CN113460320B - 无人机用助推器分离机构及使用其的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人机用助推器分离机构及使用其的方法，该机构包括助推器支座和助推器转接件，助推器支座与无人机随形设计，助推器支座具有安装凹槽，助推器转接件包括相连接的第一转接段和第二转接段，第一转接段与无人机随形设计，第一转接段可与安装凹槽相配合，第二转接段具有助推器容纳孔，助推器容纳孔用于安装助推器；当助推器的推力大于或等于重力和气动力的合力时，助推器与无人机的轴线呈夹角设置，助推器通过助推器转接件与无人机连接；当助推器的推力小于重力和气动力的合力时，助推器转接件和助推器均与无人机分离。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中助推器分离机构成本高、空间利用率低且对气动外形影响较大的技术问题。

Description

无人机用助推器分离机构及使用其的方法

技术领域

本发明涉及使用助推器发射起飞的无人机技术领域，尤其涉及一种无人机用助推器分离机构及使用其的方法。

背景技术

为降低无人机飞行阻力，使用助推器发射起飞的无人机在助推器推力消失后都需要实现助推器与机身分离。早期无人机使用斜喷管助推器时，助推器前端通过球头和球窝配合连接，助推器后端用连杆机构连接。当助推器推力消失后需点爆连杆机构的火工品，破坏连杆机构实现助推器分离。该方式虽然连接可靠，但安装调整复杂，使用成本高。后期出现了只使用助推器前端圆锥面配合的直喷管助推器对接形式，取消了后端火工品。缺点主要有：圆锥结构会大量侵占机上空间，空间利用率较低；机构凸出理论外形较大或有较大凹陷，对气动外形影响较大。

发明内容

本发明提供了一种无人机用助推器分离机构及使用其的方法，能够解决现有技术中助推器分离机构成本高、空间利用率低且对气动外形影响较大的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种无人机用助推器分离机构，无人机用助推器分离机构包括：助推器支座，助推器支座固定设置在无人机上的凹槽内，助推器支座与无人机随形设计，助推器支座具有安装凹槽；助推器转接件，助推器转接件包括相连接的第一转接段和第二转接段，第一转接段与无人机随形设计，第一转接段可与安装凹槽相配合，第二转接段具有助推器容纳孔，助推器容纳孔用于安装助推器；其中，当助推器的推力大于或等于助推器的重力和气动力的合力时，第一转接段与安装凹槽相配合，助推器设置在助推器容纳孔内，助推器与无人机的轴线呈夹角设置，助推器通过助推器转接件与无人机连接；当助推器的推力小于助推器的重力和气动力的合力时，第一转接段与安装凹槽相分离，助推器转接件和助推器均与无人机分离。

进一步地，第二转接段还具有排气孔，排气孔与助推器容纳孔连通，排气孔用于减小助推器在助推器容纳孔内安装时的阻力。

进一步地，第二转接段具有多个排气孔，多个排气孔间隔设置在第二转接段的壁面，多个排气孔均与助推器容纳孔连通。

进一步地，安装凹槽为楔形结构凹槽，第一转接段为楔形结构转接段。

进一步地，第一转接段和第二转接段一体成型。

根据本发明的另一方面，提供了一种无人机用助推器分离方法，无人机用助推器分离方法使用如上所述的无人机用助推器分离机构进行无人机与助推器的分离。

进一步地，无人机用助推器分离方法包括：将助推器的端部安装设置在第二转接段的助推器容纳孔内；将助推器转接件的第一转接段与助推器支座的安装凹槽相配合；助推器开始工作以将推力沿轴向依次通过助推器转接件和助推器支座传递至无人机以实现助推器与转接件的连接；设定时间后，当助推器的推力小于助推器的重力和气动力的合力时，助推器和助推器转接件与无人机相分离。

应用本发明的技术方案，提供了一种无人机用助推器分离机构，该无人机用助推器分离机构通过设置助推器支座和助推器转接件，在安装时，仅将助推器支座固定设置在无人机上的凹槽内，可以极大地减小对机上空间的侵占；通过将助推器转接件设置为包括第一转接段和第二转接段，第一转接段能够实现快速安装在助推器支座的安装凹槽内，从而实现与无人机的连接，第二转接段具有助推器容纳孔，能够快速实现助推器的安装，在助推器开始工作时，助推器与无人机的轴线呈夹角设置，助推器能够将向上和向前的推力依次通过助推器转接件和助推器支座传递至无人机，进而实现助推器与无人机的可靠连接；当工作一段时间后，助推器的推力小于助推器的重力和气动力的合力时，此时助推器和助推器转接件即可实现与无人机的自动分离，此种方式能够实现助推器的快速装拆，在助推器与无人机分离的过程中不使用火工品，利用助推器自身重力和气动力实现了助推器自动脱落，极大地降低了使用成本；再者，本发明的助推器支座和第一转接段均与无人机进行随形设计，此种方式对无人机气动外形影响小，保证了无人机飞行过程中的气动性能。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出了根据本发明的具体实施例提供的无人机用助推器分离机构的装配示意图；

