抗拉绳接头30连接负载，由抗拉绳29承载拉力；通过光电缆接头31传输光电信号。

实施例2：

如图7所示，收放装置包括：电控单元、底座23以及安装在底座23上的收放缆单元18、排缆单元19和牵引机构4。自动牵收放装置通过光电系留缆3(光电系留缆3作为光纤信号传输和电流传导的载体)与载荷舱相连，通过对光电系留缆3的收放进行控制进而控制翼伞在空中的高度。具体为：缠绕在收放缆单元18上的光电系留缆3依次经过排缆单元19和牵引机构21后与翼伞相连。

其中收放缆单元18用于存储光电系留缆3及光电系留缆3的收放，具体包括：收缆动力单元和线盘，其中收缆动力单元包括：由收缆电机和减速器组成的动力源、收缆传动轴和两个收放缆同步带传动机构。其中收放缆同步带传动机构包括：主动轮、从动轮和张紧在主动轮和从动轮上的环形带，环形带为齿形带，即环形带的工作面为齿形，主动轮、从动轮的轮缘表面也做成相应的齿形，环形带与主动轮、从动轮之间靠齿的啮合进行传动。收放缆单元的整体连接关系为：收缆电机为交流变频电机，其输出轴与减速器直连，减速器输出端连接收缆传动轴，收缆传动轴轴向两端各设置一套收放缆同步带传动机构，具体为：收缆传动轴的两端分别与收缆同步带传动机构的主动轮同轴固接，两个收放缆同步带传动机构的从动轮分别同轴连接在线盘的轴向两端，由此收缆传动轴通过两个收放缆同步带传动机构驱动线盘转动。光电系留缆3缠绕在线盘上，驱动线盘正转或反转，实现光电系留缆3的收放。对线盘采用该种驱动方式能够使线盘受力均匀。需要制动线盘时，直接通过收缆电机的制动器对收缆电机进行制动即可。收缆电机采用力矩模式变频器来控制转速，能够保证与牵引同步，力矩大小可以设置。

线盘一端预留安装接口，用于安装光电滑环，光电滑环为光电系留缆3的电气接口，作为转接接口设置在光电系留缆3末端，光电系留缆3中的电线、光纤与光电滑环连接，从而实现电、光信号的传输。该安装接口与线盘轴芯一次加工成型，保证线盘轴芯和光电滑环的同心度。在线盘外圆周面上沿周向均匀分布多条轴向沟槽，沟槽底打通孔，用于缠绕在线盘上光电系留缆的通风，线盘轴向一侧安装有鼓风机，在该牵引收放装置工作时对线盘上的光电系留缆进行通风冷却。

排缆单元19用于保证光电系留缆3在线盘上的有序排放，排缆单元19支撑在收放缆单元18的上方，且平行于线盘。收放线缆时，线盘每转动一圈，排线单元2会沿轴向移动一个光电系留缆直径的距离，从而实现光电系留缆3在线盘的有序排放。排缆单元19包括：排缆支架、排缆动力单元、排缆丝杠和排缆光杆。排缆单元通过排缆支架支撑在收放缆单元18的上方，使得该自动收放装置结构紧凑。排缆丝杠的轴线与线盘的轴线平行。排缆动力单元包括：排缆电机、减速器、排缆传动轴和排缆同步带传动机构，排缆电机采用伺服电机，排缆电机的动力输出端与减速器直连，减速器的输出端连接排缆传动轴，排缆传动轴的轴向两端各设置一套排缆同步带传动机构(排缆同步带传动机构的结构形式与上述收放缆同步带传动机构的结构形式相同)。两个排缆同步带传动机构的从动轮分别同轴连接在排缆丝杠的轴向两端，由此排缆传动轴通过两个排缆同步带传动机构驱动排缆丝杠转动，对排缆丝杠采用该种驱动方式能够使排缆丝杠受力均匀。螺母与排缆丝杠配合形成丝杆螺母副，将排缆丝杠的转动转换为螺母沿排缆丝杠轴线的直线运动。同时光电系留缆3穿过与螺母相连的导线座上的光电系留缆孔后缠绕在线盘上。为防止丝杠螺母承受较大侧向拉力而卡死，设置与排缆丝杠轴向平行的排缆光杆作为导轨，采用直线导轨辅助排缆。具体为：螺母端面上加工有与其螺纹孔轴线平行的光孔，用于套装在排缆光杆上，排缆光杆为螺母的直线运动起导向作用。

