CN113247290B - 一种无人飞行器弹跳起飞装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人飞行器弹跳起飞装置，包括弹射装置、蓄能装置、锁定装置、解锁装置，所述锁定装置设置在飞行器机身上，所述弹射装置的一端设置有蓄能装置，且另一端与锁定装置的锁止端连接；所述蓄能装置包括弹性件、压缩件、直线驱动装置，所述弹射装置的一端设置有压缩件，且弹射装置与压缩件之间设置有弹性件，所述直线驱动装置驱动压缩件沿弹射装置的轴向直线运动，所述弹射装置的侧壁沿轴向设置有滑动槽，所述解锁装置的一端穿过滑动槽并与压缩件连接。本发明实现了弹射、储能、解锁一体化，同步性高，无需单独驱动解锁，有利于实现飞行器的自主弹射，具有较好的实用性。

Description

一种无人飞行器弹跳起飞装置

技术领域

本发明属于无人飞行器起飞设备的技术领域，具体涉及一种无人飞行器弹跳起飞装置。

背景技术

无人飞行器的起飞阶段是无人飞行器作战运用中最困难、最关键的阶段，它直接影响无人飞行器系统作战的机动灵活性、地域适应性、重复使用性和生存能力等战技指标和要求。对于小（微）型固定翼无人机的起飞，大多采用手抛发射，如RQ-11B“大鸦”无人机、I-SURSS“龙眼”无人机、“彩虹”-902无人机等。手抛发射方式需地面操作人员举起无人机在地面助跑，达到一定速度后才能抛出，不仅需要一定长度的路面，对地形适应能力要求较高，使得飞行器的飞行安全和可靠寄托在人员表现上，为飞行埋下事故隐患，因此本发明提出一种弹跳式起飞装置，整个装置弹射储能和解锁一体化，无人飞行器通过弹跳能实现较大的弹射初速度，并且地形适应性高，利于实现无人飞行器的自主弹跳起飞。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人飞行器弹跳起飞装置，旨在解决上述问题。

本发明主要通过以下技术方案实现：

一种无人飞行器弹跳起飞装置，包括弹射装置、蓄能装置、锁定装置、解锁装置，所述锁定装置设置在飞行器机身上，所述弹射装置的一端设置有蓄能装置，且另一端与锁定装置的锁止端连接；所述蓄能装置包括弹性件、压缩件、直线驱动装置，所述弹射装置的一端设置有压缩件，且弹射装置与压缩件之间设置有弹性件，所述直线驱动装置驱动压缩件沿弹射装置的轴向直线运动，所述弹射装置的侧壁沿轴向设置有滑动槽，所述解锁装置的一端穿过滑动槽并与压缩件连接。所述解锁装置经过滑动槽穿至弹射装置外部，并形成用于与锁定装置接触配合以实现解锁的解锁端，所述解锁装置与滑动槽轴向滑动配合。

所述蓄能装置与弹射装置连接用于为弹射装置蓄能，所述锁定装置用于在蓄能过程中对弹射装置锁定，所述解锁装置用于在蓄能完成后触发锁定装置解锁，使得弹射装置被弹射出去撞击地面。本发明配合无人飞行器使用，可使得飞行器采用弹跳运动方式起飞，利于飞行器获得较大弹射初速度，提高飞行器的自主弹射能力，保证飞行器地形适应能力。而且解锁装置和蓄能装置相互关联，使得整个装置实现了弹射储能和解锁一体化，同步性高，无需单独驱动解锁，利于实现无人飞行器的自主弹射。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述直线驱动装置包括螺杆、电机、电机支架，所述电机通过电机支架设置在飞行器机身上，所述电机的输出轴通过联轴器与螺杆连接，所述螺杆通过轴承与飞行器机身转动连接，所述压缩件螺纹安装在螺杆上。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述弹性件为圆柱螺旋弹簧，所述压缩件为带法兰的圆形螺母。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述弹射装置包括从前至后依次设置的弹射头、套筒，所述套筒沿轴向开设有滑动槽，所述压缩件与弹射头之间的套筒内部设置有弹性件，所述套筒的一端对应螺杆设置有开孔，所述螺杆通过开孔伸入套筒内并与压缩件连接，所述弹射头的内部对应螺杆设置有避让空腔。

