CN113148217A

CN113148217A - 一种弹射辅助动力装置

Info

Publication number: CN113148217A
Application number: CN202110644782.2A
Authority: CN
Inventors: 张新敬; 陈海生; 徐玉杰; 周学志; 郭欢
Original assignee: Institute of Engineering Thermophysics of CAS
Current assignee: Institute of Engineering Thermophysics of CAS
Priority date: 2021-06-09
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2021-07-23

Abstract

本发明提供的一种弹射辅助动力装置，包括：负压缸，具有互不连通的第一腔室和第二腔室，第一腔室与外界连通，第二腔室与真空设备连通；驱动杆，滑动设置在第一腔室内，驱动杆用于压缩所述第二腔室；弹射轨道，与水平面之间的夹角为锐角，弹射轨道上滑动连接有滑车，滑车上适于放置无人机；驱动杆的驱动端通过传动机构与滑车连接，驱动杆用于拉动所述滑车沿弹射轨道移动。本发明的弹射装置结构简单，通过负压驱动无人机起飞，无需燃料，节能环保。

Description

一种弹射辅助动力装置

技术领域

本发明涉及弹射器技术领域，具体涉及一种弹射辅助动力装置。

背景技术

在地形复杂地区、海岛、海上舰船以及偏远地区，需要利用无人机情报侦察、电子对抗、通信中继、军事测绘、气象探测、打击效果评估等任务，以及地质地貌测绘、森林防火、辐射探测、应急救灾、农作物估产、环境监测、资源勘探等。

弹射起飞较滑跑起飞而言，能够实现较短长度的弹射起飞，从而提升无人机的巡航时间及航程。目前，弹射起飞需将无人机装在发射架上，借助于助推火箭、高压气体、牵引索等弹射装置；上述的弹射装置不仅结构复杂、耗资大，并需燃烧大量的燃料、污染环境。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的无人机用弹射装置结构复杂、耗资大、污染环境的缺点，从而提供一种弹射辅助动力装置。

为了解决上述问题，本发明提供的弹射辅助动力装置，包括：

负压缸，具有互不连通的第一腔室和第二腔室，所述第一腔室与外界连通，所述第二腔室与真空设备连通；

驱动杆，滑动设置在所述第一腔室内，所述驱动杆用于压缩所述第二腔室；

弹射轨道，与水平面之间的夹角为锐角，所述弹射轨道上滑动连接有滑车，所述滑车上适于放置无人机；

所述驱动杆的驱动端通过传动机构与滑车连接，所述驱动杆用于拉动所述滑车沿所述弹射轨道移动。

作为优选方案，所述真空设备与所述第二腔室之间连通有气罐。

作为优选方案，所述气罐与所述真空设备之间设置有第一开关阀，所述气罐与所述第二腔室之间设置有第二开关阀。

作为优选方案，所述传动机构包括：

定滑轮，具有沿所述弹射轨道方向分布的多个；

动滑轮，连接在所述驱动杆的背离所述第二腔室的一端；

传动绳，绕接在所述定滑轮与所述动滑轮上，所述传动绳的一端固定，所述传动绳的另一端与所述滑车连接。

作为优选方案，所述驱动杆的轴向方向与所述弹射轨道的设置方向平行。

作为优选方案，所述负压缸上设置有锁死机构，所述锁死机构具有适于对所述驱动杆进行插接阻挡的限位销。

作为优选方案，所述弹射轨道上设置有锁死机构，所述锁死机构具有适于对所述滑车进行阻挡限位。

作为优选方案，所述锁死机构包括：

第一电磁块，连接在所述弹射轨道；

第二电磁块，连接在所述滑车上，所述第二电磁块与所述第一电磁块之间适于通电吸合。

作为优选方案，所述滑车上具有竖直设置的靠板，所述靠板用于无人机抵靠。

作为优选方案，所述驱动杆为活塞杆，所述驱动杆的活塞部将所述负压缸分隔成互不连通的第一腔室和第二腔室。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的弹射辅助动力装置，利用真空设备对第二腔室进行抽真空，第一腔室的压强大于第二腔室的压强，使驱动杆压缩第二腔室做功；驱动杆通过传动机构拉动滑车沿弹射轨道移动，当第二腔室被压缩至体积为零时，滑车停止滑动，滑车上的无人机因惯性继续移动，进而脱离滑车、获得一定的起飞速度；上述的弹射装置结构简单，通过负压驱动无人机起飞，无需燃料，节能环保。