螺母压紧线盘，且位于光电系留缆3缠绕方向上当前缠绕位置的前侧。排缆电机受控于电控单元，收缆时(即将光电系留缆排放在收缆线盘上时)，电控单元通过跟踪线盘的转动，控制排缆电机驱动排缆丝杠转动，保证线盘转动一圈，螺母沿排缆丝杠移动的距离与单根光电系留缆直径相同，螺母每移动一次，预留出下一圈光电系留缆3的排放空间，由此实现光电系留缆3在线盘沿线盘轴向的有序排列；且通过与螺母固连的导线座沿线盘轴向的往复运动，使光电系留缆在线盘上层叠排列。

同时通过电控单元对排缆电机进行控制，能够使光电系留缆在线盘上精确的按设定节距排缆，并可根据线盘轴向两端的极限位置进行自动换向。如在线盘轴向两端分别设置检测到位传感器(如位移传感器或限位开关)，当光电系留缆排放至极限位置(即到位传感器所在位置)时，检测到位传感器向电控单元发送到位信号，电控单元控制排缆电机反转，实现自动换向，由此提高排缆稳定性和可靠性。同时电控单元能够实时检测(如通过位移传感器检测螺母的移动距离从而获得排缆位置或通过图像处理单元获得)并记录排缆位置，防止因断电而引起下一次排缆位置不能确定的现象。

牵引机构21用于为光电系留缆3的收放提供动力，同时减小光电系留缆3上的张力，避免较大的张力直接作用于线盘。牵引机构支撑在底座23上，位于收放缆单元18前方，包括：两个轴线平行的牵引轮、牵引动力单元，两个牵引轮在牵引动力单元的驱动下同步转动；光电系留缆3的一端连接翼伞，另一端先在两个牵引轮上环形缠绕后穿过排缆单元19再缠绕在收放缆单元18的线盘上。牵引动力单元由牵引电机和减速器组成；其中牵引电机采用双交流变频电机。需要刹车时，直接通过牵引电机的制动器对牵引电机进行制动，防止牵引轮在高速转动时，因自身惯性不能及时停车。同时在两个牵引电机中均有手动刹车装置(手动刹车装置为牵引电机的附属设备，为现有技术)，当翼伞滞空时手动将制动推杆推入牵引轮孔内，手动刹车装置没有解除时该牵引收放装置不能工作，充分保证翼伞的滞空安全。牵引电机上设有旋转编码器，可以精确计算光电系留缆3的收放长度，并实时在控制台上显示相关数据。需要刹车时，牵引机构21先降速，然后牵引电机的制动器对牵引电机进行制动。

由于收放缆单元18中的线盘由收放缆电机驱动，排缆单元19由排缆电机驱动，牵引机构21由牵引电机驱动，通过电控单元控制收放缆电机、排缆电机和牵引电机能够实现对光电系留缆3的自动收放。电控单元采用操作界面(触摸屏)加PLC的控制方式，以PLC为核心，控制该自动牵引收放装置的运行。运行信号的发出及需要的各种信号的采集，以及各种运算均由PLC实现。触摸屏通过通讯线与PLC通讯，把设置的各种参数传到PLC，并实时显示工作时光电系留缆的放缆的长度。