为了更好地实现本发明，进一步地，还包括套设在套筒外侧的导向筒，所述导向筒与飞行器机身固定连接，所述导向筒对应滑动槽设置有避让槽。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述套筒由两半式瓦状弧形板径向拼接形成，且相邻两半式瓦状弧形板之间设置有滑动槽。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述锁定装置包括设置在飞行器上的锁止件以及闭锁销、外臂，所述锁止件靠近弹射装置的一侧设置有锁止腔，所述锁止腔内部滑动设置有闭锁销，且锁止腔与闭锁销之间设置有复位弹性件；所述锁止腔靠近解锁装置的一侧开设有滑动通槽，所述外臂的一端穿过滑动通槽并与闭锁销连接，且另一端设置有楔形面，所述解锁装置的解锁端对应设置有楔形面。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述弹射装置的另一端对应闭锁销设置有闭锁卡槽。所述解锁装置被驱动，可与外臂接触使得两楔形面相互贴合，并驱动外臂连同闭锁销滑动，使得闭锁销脱出闭锁卡槽。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述解锁装置包括解锁板、解锁外臂，所述解锁板与压缩件连接，所述弹射装置两侧的侧壁沿轴向分别设置有滑动槽，所述解锁板的两侧分别穿过滑动槽并与解锁外臂连接，所述解锁外臂靠近锁定装置的一端对应设置有楔形面。所述解锁板设置在弹射装置内，且两侧分别穿过滑动槽并连接有解锁外臂。所述发射装置的侧壁两侧分别设置有滑动槽。所述解锁装置与压缩件连接，蓄能过程中，所述压缩件带动解锁装置向靠近闭锁销侧移动，使得解锁装置与闭锁销接触并驱动闭锁销滑动使得闭锁销脱出闭锁卡槽。

本发明的有益效果：

（1）本发明使飞行器实现以弹跳运动的方式起飞，利于飞行器获得较大弹射初速度，提高了飞行器的弹射起飞能力，保证了飞行器的地形适应能力。本发明实现了弹射、储能、解锁一体化，同步性高，无需单独驱动解锁，有利于实现飞行器的自主弹射；

（2）本发明通过螺杆驱动压缩件的方式实现弹跳，相比于液压式蓄能，整个装置结构简单，重量轻，可实现较大的弹射初速度，而且该弹跳方式不借助于爆燃方式产生能量，不需要借助外部空气，具备良好的起飞场地隐蔽性与环境适应性。而且相比于气缸式蓄能，本发明不受外界环境变化的影响，避免了由于环境变化产生复杂未知的运动情况的问题，具有较好的实用性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为弹射装置与蓄能装置的连接结构示意图；

图3为图2的剖视结构示意图；

图4为锁定装置的结构示意图。

其中：11-弹射装置、12-蓄能装置、13-锁定装置、14-解锁装置、15-电机、16-电机支架、17-联轴器、18-轴承、19-螺杆；

1101-闭锁卡槽、1102-滑动槽、1103-弹射头、1104-瓦状弧形板、1105-导向筒；

1201-弹性件、1202-压缩件；

1301-锁止件、1302-闭锁销、1303-外臂、1304-楔形面、1305-复位弹性件；

1401-解锁板、1402-解锁外臂。

具体实施方式

实施例1：

一种无人飞行器弹跳起飞装置，如图1所示，包括弹射装置11、蓄能装置12、锁定装置13、解锁装置14，所述锁定装置13设置在飞行器机身上，所述弹射装置11的一端设置有蓄能装置12，且另一端与锁定装置13的锁止端连接；如图3所示，所述蓄能装置12包括弹性件1201、压缩件1202、直线驱动装置，所述弹射装置11的一端设置有压缩件1202，且弹射装置11与压缩件1202之间设置有弹性件1201，所述直线驱动装置驱动压缩件1202沿弹射装置11的轴向直线运动，所述弹射装置11的侧壁沿轴向设置有滑动槽1102，所述解锁装置14的一端穿过滑动槽1102并与压缩件1202连接。