2.本发明提供的弹射辅助动力装置，气罐第二腔室连通，使第二腔室保持良好的负压环境，驱动杆能够匀速压缩第二腔室做功，进而使滑车获得较高的滑行速度。

3.本发明提供的弹射辅助动力装置，驱动杆平行于弹射导轨，使驱动杆的拉力完全作用在滑车，以使滑车获得更大的滑行速度。

4.本发明提供的弹射辅助动力装置，锁紧机构使第二腔室被压缩前的体积定量化，便于根据无人机的起飞速度来设定真空设备的抽气量。

5.本发明提供的弹射辅助动力装置，无人机底部的支撑杆与滑车靠板接触抵接，该抵接方式简单、便于无人机与滑车脱离。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中提供的弹射辅助动力装置的示意图。

图2为第一腔室开口端的截面示意图。

图3为滑车与无人机之间的抵靠关系示意图。

附图标记说明：

1、驱动杆；2、弹射轨道；3、滑车；4、第一腔室；5、第二腔室；6、导向块；7、气罐；8、第一气管；9、第一开关阀；10、第二气管；11、第二开关阀；12、定滑轮；13、动滑轮；14、传动绳；15、靠板；16、第一电磁块；17、第二电磁块；18、无人机；19、真空设备；20、支撑杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供的弹射辅助动力装置，包括：负压缸、驱动杆1、弹射轨道2、传动机构以及滑车3。

如图1所示，所述负压缸为筒状结构，所述负压缸内滑动连接有驱动杆1，所述驱动杆1选用活塞杆；所述驱动杆1的活塞部与所述负压缸的内壁之间滑动密封，所述活塞部将所述负压缸分隔成互不连通的第一腔室4和第二腔室5，所述第一腔室4以及第二腔室5均为变体积腔室。

如图1、图2所示，所述第一腔室4的开口端与外界环境连通，所述第一腔室4的压强为一个标准大气压；所述第一腔室4的开口端具有两个镜像设置的导向块6，所述导向块6为扇形结构，两个导向块6围合成一个与所述第一腔室4同轴的导向通道；所述驱动杆1与所述导向通道滑动连接，所述导向通道对所述驱动杆1起到导向作用。所述第二腔室5的开口端连接有第一气管8，所述第二腔室5通过第一气管8与真空设备19连通；所述第二腔室5与所述真空设备19之间连接有气罐7，所述气罐7的一端通过所述第一气管8与所述第二腔室5连通，所述气罐7的另一端通过第二气管10与所述真空设备19连通；所述第一气管8上设置有第一开关阀9，所述第二气管10上设置有第二开关阀11。

如图1所示，所述弹射轨道2倾斜设置在水平面上，所述弹射轨道2与水平面之间的夹角为锐角，所述弹射轨道2上具有滑动设置的滑车3；所述驱动杆1的背离其活塞部的一端通过传动机构与所述滑车3连接，通过所述驱动杆1的回缩，使所述滑车3沿所述弹射轨道2向上滑动、并获得预设的起飞速度。其中，所述传动机构包括：定滑轮12、动滑轮13以及传动绳14；所述定滑轮12具有三个，且沿所述弹射轨道2的倾斜方向分布；所述动滑轮13连接在所述驱动杆1上，所述动滑轮13与所述驱动杆1连动；所述传动绳14绕接在所述定滑轮12与所述动滑轮13上，所述传动绳14的一端固定，所述传动绳14的另一端连接在所述滑车3上；其中，所述定滑轮12起导向作用，使所述传动绳14沿预设方向移动；所述动滑轮13作为直接动力，通过传动绳14驱动所述滑车3移动；所述驱动杆1与所述弹射轨道2平行，使驱动杆1的拉力完全作用在滑车3，以使滑车3获得更大的滑行速度。

如图1、图3所示，所述滑车3的承载面上具有竖直设置的靠板15，无人机18通过其底部设置的支撑杆20与所述靠板15抵靠；在无人机18与滑车3同步运行过程中，所述靠板15对无人机18起到承托作用，避免无人机18脱离滑车3；在滑车3的滑移运动结束后，靠板15与无人机18之间无作用力，无人机18依靠其惯性速度脱离靠板15，进而实现弹射起飞。

