CN113562157A - 一种飞行器机载龙伯球安装挂架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机或其他飞行器机载固定安装龙伯球的装置，所述装置由以下部件组成：两个侧面夹紧固定壁板（1）、（2），两个侧面夹紧固定加强壁板（3）、（4），四个顶部固定加强板（5）、（6）、（7）、（8），两个顶部固定基板（9）、（10）通过榫卯和粘接的方式形成组合体，所述组合体将龙伯球固定于其中并粘接后成为飞行器机载龙伯球安装挂架。所述装置能够在保证夹持稳定性和整体结构刚性的同时实现轻量化目的，组合体的抗振特性佳，具备抵抗高低温影响的能力，能够完全透波，不影响龙伯球的电磁辐射特性，连接和拆卸快速，挂架可以通过调整侧面固定板的开孔大小来适应不同直径的龙伯球。
Description
技术领域
本发明涉及一种安装挂架装置，属于机械领域。
背景技术
龙伯球是一种层状结构的介质球，经过工程技术人员的不断更新和改良,现在这类产品被广泛用于制造高增益和易于操作的微波设备,主要用于目标雷达有效反射面积的增强，以模拟具有不同雷达散射截面的目标，常作为雷达目标标识和靶机/假目标等。其外层的介电常数与空气相同或相近，越向球心介电常数越大，这样构成的龙伯球能把截获的电磁波聚集到一起，当平面波入射透镜上时，经透镜而被聚焦到与此平面波前垂直直径的另一端。同样，在这一点放置一馈源就能在球天线口面上形成平面波发射出去。龙伯球安装在无人机上作为雷达目标增强单元使用时，主要用于地面雷达或舰载雷达的标校和性能检测等。无人机载荷重量大小影响无人机的续航里程和作战半径，因此在龙伯球重量一定的情况下，只有降低挂架的重量才能降低无人机载荷重量。同时，龙伯球挂架对龙伯球反射雷达电磁波的角度和功率不能产生影响，也就是不能降低龙伯球的透波率，因此机载龙伯球挂架直接影响雷达标校和性能检测的任务完成度和雷达目标增强的效果。
在无人机机载龙伯球安装方面，多采用框架固定、直接固定等方法。
1、框架固定法，是使用一只正方体笼子将龙伯球放入其中，并在龙伯球与笼子内壁之间加入填充物用于固定龙伯球，之后将笼子固定在无人机载荷舱内。这种方法由于笼子制造工艺和结构较复杂，为保证笼子结构刚性采用的材料较重，无人机负载重量将较大幅度增加，从而降低了无人机的续航能力，导致因无人机飞行时间缩短而不能完成雷达目标识别或标校任务，增加了经济成本和时间成本。
2、直接固定法，是使用粘合剂将龙伯球直接粘接在无人机载荷舱上，在安装完毕后无法拆卸，属于一次性固定，导致无人机需要更换其他载荷就必须重新更换载荷舱，经济性较差。
在安装挂架使用的材料方面，较多使用氟塑料与金属结合材料或聚氨酯材料等。前者增加了重量的同时降低了透波率；后者结构强度与刚性较差。
发明内容
基于现有技术在无人机机载龙伯球安装挂架的应用上存在着诸多技术问题,本发明的目的在于提供一种能减轻负载重量且不会降低龙伯球透波率的机载龙伯球安装挂架装置。
基于发明目的，本发明首先提供了一种无人机或其他飞行器机载固定安装龙伯球的装置，所述装置由以下部件组成：
由两个侧面夹紧固定壁板1、2，两个侧面夹紧固定加强壁板3、4，四个顶部固定加强板5、6、7、8，两个顶部固定基板9、10通过榫卯和粘接的方式组成固定支架。所述四个顶部固定加强板5、6、7、8和所述两个顶部固定基板9、10粘接而成的顶部固定板上对称开有八个通孔12，所述龙伯球11由所述侧面夹紧固定壁板1和所述夹紧固定加强壁板3粘接而成的一侧固定夹板以及由所述侧面夹紧固定壁板2和所述夹紧固定加强壁板4粘接而成的另一侧固定夹板夹紧固定并粘接为一个组合体，所述的组合体上的凹槽与所述顶部固定板上的突出部位榫卯为一体并粘接后组成固定好龙伯球的无人机机载挂架，所述的侧面夹紧固定壁板夹紧孔14将龙伯球11固定在组合体内。
在一个优选的实施方案中，所述通孔12中压入外径与通孔内径相配合的铆接内螺母。
在一个优选的实施方案中，所述挂架材料选用轻质透波刚性材料，所述挂架零件按照设计图纸尺寸经精密切割而成。