所述蓄能装置12与弹射装置11连接用于为弹射装置11蓄能，所述锁定装置13用于在蓄能过程中对弹射装置11锁定，所述解锁装置14用于在蓄能完成后触发锁定装置13解锁，使得弹射装置11被弹射出去撞击地面。所述解锁装置14经过滑动槽1102穿至弹射装置11外部形成用于与锁定装置13接触配合以实现解锁的解锁端，所述解锁装置14与滑动槽1102轴向滑动配合。如图1所示，通过滑动槽1102既保证了解锁装置14伸至弹射装置11外部，同时通过解锁装置14与滑动槽1102的配合，可防止解锁装置14和压缩件1202相对弹射装置11转动，即保证压缩件1202在螺杆19驱动时，可靠的沿弹射装置11轴向直线运动。

本发明在使用过程中，本发明可上下摆动的安装于无人飞行器尾部或后下方，在需要弹跳时，使得整个装置向下摆动斜向支撑于底面，然后通过弹射装置11的弹射撞击地面为飞行器提供弹跳所需要的能量，蓄能装置12可通过液压蓄能或者机械蓄能等方式。本发明使飞行器实现以弹跳运动的方式起飞，有利于飞行器获得较大弹射初速度，提高飞行器的弹射能力，保证飞行器的地形适应能力。而且蓄能装置12和解锁装置14相互关联，使得整个装置实现了弹射、储能和解锁一体化，同步性高，无需单独驱动解锁，利于实现飞行器的自主弹射。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图2、图3所示，所述直线驱动装置包括螺杆19、电机15、电机支架16，所述电机15通过电机支架16设置在飞行器机身上，所述电机15的输出轴通过联轴器17与螺杆19连接，所述螺杆19通过轴承18与飞行器机身转动连接，所述压缩件1202螺纹安装在螺杆19上。

进一步地，所述弹性件1201为圆柱螺旋弹簧，所述压缩件1202为带法兰的圆形螺母。

所述螺杆19由电机15驱动，其中电机15安装于电机支架16上，电机支架16固定安装于飞行器机身上，电机15的输出轴通过联轴器17与螺杆19传动配合，螺杆19的末端通过轴承18与飞行器机身转动配合，本发明通过螺杆19驱动压缩件1202的方式实现蓄能弹跳。所述压缩件1202通过螺杆19驱动实现直线运动，当压缩件1202被驱动向靠近弹射装置11移动时，弹性件1201被压缩实现蓄能，此时弹性件1201具有使得弹射装置11被弹射出去的弹性力，而此时由于弹射装置11被锁定装置13锁定使得蓄能过程持续进行，当锁定装置13被驱动解锁时，弹射装置11被释放，实现弹射装置11的动作。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，如图3所示，所述弹射装置11包括从前至后依次设置的弹射头1103、套筒，所述套筒沿轴向开设有滑动槽1102，所述压缩件1202与弹射头1103之间的套筒内部设置有弹性件1201，所述套筒的一端对应螺杆19设置有开孔，所述螺杆19通过开孔伸入套筒内并与压缩件1202连接，所述弹射头1103的内部对应螺杆19设置有避让空腔。弹射头1103内具有与套筒内腔连通的空腔，弹射头1103内的空腔对螺杆19形成避让。

进一步地，如图1-图3所示，还包括套设在套筒外侧的导向筒1105，所述导向筒1105与飞行器机身固定连接，所述导向筒1105对应滑动槽1102设置有避让槽。所述导向筒1105与飞行器机身固定，对弹射头1103以及套筒的弹射形成导向，导向筒1105外侧壁轴向开设有与滑动槽1102正对的避让槽，以供解锁装置14穿出，或者导向筒1105也可以为开设于飞行器机身上的柱形开孔。

进一步地，所述套筒由两半式瓦状弧形板1104径向拼接形成，且相邻两半式瓦状弧形板1104之间设置有滑动槽1102。所述套筒由两半式瓦状弧形板1104径向拼接形成，且两弧形板之间留有间隙以形成两条滑动槽1102。瓦状弧形板1104与弹射头1103可固定连接或者可拆卸连接。

