CN113212784B - 用于摆渡飞船上的交会对接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于摆渡飞船上的交会对接装置，包括安装在甲板上摆动臂驱动装置、阻拦索、两个摆动臂和缓冲器，两个所述的摆动臂之间形成间距，且在甲板上对称设置，每一所述摆动臂的下端安装在一摆动臂驱动装置上，随摆动臂驱动装置进行摆动；所述阻拦索的一端连接一缓冲器，另一端依次穿过两个摆动臂后，与另一缓冲器连接。本发明的优点是：用于摆渡飞船对飞机的捕捉、缓冲、锁紧、分离。从而使常规陆上起降飞机借助摆渡飞船实现水面起降。

Description

用于摆渡飞船上的交会对接装置
技术领域
本发明属于一种用于摆渡飞船上的交会对接装置，具体涉及一种可以使陆上起降飞机以一定速度差与摆渡飞船在空中交会对接为一体的装置。
背景技术
目前实现飞机水面起降的方式有两种：一是增加船身或浮筒成为水上飞机，二是舰载机在航空母舰上起飞降落。但现有的这两种飞机水面起降方式都有各自缺点：水上飞机受船体形状或者外挂浮筒的影响，机身重量大，气动阻力大，所以飞行速度，续航里程，燃油经济性方面，都无法和陆地起降的飞机相比；航空母舰制造与维护成本高，机动性、隐蔽性差。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种用于摆渡飞船上的交会对接装置。
本发明的技术方案是：一种用于摆渡飞船上的交会对接装置，其特征在于，包括阻拦索、摆动臂和缓冲器，左右对称设置的两个管状的摆动臂的底端分别通过一个摆动臂驱动装置安装在摆渡飞船的甲板上；该摆动臂的底端与甲板的下面相通，并装有用于驱动该摆动臂摆动的摆动臂驱动装置；在对应于两个摆动臂的下方各装有一个缓冲器，阻拦索的两端分别从摆动臂的顶端穿过，并分别绕过一个变向滑轮后分别与一个缓冲器的缓冲连接端连接；在该缓冲器的缓冲连接端装有锁紧装置；在所述的甲板上还铰接有一个与飞机的前轮对应的前挡板和分别与飞机的两个后轮对应的两个后挡板，前挡板和后挡板分别位于该摆动臂的前面和后面；该前挡板和后挡板的底端分别装有挡板驱动装置；还包括一控制系统，控制系统控制着摆动臂的摆动、前挡板和后挡板的转动以及阻拦索的锁紧和松开。
本发明的优点是：其摆动臂和阻拦索可以实现对飞机前起落架的有效捕捉；缓冲器有效缓冲较小飞机与摆渡飞船碰撞所产生的作用力；通过阻拦索锁紧、后挡板压紧、前挡板压紧，能够简单有效地约束摆渡飞船与飞机的相对运动。可实现飞机与摆渡飞船以一定速度差快速对接，从而使常规陆上起降飞机借助摆渡飞船实现水面起降。且无需对飞机做过多改造，整套装置结构简单、可靠性高、成本低。
附图说明
图1是本发明完成飞机与摆渡飞船交会对接状态的侧面（局部剖视）示意图；
图2是图1的立体结构示意图；
图3是图2中局部剖视的结构示意图；
图4是本发明阻拦索、摆动臂和摆动臂驱动装置的组装结构示意图；
图5是本发明变向滑轮示意图；
图6是本发明缓冲装置和未锁紧状态的锁紧机构的结构示意图；
图7是本发明缓冲装置和锁紧状态的锁紧机构的结构示意图；
图8是本发明挡板驱动装置与挡板组成示意图；
图9是图8的A-A剖视图；
图10-图14是本发明的工作过程说明示意图，其中：
图10是本发明捕捉阶段的侧面视图；
图11是图10的左视图；
图12是本发明捕捉完成缓冲开始阶段的侧面视图；
图13是本发明缓冲阶段的侧面视图；
图14是本发明缓冲完成锁紧阶段主视图。
附图标记说明：1、飞机；2、阻拦索；3、摆动臂；4、摆动臂驱动装置；41、轴承；42、外环；43、平键；44、短轴；45、内环；46、行星轮减速机；47、第一步进电机；5、后挡板；6、甲板；7、变向滑轮；71、滑轮；72、滑轮支撑；73、转轴；74、支座；8、摆渡飞船；9、缓冲器；91、真空气缸；10、锁紧装置；101 电动推杆；102壳体；103压板；104挡块；105连杆；11、前挡板、12、挡板驱动装置；121挡板驱动装置壳体；122涡轮；123蜗杆；124圆锥滚子轴承；125联轴器；126第二步进电机；13剖分式轴承座。
具体实施方式