图2示出了根据本发明的具体实施例提供的无人机用助推器分离机构连接状态的左视剖面图；

图3示出了根据本发明的具体实施例提供的无人机用助推器分离机构分离状态的左视剖面图；

图4示出了根据本发明的具体实施例提供的无人机用助推器分离机构连接状态的后视剖面图；

图5示出了根据本发明的具体实施例提供的助推器转接件的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、助推器支座；10a、安装凹槽；20、助推器转接件；21、第一转接段；22、第二转接段；22a、助推器容纳孔；22b、排气孔；100、无人机用助推器分离机构；200、助推器；300、无人机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1至图5所示，根据本发明的具体实施例提供了一种无人机用助推器分离机构100，该无人机用助推器分离机构100包括助推器支座10和助推器转接件20，助推器支座10固定设置在无人机300上的凹槽内，助推器支座10与无人机随形设计，助推器支座10具有安装凹槽10a；助推器转接件20包括相连接的第一转接段21和第二转接段22，第一转接段21与无人机随形设计，第一转接段21可与安装凹槽10a相配合，第二转接段22具有助推器容纳孔22a，助推器容纳孔22a用于安装助推器；其中，当助推器200的推力大于或等于助推器的重力和气动力的合力时，第一转接段21与安装凹槽10a相配合，助推器设置在助推器容纳孔22a内，助推器与无人机的轴线呈夹角设置，助推器通过助推器转接件20与无人机连接；当助推器的推力小于助推器的重力和气动力的合力时，第一转接段21与安装凹槽10a相分离，助推器转接件20和助推器均与无人机分离。

应用此种配置方式，提供了一种无人机用助推器分离机构，该无人机用助推器分离机构通过设置助推器支座和助推器转接件，在安装时，仅将助推器支座固定设置在无人机上的凹槽内，可以极大地减小对机上空间的侵占；通过将助推器转接件设置为包括第一转接段和第二转接段，第一转接段能够实现快速安装在助推器支座的安装凹槽内，从而实现与无人机的连接，第二转接段具有助推器容纳孔，能够快速实现助推器的安装，在助推器开始工作时，助推器与无人机的轴线呈夹角设置，助推器能够将向上和向前的推力依次通过助推器转接件和助推器支座传递至无人机，进而实现助推器与无人机的可靠连接；当工作一段时间后，助推器的推力小于助推器的重力和气动力的合力时，此时助推器和助推器转接件即可实现与无人机的自动分离，此种方式能够实现助推器的快速装拆，在助推器与无人机分离的过程中不使用火工品，利用助推器自身重力和气动力实现了助推器自动脱落，极大地降低了使用成本；再者，本发明的助推器支座和第一转接段均与无人机进行随形设计，此种方式对无人机气动外形影响小，保证了无人机飞行过程中的气动性能。

具体地，本发明所提供的无人机用助推器分离机构与现有的斜喷管助推器相比，由于其在分离过程中不使用火工品，依靠助推器转接件和助推器支座传递推力即可实现无人机和助推器的连接，依靠助推器自身重力和气动力即可实现助推器自动脱落，安装调整简单，使用成本低；本发明所提供的无人机用助推器分离机构与现有的使用助推器前端圆锥面配合的直喷管助推器对接形式相比，其将助推器转接件设置在无人机外部，仅将助推器支座固定安装在无人机凹槽内，由于助推器支座的厚度可设计为仅几毫米即可，此种方式可以极大地减小对无人机机身内部空间的占用，此外，通过将助推器支座和第一转接段均与无人机进行随形设计，此种方式对无人机气动外形影响小，保证了无人机飞行过程中的气动性能。

进一步地，在本发明中，为了保证助推器能够正常插入助推器转接件内，可将第二转接段22配置为还具有排气孔22b，排气孔22b与助推器容纳孔22a连通，排气孔22b用于减小助推器在助推器容纳孔22a内安装时的阻力。