所述弹射装置11为套筒结构，所述压缩件1202和弹性件1201安装于弹射装置11内部且压缩件1202可被驱动沿轴向滑动。弹射装置11的头部用于撞击地面，弹射装置11内部具有安装腔，使得压缩件1202和弹性件1201可封装于套筒内部，利于对压缩件1202和弹性件1201的保护，同时利于压缩件1202的润滑，而且利于提高整个装置的结构紧凑性。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例是在实施例1-3任一个的基础上进行优化，如图1、图4所示，所述锁定装置13包括设置在飞行器上的锁止件1301以及闭锁销1302、外臂1303，所述锁止件1301靠近弹射装置11的一侧设置有锁止腔，所述锁止腔内部滑动设置有闭锁销1302，且锁止腔与闭锁销1302之间设置有复位弹性件1305；所述锁止腔靠近解锁装置14的一侧开设有滑动通槽，所述外臂1303的一端穿过滑动通槽并与闭锁销1302连接，且另一端设置有楔形面1304，所述解锁装置14的解锁端对应设置有楔形面1304。所述解锁装置14与压缩件1202连接，蓄能过程中，所述压缩件1202带动解锁装置14向靠近闭锁销1302侧移动，使得解锁装置14与闭锁销1302接触并驱动闭锁销1302滑动使得闭锁销1302脱出闭锁卡槽1101。

进一步地，所述弹射装置11的另一端对应闭锁销1302设置有闭锁卡槽1101。

进一步地，如图1所示，弹射装置11为圆柱形结构，闭锁卡槽1101为开设于弹射装置11外圆的环形槽，闭锁销1302可以为方形销或者圆柱形销。在蓄能过程中，压缩件1202轴向向靠近弹射装置11方向移动，使得压缩件1202带动解锁装置14向靠近锁定装置13处移动，直至解锁装置14与锁定装置13接触，并驱动闭锁销1302滑动脱出闭锁卡槽1101，完成解锁，此时弹射装置11被弹射出去完成飞行器的弹跳过程。

所述复位弹性件1305位于闭锁销1302与锁止件1301之间，用于为闭锁销1302提供向外滑动进而卡入闭锁卡槽1101内的弹性力。本实施例中，闭锁弹性件1201采用圆柱螺旋弹簧，当然也可采用其他结构形成的弹性结构，应保证闭锁销1302在滑出闭锁卡槽1101后，闭锁销1302通过复位弹性件1305的弹力压在弹射装置11的外表面，当弹射装置11被驱动复位时，闭锁卡槽1101的位置与闭锁销1302正对时，闭锁销1302自动滑入闭锁卡槽1101内完成锁定。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一个相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例是在实施例1-4任一个的基础上进行优化，如图1、图3所示，所述解锁装置14包括解锁板1401、解锁外臂1402，所述解锁板1401与压缩件1202连接，所述弹射装置11两侧的侧壁沿轴向分别设置有滑动槽1102，所述解锁板1401的两侧分别穿过滑动槽1102并与解锁外臂1402连接，所述解锁外臂1402靠近锁定装置13的一端对应设置有楔形面1304。所述解锁装置14被直线驱动装置驱动，实现可与外臂1303接触，使得两楔形面1304相互贴合并驱动外臂1303连同闭锁销1302滑动，进而使得闭锁销1302脱出闭锁卡槽1101。

进一步地，如图3所示，套筒的后端部位封闭式结构，套筒的后端部上开设有供螺杆19穿入的开孔，解锁板1401外轮廓尺寸大于该开孔，使得解锁板1401始终位于套筒内部，同时当螺杆19反转时，驱动解锁板1401和压缩件1202向后移动，解锁板1401抵在套筒内腔的后侧带动整个弹射装置11复位。