如图1所示，所述滑车3通过锁死机构实现其在弹射轨道2上的限位，进而使所述驱动杆1保持静止；所述锁死机构，包括：第一电磁块16以及第二电磁块17，所述第一电磁块16可拆卸的连接在所述弹射轨道2上，所述第二电磁块17安装在所述滑车3的底部；使所述第一电磁块16与所述第二电磁块17相对设置，对所述第一电磁块16与第二电磁块17分别通电，实现第一电磁块16与所述第二电磁块17的吸合，进而到达所述滑车3的限位。

作为一种可替代的实施方式，所述锁死机构设置在所述负压缸上，所述锁死机构包括：限位孔、限位销以及限位槽，所述限位孔开设在所述第一腔室4侧壁上，所述限位槽开设在所述驱动杆1上；通过所述限位销同时穿设在所述限位孔与限位槽上，实现对所述驱动杆1的限位。

工作过程：

通过锁死机构对滑车3进行位置限位，即对第二腔室5的内部体积进行定量化设置；在抽真空过程中，使所述第二腔室5的内部体积保持不变；

开启第一开关阀9与第二开关阀11后，通过真空设备19对气罐7以及第二腔室5进行抽真空操作；抽真空操作结束后，关闭第一开关阀9；

锁死机构释放滑车3，使其能够自由滑动；

大气压推动驱动杆1压缩第二腔室5，同时带动动滑轮13牵引拉动绳移动，使滑车3与无人机18获得预设的移动速度；

当驱动杆1与第二腔室5端部碰撞后、停止运动，滑车3静止在弹射轨道2上；无人机18仍具有较高速度，故依靠该惯性速度进行起飞。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种弹射辅助动力装置，其特征在于，包括：

负压缸，具有互不连通的第一腔室(4)和第二腔室(5)，所述第一腔室(4)与外界连通，所述第二腔室(5)与真空设备(19)连通；

驱动杆(1)，滑动设置在所述第一腔室(4)内，所述驱动杆(1)用于压缩所述第二腔室(5)；

弹射轨道(2)，与水平面之间的夹角为锐角，所述弹射轨道(2)上滑动连接有滑车(3)，所述滑车(3)上适于放置无人机(18)；

所述驱动杆(1)的驱动端通过传动机构与滑车(3)连接，所述驱动杆(1)用于拉动所述滑车(3)沿所述弹射轨道(2)移动。

2.根据权利要求1所述的弹射辅助动力装置，其特征在于，所述真空设备(19)与所述第二腔室(5)之间连通有气罐(7)。

3.根据权利要求2所述的弹射辅助动力装置，其特征在于，所述气罐(7)与所述真空设备(19)之间设置有第一开关阀(9)，所述气罐(7)与所述第二腔室(5)之间设置有第二开关阀(11)。

4.根据权利要求1所述的弹射辅助动力装置，其特征在于，所述传动机构包括：

定滑轮(12)，具有沿所述弹射轨道(2)方向分布的多个；

动滑轮(13)，连接在所述驱动杆(1)的背离所述第二腔室(5)的一端；

传动绳(14)，绕接在所述定滑轮(12)与所述动滑轮(13)上，所述传动绳(14)的一端固定，所述传动绳(14)的另一端与所述滑车(3)连接。

5.根据权利要求4所述的弹射辅助动力装置，其特征在于，所述驱动杆(1)的轴向方向与所述弹射轨道(2)的设置方向平行。

6.根据权利要求1所述的弹射辅助动力装置，其特征在于，所述负压缸上设置有锁死机构，所述锁死机构具有适于对所述驱动杆(1)进行插接阻挡的限位销。

7.根据权利要求1所述的弹射辅助动力装置，其特征在于，所述弹射轨道(2)上设置有锁死机构，所述锁死机构具有适于对所述滑车(3)进行阻挡限位。

8.根据权利要求7所述的弹射辅助动力装置，其特征在于，所述锁死机构包括：

第一电磁块(16)，连接在所述弹射轨道(2)；

第二电磁块(17)，连接在所述滑车(3)上，所述第二电磁块(17)与所述第一电磁块(16)之间适于通电吸合。

9.根据权利要求1所述的弹射辅助动力装置，其特征在于，所述滑车(3)上具有竖直设置的靠板(15)，所述靠板(15)用于无人机(18)抵靠。

10.根据权利要求1所述的弹射辅助动力装置，其特征在于，所述驱动杆(1)为活塞杆，所述驱动杆(1)的活塞部将所述负压缸分隔成互不连通的第一腔室(4)和第二腔室(5)。