更为优选的，所述轻质透波刚性材料选用高密度玻璃纤维板材料，为减轻重量，板材厚度选用2mm，所述的侧面夹紧固定壁板镂空13、侧面夹紧固定加强壁板镂空15和顶部固定加强板镂空16均为减轻重量的设计。
在另一个优选的实施方案中，所述挂架通过所述通孔12上安装的铆接内螺母用螺栓与两块玻璃纤维板连接在一起，以方便挂架在无人机载荷舱的安装。
所述的侧面固定板上开孔直径与龙伯球的直径相关，经测试小于龙伯球直径10mm-15mm。
另一方面,本发明还提供了一种使用上述装置在无人机载荷舱上安装龙伯球的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)根据挂架和龙伯球尺寸在无人机载荷舱内找准安装位置，保证安装后的龙伯球不被无人机框架遮挡住任何方向入射的电磁波；
(2)将安装好龙伯球的挂架符合无人机载荷舱安装尺寸的玻璃纤维板通过螺栓连接为一体；
(3)将步骤（2）得到的挂架和玻璃纤维板组合体安装在无人机载荷舱相应位置并在玻璃纤维板和载荷舱连接处加装减震垫。
本发明提供的无人机机载龙伯球安装挂架装置及安装方法的优点体现于：
首先，夹持法所使用的挂架采用轻量化设计，在保证夹持稳定性和整体结构刚性的同时，多处零件采用挖孔工艺，组合后能够减轻整体重量；同时，玻璃纤维板制作零件，也可以起到轻量化并维持足够刚性的作用；
其次，通过榫卯和粘接工艺对挂架和龙伯球进行组装，可以很好地增加组合体的抗振特性，同时具备抵抗高低温影响的能力；
第三，挂架材料具备透波特性，完全不影响龙伯球的电磁辐射特性；
第四，在顶部固定板上设计通孔并加装拉铆内螺母，使得挂架组合体可以很方便的安装在无人机或其他飞行器载荷舱或机体上，只需使用螺栓将对应部位打孔的玻璃纤维薄板通过拉铆内螺母与挂架连接为一体，玻璃纤维板可通过螺栓螺母或者卡扣固定等方式与无人机或其他飞行器连接在一起，这种方式连接和拆卸龙伯球挂架都非常快速且无难度；
最后，针对实际应用中使用不同直径龙伯球的情况，本挂架可以通过调整侧面固定板的开孔大小加以解决，即使针对较大直径的龙伯球也会在保证足够刚性的情况下不显著增加挂架重量。
相对于传统的框架固定、直接固定等方法，夹持法能够很好地满足龙伯球负载轻量化和透波特性等要求。
附图说明
图1为龙伯球挂架装置装配示意图。
图2为龙伯球挂架零件1、2示意图。
图3为龙伯球挂架零件3、4示意图。
图4为龙伯球挂架零件5、6、7、8示意图。
图5为龙伯球挂架零件9、10示意图。
1、2侧面夹紧固定壁板。
3、4侧面夹紧固定加强壁板。
5、6、7、8顶部固定加强版。
9、10顶部固定基板。
11龙伯球。
12顶部固定板通孔。
13侧面夹紧固定壁板镂空。
14侧面夹紧固定壁板夹紧孔。
15侧面夹紧固定加强壁板镂空。
16顶部固定加强板镂空。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明做进一步说明，本发明的特点和优点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的,并不局限于此，不对本发明的保护范围构成任何限制。凡是对本发明实施方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明实施方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例
某无人机雷达标校系统挂载的雷达目标增强单元采用龙伯球，其反射特性为水平360°全覆盖、垂直-24°～6°覆盖，龙伯球直径260mm、重量3.1kg。无人机除机体、飞控、电台、燃油系统等本机重量外，最大允许载荷为8kg，负载部分还包括机载GNSS接收机、数传电台、电池等应用载荷，包括线缆、天线等，总重量3.9kg，剩余载荷既龙伯球挂架整体重量不得超过1kg。由于龙伯球直径过大，质量过重，原固定安装方案无法保证安装稳固性和载荷重量控制，使用本发明提供的机载龙伯球安装挂架装置安装方法成功解决了这一问题。