进一步地，如图1、图4所示，外臂1303与闭锁销1302呈垂直状态，外臂1303与弹射装置11轴向平行，闭锁销1302垂直于弹射装置11，其中外臂1303末端具有楔形面1304，相应的解锁装置14的解锁外臂1402与弹射装置11轴向平行，解锁外臂1402的末端与外臂1303的末端轴向相对，解锁外臂1402的末端同样设置有楔形面1304。当压缩件1202沿轴向向靠近弹射装置11处轴向滑动时，解锁装置14随着压缩件1202沿轴向向靠近锁定装置13移动，解锁外臂1402上的楔形面1304与外臂1303的楔形面1304接触后，会驱动外臂1303以及闭锁销1302径向向远离弹射装置11的方向移动，进而使得闭锁销1302脱出闭锁卡槽1101完成解锁，该装置将闭锁和解锁过程同蓄能过程关联，利于实现整个装置的自动锁定和解锁。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一个相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无人飞行器弹跳起飞装置，其特征在于，包括弹射装置（11）、蓄能装置（12）、锁定装置（13）、解锁装置（14），所述锁定装置（13）设置在飞行器机身上，所述弹射装置（11）的一端设置有蓄能装置（12），且另一端与锁定装置（13）的锁止端连接；所述蓄能装置（12）包括弹性件（1201）、压缩件（1202）、直线驱动装置，所述弹射装置（11）的一端设置有压缩件（1202），且弹射装置（11）与压缩件（1202）之间设置有弹性件（1201），所述直线驱动装置驱动压缩件（1202）沿弹射装置（11）的轴向直线运动，所述弹射装置（11）的侧壁沿轴向设置有滑动槽（1102），所述解锁装置（14）的一端穿过滑动槽（1102）并与压缩件（1202）连接；

所述锁定装置（13）包括设置在飞行器上的锁止件（1301）以及闭锁销（1302）、外臂（1303），所述锁止件（1301）靠近弹射装置（11）的一侧设置有锁止腔，所述锁止腔内部滑动设置有闭锁销（1302），且锁止腔与闭锁销（1302）之间设置有复位弹性件（1305）；所述锁止腔靠近解锁装置（14）的一侧开设有滑动通槽，所述外臂（1303）的一端穿过滑动通槽并与闭锁销（1302）连接，且另一端设置有楔形面（1304），所述解锁装置（14）的解锁端对应设置有楔形面（1304）。

2.根据权利要求1所述的一种无人飞行器弹跳起飞装置，其特征在于，所述直线驱动装置包括螺杆（19）、电机（15）、电机支架（16），所述电机（15）通过电机支架（16）设置在飞行器机身上，所述电机（15）的输出轴通过联轴器（17）与螺杆（19）连接，所述螺杆（19）通过轴承（18）与飞行器机身转动连接，所述压缩件（1202）螺纹安装在螺杆（19）上。

3.根据权利要求2所述的一种无人飞行器弹跳起飞装置，其特征在于，所述弹性件（1201）为圆柱螺旋弹簧，所述压缩件（1202）为带法兰的圆形螺母。

4.根据权利要求2所述的一种无人飞行器弹跳起飞装置，其特征在于，所述弹射装置（11）包括从前至后依次设置的弹射头（1103）、套筒，所述套筒沿轴向开设有滑动槽（1102），所述压缩件（1202）与弹射头（1103）之间的套筒内部设置有弹性件（1201），所述套筒的一端对应螺杆（19）设置有开孔，所述螺杆（19）通过开孔伸入套筒内并与压缩件（1202）连接，所述弹射头（1103）的内部对应螺杆（19）设置有避让空腔。

5.根据权利要求4所述的一种无人飞行器弹跳起飞装置，其特征在于，还包括套设在套筒外侧的导向筒（1105），所述导向筒（1105）与飞行器机身固定连接，所述导向筒（1105）对应滑动槽（1102）设置有避让槽。

6.根据权利要求4所述的一种无人飞行器弹跳起飞装置，其特征在于，所述套筒由两半式瓦状弧形板（1104）径向拼接形成，且相邻两半式瓦状弧形板（1104）之间设置有滑动槽（1102）。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种无人飞行器弹跳起飞装置，其特征在于，所述弹射装置（11）的另一端对应闭锁销（1302）设置有闭锁卡槽（1101）。

8.根据权利要求1所述的一种无人飞行器弹跳起飞装置，其特征在于，所述解锁装置（14）包括解锁板（1401）、解锁外臂（1402），所述解锁板（1401）与压缩件（1202）连接，所述弹射装置（11）两侧的侧壁沿轴向分别设置有滑动槽（1102），所述解锁板（1401）的两侧分别穿过滑动槽（1102）并与解锁外臂（1402）连接，所述解锁外臂（1402）靠近锁定装置（13）的一端对应设置有楔形面（1304）。

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