在此种配置方式下，由于助推器与助推器容纳孔在安装时两者壁面之间的间隙较小，通过在第二转接段上设置排气孔，且排气孔与助推器容纳孔连通，在进行助推器安装时，受到挤压的气体可通过排气孔排出，由此减小助推器在助推器容纳孔内安装时的阻力。

在本发明中，根据实际情况，为了能够实现助推器的快速安装，快速减小助推器在助推器容纳孔内安装时的阻力，可将第二转接段22具有多个排气孔22b，多个排气孔22b间隔设置在第二转接段22的壁面，多个排气孔22b均与助推器容纳孔22a连通。

作为本发明的一个具体实施例，如图5所示，第二转接段22具有两个排气孔22b，两个排气孔22b相对于助推器容纳孔22a的中心轴线对称设置在第二转接段22的壁面，两个排气孔22b均与助推器容纳孔22a连通，在进行助推器安装时，受到挤压的气体可通过两个排气孔22b排出，由此减小助推器在助推器容纳孔内安装时的阻力。

进一步地，在本发明中，为了方便助推器转接件与助推器支座的安装与拆卸，可将助推器支座的安装凹槽10a配置为楔形结构凹槽，第一转接段21为楔形结构转接段。

在此种配置方式下，通过将助推器支座的安装凹槽10a配置为楔形结构凹槽，第一转接段21为楔形结构转接段，安装凹槽10a的开口沿远离无人机机身的方向逐渐增大，在进行第一转接段的装拆时，能够快速实现定位及装拆，提高了装拆效率。

进一步地，在本发明中，为了提高助推器转接段的整体性及受力性能，可将第一转接段21和第二转接段22配置为一体成型。作为本发明的其他实施例，考虑加工工艺性及成本，也可分别制作第一转接段21和第二转接段22，并通过连接件将两者固定连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种无人机用助推器分离方法，该无人机用助推器分离方法使用如上所述的无人机用助推器分离机构100进行无人机与助推器的分离。具体地，本发明所提供的无人机用助推器分离方法包括：将助推器200的端部安装设置在第二转接段22的助推器容纳孔22a内；将助推器转接件20的第一转接段21与助推器支座10的安装凹槽10a相配合；助推器200开始工作以将推力沿轴向依次通过助推器转接件20和助推器支座10传递至无人机300以实现助推器与转接件的连接；设定时间后，当助推器的推力小于助推器的重力和气动力的合力时，助推器200和助推器转接件20与无人机相分离。

应用此种配置方式，提供了一种无人机用助推器分离方法，通过采用本发明的无人机用助推器分离方法，能够实现助推器的快速装拆，在助推器与无人机分离的过程中不使用火工品，利用助推器自身重力和气动力实现了助推器自动脱落，极大地降低了使用成本。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1至图5对本发明所提供的无人机用助推器分离机构及分离方法进行详细说明。

如图1至图5所示，根据本发明的具体实施例提供了一种无人机用助推器分离机构100，该无人机用助推器分离机构100能够实现实现助推器的快速拆装，在助推器200工作时可以可靠的传递助推器推力，在助推器工作结束时助推器可以自动与无人机300分离。

在本实施例中，该无人机用助推器分离机构包括助推器支座10和助推器转接件20，助推器支座10固定设置在无人机300上的凹槽内，助推器支座10与无人机随形设计，助推器支座10具有安装凹槽10a。根据推力线角度要求设计助推器转接件20。助推器转接件20包括相连接的第一转接段21和第二转接段22，第一转接段21与无人机随形设计，第一转接段21可与安装凹槽10a相配合，第二转接段22具有助推器容纳孔22a和两个排气孔22b，助推器容纳孔22a用于安装助推器，两个排气孔22b相对于助推器容纳孔22a的中心轴线对称设置在第二转接段22的壁面，两个排气孔22b均与助推器容纳孔22a连通，排气孔22b用于减小助推器在助推器容纳孔22a内安装时的阻力。安装凹槽10a为楔形结构的矩形凹槽，第一转接段21为楔形结构的矩形转接段，安装凹槽10a的开口沿远离无人机机身的方向逐渐增大，在进行第一转接段21的装拆时，能够快速实现定位及装拆，提高了装拆效率。