该自动收放装置有三个工作模式：放缆模式、滞空模式(或称任务模式)、收缆模式。触摸屏上的“放缆模式”、“任务模式”、“收缆模式”等按钮的状态以及设置的各种参数通过通讯线传到PLC。控制刹车、放缆长度等通过CPU开关量被采集到电控单元的CPU中，加以分析处理，并向牵引机构21、收放缆单元18以及排缆单元19发送控制指令。为了保证该光电系留缆自动收放装置运行的稳定以及防止意外情况，线盘配置了相应的制动电阻。牵引机构21中的手动刹车装置配置传感器感应刹车装置是否到位。同时为该光电系留缆自动收放装置配置了急停开关和蜂鸣器。

实施例3：

在上述实施例2的基础上，为实现可以通过光电系留缆3向任意方向牵拉翼伞，且避免由于光电系留缆3弯曲角度过小而导致的损坏。在自动收放装置中设置放缆机构24。

如图7所示，放缆机构24设置在牵引机构21的出缆口，即光电系留缆3从牵引机构21引出后经过放缆机构24与翼伞相连。放缆机构24包括：沿着光电系留缆3的出缆方向设置的两个以上“井”字轮，光电系留缆3依次从各“井”字轮中间的穿缆孔33穿过；且沿着光电系留缆3的出缆方向，各“井”字轮中间的穿缆孔33的孔径逐渐增大，使所有“井”字轮的穿缆孔整体呈喇叭状逐渐扩大。

如图8所示，“井”字轮包括：滚轮支架、四个滚轮轴和四个直筒滚轮，每个直筒滚轮通过一个滚轮轴支撑在滚轮支架上，四个直筒滚轮呈井字形分布，即四个直筒滚轮分为两个横向滚轮35和两个纵向滚轮34，两个横向滚轮35和两个纵向滚轮34中间形成的矩形孔为穿缆孔33，光电系留缆3从穿缆孔33中穿过，光电系留缆3能够在穿缆孔33中自由转动。

实施例4：

在上述实施例1-实施例3的基础上，进一步的，光电系留缆3与载荷舱5相连的一端通过承力光电复合旋转接头与载荷舱5相连；该光电复合旋转接头具有较高的抗拉能力，使该接头在动态旋转传输光电信号的同时能够承受大张力载荷、交变张力载荷，能够满足翼伞的使用要求。

如图9所示，承力光电复合旋转接头，包括：拉力传感器37、光电滑环38和承力部件39；其中光电滑环38上设置有光电接口40。

光电滑环38包括：转子和定子，其定子端设置有承力部件39，承力部件39连接光电滑环38和光电系留缆3，具体为：承力部件39与其上方的光电滑环38的定子通过螺钉连接，与下端的光电系留缆3采用胶粘连接。光电滑环38的转子通过拉力传感器37与挂点连接件36相连；挂点连接件36的挂点与载荷舱5上的系留点相连，设置拉力传感器37能够实时监控系留拉力的大小。

本例中承力部件39为锥台形零件，其大端与光电滑环38的定子连接，小端与光电系留缆3粘接；承力部件39的材料选择耐腐蚀高强度的钛合金材料，其强度是钢铁的3-5倍，通过设置承力部件39将光电系留缆3与光电滑环38的柔性连接结构转换为刚性易于固定安装的结构。

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 (12)

1.可弹射回收的牵引式冲压翼伞，其特征在于：包括：翼伞、收放装置(6)、梳绳爪(15)和弹射回收装置(17)；所述收放装置(6)通过光电系留缆(3)牵引翼伞；

所述翼伞包括：伞衣(1)、左翼伞绳组、右翼伞绳组和载荷舱(5)；所述伞衣(1)分别通过左翼伞绳组和右翼伞绳组与所述载荷舱(5)相连；

所述弹射回收装置(17)设置在载荷舱(5)内部或载荷舱(5)上端面，当设置在所述载荷舱(5)内部时，在所述载荷舱(5)上表面弹射回收装置(17)对应的位置设置有开口；