参见图1至图8，本发明一种用于摆渡飞船上的交会对接装置，其特征在于，包括阻拦索2、摆动臂3和缓冲器9，左右对称设置的两个管状的摆动臂3的底端分别通过一个摆动臂驱动装置4安装在摆渡飞船8（现有技术）的甲板6上；该摆动臂3的底端与甲板6的下面相通，并装有用于驱动该摆动臂3摆动的摆动臂驱动装置4；在对应于两个摆动臂3的下方各装有一个缓冲器9，阻拦索2的两端分别从摆动臂3的顶端穿过，并分别绕过一个变向滑轮7后分别与一个缓冲器9的缓冲连接端连接；在该缓冲器9的缓冲连接端装有锁紧装置10；在所述的甲板6上还铰接有一个与飞机1的前轮对应的前挡板11和分别与飞机1的两个后轮对应的两个后挡板5，前挡板11和后挡板5分别位于该从摆动臂3的前面和后面；该前挡板11和后挡板5的底端分别装有挡板驱动装置12；还包括一控制系统，控制系统控制着摆动臂3的摆动、前挡板11和后挡板5的转动以及阻拦索2的锁紧和松开。两个摆动臂3呈倒八字形设置（参见图11）。
两个所述的后挡板5沿甲板6的中轴线对称设置，两个摆动臂3设置在甲板6的前部，两块所述的后挡板5设置在甲板6的后部，以实现绳索阻拦索收紧后，所捕获飞机质心与摆渡飞船质心在纵轴、横轴方向上大致重合。
两个所述的摆动臂3在未工作状态下，嵌于甲板6内部以减少风阻；在准备交会对接时，通过摆动臂驱动装置4带动摆动臂3转动至预设角度，从两个摆动臂3穿过的阻拦索2呈张紧状态。
参见图4，所述的摆动臂驱动装置4包括外环42、短轴44、内环45、行星轮减速机46和第一步进电机47，内环45与外环42上均安装有第一步进电机47和行星轮减速机46；在该摆动臂3的下端两侧设有孔与键槽，在该摆动臂3的一侧通过键连接短轴43的一端，在该摆动臂3的另一侧连接行星轮减速机46；该短轴43的另一侧通过轴承41安装在内环45的上；内环45外周的一侧通过键连接外环42上的行星轮减速机46，内环45外周的另一侧通过轴承41安装在外环45上；外环42固定在该甲板6上；通过控制内环45、外环42上的第一步进电机47，可以使摆动臂3摆动到预定位置；当发生阻拦时，第一步进电机47加载‘使能信号’处于脱机状态，摆动臂3随动。
参见图5，所述的变向滑轮7包括滑轮71、滑轮支撑72、转轴73和支座74，转轴73的转动安装在支座74的一端，转轴73的另一端通过两个滑轮支撑72转动支撑有滑轮71，转轴73相对于支座74能够自由转动，使得滑轮71始终适应阻拦索2的转动。
参见图6和图7，所述的缓冲器9采用真空气缸91，所述的阻拦索2的一端穿入该真空气缸91的缓冲连接端，并与内部的活塞连接。所述的锁紧装置10包括电动推杆101、壳体102、压板103、挡块104和连杆105，壳体102连接在该真空气缸91的缓冲连接端，在该壳体102的相对两侧各装有一个电动推杆101，该电动推杆101的推杆穿入该壳体102内，并通过连杆105与一个压板103连接，两个压板103分别设在阻拦索2的两侧。图6所示的锁紧装置10中两个压板103与阻拦索2不接触，处于未锁紧状态；图7中的电动推杆101伸出，通过连杆105推动两个压板103夹紧阻拦索2，为锁紧状态。两侧的连杆105共线自锁。
参见图8和图9，所述的挡板驱动装置12包括挡板驱动装置壳体121、涡轮122、蜗杆123、圆锥滚子轴承124、联轴器125、第二步进电机126和剖分式轴承座13，第二步进电机126的输出轴通过联轴器125与蜗杆124同轴连接，蜗杆124带动涡轮122转动，涡轮122通过花键连接在前挡板11或后挡板5下边两端突出的短轴上；两端的该短轴各自通过一个剖分式轴承座13转动安装在该甲板6上；该前挡板11和后挡板5的挡板驱动装置12的结构相同。工作时，第二步进电机126带动蜗杆124转动，蜗杆124带动涡轮122转动，涡轮122通过带动前挡板11或后挡板5前后摆动。
本发明上述的摆动臂驱动装置4、缓冲器9、锁紧装置10和挡板驱动装置12只是一种实施例，可以采用任何具有相同功能的现有技术。
参见图10-图14，本发明的工作过程说明如下：
在需要交会对接时，控制系统接收飞机1发出的交会对接指令，飞机1对摆渡飞船8的位姿进行识别，并对摆渡飞船8下达指令，控制系统控制着摆动臂3的摆动，前挡板11和后挡板5的转动以及阻拦索2的锁紧和松开。
接收到交会对接指令时，摆动臂3转至预定角度，阻拦索2张紧，进入捕捉状态（两个摆动臂3向上向后摆动，如图10、图11）。当发生阻拦（缓冲器9的缓冲连接端设有位移传感器，该位移传感器检测到阻拦索2的位移大于设定值1时），摆动臂随动；两个缓冲器9的缓冲连接端在阻拦索2两端的拉动下缓慢伸出，起到缓冲的作用（如图12和图13所示）。