1、对无人机载荷舱进行测量并确定挂架安装位置，根据测量得到的挂架在载荷舱内的安装位置计算挂架尺寸，以保证龙伯球不被无人机蒙皮遮挡，如图1所示，经过测量计算得到顶板6、8顶面到侧面夹紧固定壁板1、2固定孔上边缘的距离为77mm，固定孔直径为90mm；
2、如图1所示,将龙伯球中心反射带置于水平位置，由两个侧面夹紧固定壁板和侧面夹紧固定加强壁板将龙伯球夹紧与固定孔中；
3、如图1所示，由仅仅固定好龙伯球的两个侧面夹紧固定壁板和两个侧面夹紧固定加强壁板，与四个顶部固定加强板和两个顶部固定基板通过榫卯和粘接的方式组成固定挂架将龙伯球固定夹紧；
4、之后，挂架安装于步骤1测得的无人机载荷舱安装位置处，安装完成后的龙伯球固定挂架能够保证龙伯球不被无人机遮挡，其反射特性为水平360°全覆盖、垂直-24°～6°覆盖。
本装置和安装方法取得的效果有：1、挂架采用轻量化设计，在保证夹持稳定性和整体结构刚性的同时实现轻量化目的；2、通过榫卯和粘接工艺对挂架和龙伯球进行组装，增加组合体的抗振特性，具备抵抗高低温影响的能力3、挂架材料具备完全透波特性，不影响龙伯球的电磁辐射特性；4、龙伯球挂架连接和拆卸都非常快速且无难度；5、挂架可以通过调整侧面固定板的开孔大小来适应不同直径的龙伯球。
Claims (7)
1.一种无人机或其他飞行器机载固定安装龙伯球的装置，所述装置由以下部件组成：
由两个侧面夹紧固定壁板（1）、（2），两个侧面夹紧固定加强壁板（3）、（4），四个顶部固定加强板（5）、（6）、（7）、（8），两个顶部固定基板（9）、（10）通过榫卯和粘接的方式组成固定支架，所述四个顶部固定加强板（5）、（6）、（7）、（8）和所述两个顶部固定基板（9）、（10）粘接而成的顶部固定板上对称开有八个通孔（12），所述龙伯球（11)由所述侧面夹紧固定壁板（1）和所述夹紧固定加强壁板（3）粘接而成的一侧固定夹板以及由所述侧面夹紧固定壁板（2）和所述夹紧固定加强壁板（4）粘接而成的另一侧固定夹板夹紧固定并粘接为一个组合体，所述的组合体上的凹槽与所述顶部固定板上的突出部位榫卯为一体并粘接后组成固定好龙伯球的无人机机载挂架。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通孔（12）中压入外径与通孔内径相配合的铆接内螺母。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述挂架材料选用轻质透波刚性材料，所述挂架零件按照设计图纸尺寸经精密切割而成。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述轻质透波刚性材料选用高密度玻璃纤维板材料，为减轻重量，板材厚度选用2mm，所述的侧面夹紧固定壁板镂空（13）、侧面夹紧固定加强壁板镂空（15）和顶部固定加强板镂空（16）均为减轻重量的设计。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述挂架通过所述通孔12上安装的铆接内螺母用螺栓与两块玻璃纤维板连接在一起，以方便挂架在无人机载荷舱的安装。
6.一种使用权利要求1所述装置在无人机或其他飞行器载荷舱上安装龙伯球的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)根据挂架和龙伯球尺寸在无人机载荷舱内找准安装位置，保证安装后的龙伯球不被无人机框架遮挡住任何方向入射的电磁波；
(2)将安装好龙伯球的挂架符合无人机载荷舱安装尺寸的玻璃纤维板通过螺栓连接为一体；
(3)将步骤（2）得到的挂架和玻璃纤维板组合体安装在无人机载荷舱相应位置并在玻璃纤维板和载荷舱连接处加装减震垫。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述方法连接和拆卸龙伯球挂架非常快速且无难度。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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