CN113998136A - 一种微型飞行器发射装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微型飞行器发射装置及方法，属于飞行器发射系统技术领域，解决了现有发射装置体积大、重量大、人员暴露等问题。一种微型飞行器发射装置，包括：发射组件，电磁开关阀及其控制组件，压缩空气储存舱及其控制组件，控制器；其中，发射组件，用于安装微型飞行器；电磁开关阀，设置在所述发射组件和压缩空气储存舱之间，用于控制发射组件和压缩空气储存舱之间的连通或不连通；压缩空气储存舱，用于通过储存空气调节压缩空气储存舱中的压强；控制器，用于通过控制压缩空气储存舱控制组件调节压缩空气储存舱中的压强；还用于通过控制电磁开关阀控制组件将电磁开关阀从关断状态切换到导通状态。

Description

一种微型飞行器发射装置及方法

技术领域

本发明涉及飞行器发射系统技术领域，尤其涉及一种微型飞行器发射装置及方法。

背景技术

随着现代单兵武器的发展，微型飞行器越来越受科研人员关注。微型飞行器在城市、局部未知环境等场景下探测现场环境、精确攻击小型目标等方面具有重要的应用价值。

现有微型飞行器发射装置，一般采用人力助跑手抛方式或弹簧发射架方法。人力助跑手抛方式，在微型飞行器发射时，必须靠人力发射，特别是在战场环境中，人员容易暴露，存在人员自身安全问题，不太适用于作战及大规模集群应用。弹簧发射架发射方式，由于需将飞行器发射出一定的速度才能发射起飞飞行器，依靠弹簧弹力致使整个弹簧发射架体积重量较大，不利于单兵携带。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种微型飞行器发射装置及方法，用以解决现有发射装置体积大、重量大、人员暴露等问题。

一方面，本发明公开了一种微型飞行器发射装置，包括：发射组件，电磁开关阀及其控制组件，压缩空气储存舱及其控制组件，控制器；其中，

发射组件，用于安装微型飞行器；

电磁开关阀，设置在所述发射组件和压缩空气储存舱之间，用于控制发射组件和压缩空气储存舱之间的连通或不连通；

压缩空气储存舱，用于通过储存空气调节压缩空气储存舱中的压强；

控制器，用于通过控制压缩空气储存舱控制组件调节压缩空气储存舱中的压强；还用于通过控制电磁开关阀控制组件将电磁开关阀从关断状态切换到导通状态。

在上述方案的基础上，本发明还做出了如下改进：

进一步，所述发射组件包括发射筒、发射盘及泄气阀；其中，

发射筒的内壁设有沿轴线方向布置的直线导轨；

发射盘设置于发射筒内，发射盘上设置有助推滑块，助推滑块与直线导轨配合，使发射盘能够沿发射筒轴线移动；微型飞行器布设于发射盘上；

泄气阀设置在发射筒侧壁、直线导轨的下方；

电磁开关阀设置在发射管的底部、压缩空气储存舱的正上方。

进一步，所述压缩空气储存舱控制组件包括电机、气缸、单向阀、蜗轮蜗杆机构、曲柄滑块机构及压强计；其中，单向阀包括进气单向阀、排气单向阀；

电机与蜗轮蜗杆机构相连，当电机工作时，带动蜗轮蜗杆机构转动，使蜗轮蜗杆机构产生输出力矩；

曲柄滑块机构与蜗轮蜗杆机构、气缸的滑动活塞相连，用于与蜗轮蜗杆机构同步转动，并带动气缸的滑动活塞在气缸内做活塞运动；

气缸的进气口安装进气单向阀、排气口安装排气单向阀；当进气单向阀处于打开状态时，吸收外界空气进入气缸空间；当排气单向阀处于打开状态时，将气缸空间内的空气注入压缩空气储存舱内；

所述压强计，用于采集压缩空气储存舱中的实际压强。

进一步，还包括通信组件，用于接收微型飞行器的发射控制指令，并将所述发射控制指令发送至控制器；其中，所述发射控制指令包括：

压强控制指令，用于设置压缩空气储存舱中的目标压强；

飞行器发射指令，用于发射所述发射组件中安装的微型飞行器。

进一步，所述控制器，基于接收到的压强控制指令、以及压强计采集的压缩空气储存舱中的实际压强，生成压强控制信号；并基于所述压强控制信号控制所述电机的转速。

进一步，所述控制器，基于接收到的飞行器发射指令生成高电平电信号，并基于所述高电平电信号控制电磁开关阀控制组件，将电磁开关阀从关断状态切换到导通状态，并使得微型飞行器从发射组件中发射出去。

进一步，所述微型飞行器发射装置包括多组发射组件，一组发射组件唯一对应一个电磁开关阀及其控制组件；

多个电磁开关阀共用同一个压缩空气储存舱；

多个电磁开关阀控制组件均受控于同一控制器。

进一步，为每组发射组件、以及每组发射组件唯一对应的电磁开关阀及其控制组件分配唯一编号；

所述飞行器发射指令，用于发射一个或多个指定编号的发射组件中安装的微型飞行器；

所述控制器基于接收到的飞行器发射指令生成高电平电信号，并基于所述高电平电信号控制指定编号的电磁开关阀控制组件，将指定编号的电磁开关阀从关断状态切换到导通状态。

进一步，所述电磁开关阀控制组件为继电器；继电器的控制端与控制器相连，继电器的输出端与电磁开关阀的电磁控制端相连接。

另一方面，本发明还公开了一种微型飞行器发射方法，包括：

将微型飞行器安装于发射组件中；

控制器基于接收到的压强控制指令，控制压缩空气储存舱控制组件调节压缩空气储存舱中的压强，直至达到压强控制指令中的目标压强；

控制器基于接收到的飞行器发射指令，控制电磁开关阀控制组件将电磁开关阀从关断状态切换到导通状态，微型飞行器从发射组件中发射出去。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