所述的后挡板5在未交会对接时，嵌于甲板6的上表面内；在交会对接时，阻拦索2受力发生位移后（缓冲器9的缓冲连接端设有位移传感器，该位移传感器检测到阻拦索2的位移大于设定值2时），该后挡板5向上向前转动至与甲板6的表面呈锐角等待飞机后轮相对摆渡飞船8向后滑动。（如图13所示）；当飞机1的后轮在阻拦索2作用下相对甲板6向后滑动到后挡板5时，阻拦索2锁紧不可滑动；随后，前挡板11向上向后转动辅助压紧飞机1的前轮；阻拦索2与后挡板5约束飞机1的后轮相对甲板6的相对运动（如图14所示），两者对接为一体。
分离时，可先释放前挡板11，摆动臂3带动释放阻拦索2，飞机1加速飞离；或着先释放后挡板5，摆渡飞船8加速飞离。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于摆渡飞船上的交会对接装置，其特征在于，包括阻拦索(2)、摆动臂(3)和缓冲器(9)，左右对称设置的两个管状的摆动臂(3)的底端分别通过一个摆动臂驱动装置(4)安装在摆渡飞船(8)的甲板(6)上；该摆动臂(3)的底端与甲板(6)的下面相通，并装有用于驱动该摆动臂(3)摆动的摆动臂驱动装置(4)；在对应于两个摆动臂(3)的下方各装有一个缓冲器(9)，阻拦索(2)的两端分别从摆动臂(3)的顶端穿过，并分别绕过一个变向滑轮(7)后分别与一个缓冲器(9)的缓冲连接端连接；在该缓冲器(9)的缓冲连接端装有锁紧装置(10)；在所述的甲板(6)上还铰接有一个与飞机(1)的前轮对应的前挡板(11)和分别与飞机(1)的两个后轮对应的两个后挡板(5)，前挡板(11)和后挡板(5)分别位于该摆动臂(3)的前面和后面；该前挡板(11)和后挡板(5)的底端分别装有挡板驱动装置(12)；还包括一控制系统，控制系统控制着摆动臂(3)的摆动、前挡板(11)和后挡板(5)的转动以及阻拦索(2)的锁紧和松开；
所述的后挡板(5)在未交会对接时，嵌于甲板(6)的上表面内；在交会对接时，阻拦索(2)受力发生位移后，该后挡板(5)向上向前转动至与甲板(6)的表面呈锐角；当飞机(1)的后轮在阻拦索(2)作用下相对甲板(6)向后滑动到后挡板(5)时，阻拦索(2)锁紧不可滑动；随后，前挡板(11)向上向后转动辅助压紧飞机(1)的前轮；阻拦索(2)与后挡板(5)共同约束飞机(1)相对甲板(6)的相对运动，摆渡飞船(8)与飞机(1)结合为一体。
2.根据权利要求1所述的用于摆渡飞船上的交会对接装置，其特征在于，两个所述的后挡板(5)沿甲板(6)的中轴线对称设置，两个摆动臂(3)设置在甲板(6)的前部，两块所述的后挡板(5)设置在甲板(6)的后部；两个摆动臂(3)呈倒八字形设置。
3.根据权利要求1所述的用于摆渡飞船上的交会对接装置，其特征在于，两个所述的摆动臂(3)在未工作状态下，嵌于甲板(6)内部以减少风阻；在准备交会对接时，通过摆动臂驱动装置(4)带动摆动臂(3)转动至预设角度，从两个摆动臂(3)穿过的阻拦索(2)呈张紧状态。
4.根据权利要求1所述的用于摆渡飞船上的交会对接装置，其特征在于，当发生交会对接时，所述的阻拦索(2)对飞机前起落架进行阻拦，两个缓冲器(9)的缓冲连接端在阻拦索(2)两端的拉动下缓慢伸出，起到缓冲的作用。
5.根据权利要求1所述的用于摆渡飞船上的交会对接装置，其特征在于，所述的摆动臂驱动装置(4)包括外环(42)和内环(45)，所述外环(42)和内环(45)上均装有步进电机和行星轮减速机，可驱动摆动臂(3)较大角度摆动并保持；当发生阻拦时，摆动臂(3)随动。
6.根据权利要求1所述的用于摆渡飞船上的交会对接装置，其特征在于，所述的变向滑轮(7)相对于其支座(74)轴线能够自由转动，使得滑轮(71)始终适应阻拦索(2)的转动。
7.根据权利要求1所述的用于摆渡飞船上的交会对接装置，其特征在于，所述的缓冲器(9)采用真空气缸(91)，所述的阻拦索(2)的一端穿入该真空气缸(91)的缓冲连接端，并与内部的活塞连接；所述的锁紧装置(10)通过其对称分布的压板(103)对阻拦索(2)进行压紧锁死，且压紧时锁紧装置反向自锁。
8.根据权利要求1所述的用于摆渡飞船上的交会对接装置，其特征在于，所述的挡板驱动装置(12)以第二步进电机(126)为动力，通过蜗轮(122)蜗杆(124)传动，涡轮通过花键连接前挡板(11)或后挡板(5)，可带动前挡板(11)或后挡板(5)转动到预定位置并保持，且所述蜗轮蜗杆具有反向自锁。
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