其中，当助推器的推力大于或等于助推器的重力和气动力的合力时，第一转接段21与安装凹槽10a相配合，助推器设置在助推器容纳孔22a内，助推器与无人机的轴线呈夹角设置，助推器通过助推器转接件20与无人机连接；当助推器的推力小于助推器的重力和气动力的合力时，第一转接段21与安装凹槽10a相分离，助推器转接件20和助推器均与无人机分离。

在本实施例中，在装配时，首先第二转接段22的圆柱形助推器容纳孔22a套入助推器前端的圆柱状端部；将助推器转接件20的第一转接段21与助推器支座10的安装凹槽10a相配合。当助推器开始工作时，此时助推器的推力大于或等于助推器的重力和气动力的合力，助推器200将推力沿轴向传递至助推器转接件20上，再通过助推器转接件20的上端面和前端面将向上和向前的推力传递至无人机300的机身上的助推器支座10上。在推力作用下，助推器200和助推器转接件20保持连接。助推器转接件20的前端的第一转接段21的上面、前面和左右面均被助推器支座10约束，在推力作用下保持与无人机300的机身可靠连接。助推器燃烧后期推力下降，当助推器200的推力小于助推器的重力和气动力的合力时，助推器200和助推器转接件20与无人机300相分离。

综上所述，本发明提供了一种无人机用助推器分离机构，该无人机用助推器分离机构实现了助推器快速安装，缩短了无人机发射准备时间；实现了助推器工作后自动脱落，实现了助推器推力的可靠传递和助推器的可靠分离；本发明设计的助推器分离机构不使用火工品，使用成本低；本发明设计的助推器分离机构对机身内部空间占用少，对无人机气动外形影响小。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种无人机用助推器分离机构，其特征在于，所述无人机用助推器分离机构包括：

助推器支座(10)，所述助推器支座(10)固定设置在无人机上的凹槽内，所述助推器支座(10)与所述无人机随形设计，所述助推器支座(10)具有安装凹槽(10a)；

助推器转接件(20)，所述助推器转接件(20)包括相连接的第一转接段(21)和第二转接段(22)，所述第一转接段(21)与所述无人机随形设计，所述第一转接段(21)可与所述安装凹槽(10a)相配合，所述第二转接段(22)具有助推器容纳孔(22a)，所述助推器容纳孔(22a)用于安装助推器；

其中，当助推器的推力大于或等于助推器的重力和气动力的合力时，所述第一转接段(21)与所述安装凹槽(10a)相配合，所述助推器设置在所述助推器容纳孔(22a)内，所述助推器与无人机的轴线呈夹角设置，所述助推器通过所述助推器转接件(20)与所述无人机连接；当助推器的推力小于助推器的重力和气动力的合力时，所述第一转接段(21)与所述安装凹槽(10a)相分离，所述助推器转接件(20)和所述助推器均与无人机分离。

2.根据权利要求1所述的无人机用助推器分离机构，其特征在于，所述第二转接段(22)还具有排气孔(22b)，所述排气孔(22b)与所述助推器容纳孔(22a)连通，所述排气孔(22b)用于减小所述助推器在所述助推器容纳孔(22a)内安装时的阻力。

3.根据权利要求2所述的无人机用助推器分离机构，其特征在于，所述第二转接段(22)具有多个所述排气孔(22b)，多个所述排气孔(22b)间隔设置在所述第二转接段(22)的壁面，多个所述排气孔(22b)均与所述助推器容纳孔(22a)连通。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的无人机用助推器分离机构，其特征在于，所述安装凹槽(10a)为楔形结构凹槽，所述第一转接段(21)为楔形结构转接段。

5.根据权利要求4所述的无人机用助推器分离机构，其特征在于，所述第一转接段(21)和所述第二转接段(22)一体成型。

6.一种无人机用助推器分离方法，其特征在于，所述无人机用助推器分离方法使用如权利要求1至5中任一项所述的无人机用助推器分离机构进行无人机与助推器的分离。

7.根据权利要求6所述的无人机用助推器分离方法，其特征在于，所述无人机用助推器分离方法包括：

将助推器的端部安装设置在第二转接段(22)的助推器容纳孔(22a)内；

将助推器转接件(20)的第一转接段(21)与助推器支座(10)的安装凹槽(10a)相配合；

助推器开始工作以将推力沿轴向依次通过助推器转接件(20)和助推器支座(10)传递至无人机以实现助推器与转接件的连接；

设定时间后，当助推器的推力小于助推器的重力和气动力的合力时，助推器和助推器转接件(20)与无人机相分离。

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