在所述弹射回收装置(17)的左右两侧各设置一个梳绳爪(15)，两个所述梳绳爪(15)分别通过引导绳与所述弹射回收装置(17)相连，所述梳绳爪(15)用于梳理翼伞绳并通过引导绳牵引翼伞绳向所述载荷舱(5)上的弹射回收装置(17)移动；

所述弹射回收装置包括：弹力架(51)、翼伞内收展绳、引导绳、弹力板和弹力布；所述弹力架(51)安装在载荷舱表面或载荷舱内部；所述弹力架(51)为中空框架结构，在弹力架(51)框架内部左右两侧中心位置均设置有弹力板，所述弹力板的前后两边通过弹力板弹力绳与所述弹力架(51)的前后侧边相连；

两个所述弹力板的相背侧设置有弹力布，所述弹力布的前后两边通过弹力布弹力绳与所述弹力架(51)的前后侧边相连；

同时位于左侧的弹力布的左边还通过弹力布弹力绳与弹力架(51)的左侧边相连，位于右侧的弹力布的右边还通过弹力布弹力绳与弹力架(51)的右侧边相连；

所述弹力板的中心设置有左弹力板限制孔，用于和对应侧梳绳爪(15)上的固定环(11)配合；所述引导绳用于引导所述梳绳爪(15)向对应侧的弹力板移动；

所述翼伞内收展绳包括：一根以上左收展绳和一根以上右收展绳，在所述弹射回收装置(17)左右两侧的梳绳爪(15)内安装有收放机构；所述左收展绳和右收展绳一端分别与翼伞左右两端的端部连接，另一端分别与对应侧梳绳爪(15)内的收放机构相连；通过所述收放机构收放所述翼伞内收展绳，实现所述翼伞的收展；

翼伞绳作为弹射回收牵引绳，每根所述翼伞绳上设置有翼伞绳结(4)，所述翼伞绳结(4)处设置绳结扣，所述翼伞绳结(4)限位在所述绳结扣的中心孔内。

2.如权利要求1所述的可弹射回收的自动收放牵引式翼伞，其特征在于，所述梳绳爪(15)包括：十字井轮板(9)、固定爪(10)和固定环(11)；

所述十字井轮板(9)上固定有与对应侧翼伞绳组中翼伞绳一一对应的十字井轮，所述翼伞绳穿过所述十字井轮板(9)上与之对应的十字井轮；

所述固定爪(10)为弹性爪；所述固定爪(10)一端与所述十字井轮板(9)相连，另一端与所述固定环(11)相连。

3.如权利要求1所述的可弹射回收的自动收放牵引式翼伞，其特征在于，所述弹力架(51)左右两侧边中间位置分别设置有翼伞绳左固定栓(59)和翼伞绳右固定栓(68)；左翼伞绳组中的翼伞绳经过位于弹射回收装置(17)左侧的梳绳爪梳理后与翼伞绳左固定栓(59)相连；右翼伞绳组中的翼伞绳经过位于弹射回收装置(17)右侧的梳绳爪梳理后与翼伞绳右固定栓(68)相连。

4.如权利要求1所述的可弹射回收的自动收放牵引式翼伞，其特征在于，所述引导绳一端与梳绳爪(15)相连，另一端穿过对应侧弹力板中心的弹力板限制孔，之后，左右两根引导绳汇成一股绳穿过位于弹力架(51)中间位置的支架后，与设置在载荷舱上的引导绳卷筒相连，通过引导绳卷筒控制引导绳的收放。

5.如权利要求1所述的可弹射回收的自动收放牵引式翼伞，其特征在于，所述引导绳采用电缆，能够为所述梳绳爪(15)内的收放机构供电。

6.如权利要求1所述的可弹射回收的自动收放牵引式翼伞，其特征在于，位于弹力架(51)中间位置的支架为凹形支架。

7.如权利要求1-6任一项所述的可弹射回收的自动收放牵引式翼伞，其特征在于，所述光电系留缆(3)包括：外护套(27)、电缆(25)、光缆(26)、抗拉绳(29)、抗拉绳接头(30)和光电缆接头(31)；

所述抗拉绳(29)设置在所述外护套(27)内部，用于承载拉力；在抗拉绳(29)与外护套(27)之间的环形空腔内设置一根以上光缆(26)和一根以上电缆(25)，然后在该环形空腔内填充填充物(32)，通过所述填充物(32)用于保护光缆(26)和电缆(25)使所述光缆(26)和电缆(25)相互隔离并定位；

在所述光电缆的两端均设置有抗拉绳接头(30)和光电缆接头(31)；所述抗拉绳接头(30)与所述外护套(27)内部的抗拉绳(29)相连，所述光电缆接头(31)为与所述外护套(27)内部的电缆(25)和光缆(26)相连的光电转换接头。

8.如权利要求1-6任一项所述的可弹射回收的自动收放牵引式翼伞，其特征在于，所述自动收放装置包括：电控单元、收放缆单元(18)、排缆单元(19)和牵引机构(21)，所述光电系留缆(3)一端缠绕在所述收放缆单元(18)的线盘上，另一端依次经过所述排缆单元(19)和牵引机构(21)后与翼伞的载荷舱(5)相连；其中所述收放缆单元(18)和牵引机构(21)安装在底座(23)上，所述排缆单元(19)支撑在所述收放缆单元(18)上方；所述电控单元通过控制所述收放缆单元(18)、排缆单元(19)和牵引机构(21)控制所述光电系留缆(3)的自动收放。

9.如权利要求1-6任一项所述的可弹射回收的自动收放牵引式翼伞，其特征在于，所述光电系留缆(3)通过承力光电复合旋转接头与所述翼伞的载荷舱相连；

所述承力光电复合旋转接头包括：拉力传感器(37)、光电滑环(38)和承力部件(39)；其中所述光电滑环(38)上设置有光电接口(40)；所述光电滑环(38)包括：转子和定子，其定子端设置有承力部件(39)，所述承力部件(39)的一端与所述光电滑环(38)的定子固定连接，另一端连接光电系留缆(3)；所述光电滑环(38)的转子通过拉力传感器(37)与挂点连接件(36)相连；所述挂点连接件(36)上挂点与载荷舱上的系留点相连。

10.如权利要求8所述的可弹射回收的自动收放牵引式翼伞，其特征在于，所述自动收放装置中设置放缆机构(24)，所述放缆机构(24)设置在牵引机构(21)的出缆口；

所述放缆机构(24)包括：沿着光电系留缆(3)的出缆方向设置的两个以上“井”字轮，所述光电系留缆(3)依次从各“井”字轮中间的穿缆孔穿过；沿着所述光电系留缆(3)出缆方向，各“井”字轮中间的穿缆孔孔径逐渐增大。

11.如权利要求10所述的可弹射回收的自动收放牵引式翼伞，其特征在于，所述放缆机构(24)中，“井”字轮包括滚轮支架、四个滚轮轴和四个直筒滚轮，每个直筒滚轮通过一个滚轮轴支撑在滚轮支架上，四个直筒滚轮呈井字形分布，即四个直筒滚轮分为两个横向滚轮(35)和两个纵向滚轮(34)，两个横向滚轮(35)和两个纵向滚轮(34)中间形成的孔为穿缆孔(33)，所述光电系留缆(3)从穿缆孔(33)中穿过，所述光电系留缆(3)能够在所述穿缆孔(33)中自由转动。

12.如权利要求1-6任一项所述的可弹射回收的自动收放牵引式翼伞，其特征在于，在翼伞中心部位下翼面(19)上设置有与翼伞内收展绳一一对应的收绳扣(20)，同时在每个翼伞肋片(18)上设置有收绳扣(20)；所述左收展绳和右收展绳穿过翼伞中心部位下翼面上的收绳扣后，分别依次通过左侧翼伞肋片上的收绳扣和右侧翼伞肋片上的收绳扣后与对应侧梳绳爪(15)内的收放机构相连。

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