本发明提供的微型飞行器发射装置，具备如下优势：

装置结构较为简单，体积较小，重量轻，便于携带；

通过控制器即可实现压缩空气、切换电磁开关阀至导通状态等操作，避免了人员暴露；

可以同时集成多个微型飞行器，能够同时对一个或多个微型飞行器进行发射控制。

本发明提供的微型飞行器发射方法，基于上述装置实现，具有上述装置相应的技术效果。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例1中的微型飞行器发射装置结构示意图；

图2为本发明实施例1中的压缩空气储存舱控制组件的结构示意图；

图3为本发明实施例1中的多组发射组件与相应电磁开关阀、压缩空气储存舱的组合关系示意图；

图4为本发明实施例2中的微型飞行器发射方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本发明的一个具体实施例，公开了一种微型飞行器发射装置，结构示意图如图1所示，包括：

发射组件，电磁开关阀及其控制组件，压缩空气储存舱及其控制组件，控制器；其中，

发射组件，用于安装微型飞行器；

电磁开关阀，设置在所述发射组件和压缩空气储存舱之间，用于控制发射组件和压缩空气储存舱之间的连通或不连通；

压缩空气储存舱，用于通过储存空气调节压缩空气储存舱中的压强；

控制器，用于通过控制压缩空气储存舱控制组件调节压缩空气储存舱中的压强；还用于通过控制电磁开关阀控制组件将电磁开关阀从关断状态切换到导通状态。

在实施本实施例中的方案时，先将微型飞行器安装于发射组件中；发射微型飞行器之前，电磁开关阀处于关断状态，发射组件和压缩空气储存舱之间不连通。当发射微型飞行器时，切换电磁开关阀至导通状态，发射组件和压缩空气储存舱之间连通，压缩空气储存舱内通过压缩空气产生的高压空气，能够推动发射组件中安装的微型飞行器发射出去。

与现有技术相比，本实施例中的微型飞行器发射装置体积较小，重量轻，通过控制器即可实现压缩空气、切换电磁开关阀至导通状态等操作，避免了人员暴露。

优选地，所述压缩空气储存舱控制组件的结构示意图如图2所示，包括电机、气缸、单向阀、蜗轮蜗杆机构、曲柄滑块机构及压强计(压强计设置于压缩空气储存舱内，图2未示出)；其中，单向阀包括进气单向阀、排气单向阀；电机与蜗轮蜗杆机构相连，当电机工作时，带动蜗轮蜗杆机构转动，使蜗轮蜗杆机构产生输出力矩；曲柄滑块机构与蜗轮蜗杆机构、气缸的滑动活塞相连，用于与蜗轮蜗杆机构同步转动，并带动气缸的滑动活塞在气缸内做活塞运动；气缸的进气口安装进气单向阀、排气口安装排气单向阀；当进气单向阀处于打开状态时，吸收外界空气进入气缸空间；当排气单向阀处于打开状态时，将气缸空间内的空气注入压缩空气储存舱内；所述压强计，用于采集压缩空气储存舱中的实际压强。示例性地，蜗轮蜗杆机构包括蜗轮和蜗杆，曲柄滑块机构包括曲柄和连杆。

在图2中，设置了4个气缸及其配套的单向阀。为便于本领域技术人员更好地理解本方案，基于图2，对压缩空气储存舱控制组件的工作过程做如下详细说明：

当电机E1工作时，电机E1带动E2蜗杆E2转动，蜗杆E2带动蜗轮E3转动，使用蜗轮蜗杆机构能够产生较大的输出力矩。蜗轮E3与曲柄E4固连，使曲柄E4随蜗轮E3同步转动。曲柄E4通过连杆E5，使气缸的滑动活塞E6在气缸A、气缸B、气缸C、气缸D内做活塞运动。

以气缸A为例，当气缸活动活塞E6压缩气缸空间A1时，进气单向阀A3处于闭合状态，排气单向阀F1处于打开状态，气缸空间A1中的空气通过排气单向阀F1注入压缩空气储存舱内。当气缸滑动活塞E6向相反的方向移动时，排气单向阀F1处于闭合状态，以防止压缩空气储存仓内的空气外泄；进气单向阀A3处于打开状态，以吸收外界空气进入气缸空间A1。

气缸A、B与气缸C、D对称布置，因此，当E1电机工作时，总有两个气缸处于工作状态。

优选地，所述电磁开关阀控制组件为继电器；继电器的控制端与控制器相连，继电器的输出端与电磁开关阀的电磁控制端相连接。继电器是一种可通过控制器控制的小电流控制大电流的开关器件，当控制器输出一个高电平信号时，通过电路设计可使继电器输出一个适当的电压电流，以控制电磁开关阀从关断状态切换至导通状态。

优选地，所述发射组件包括发射筒、发射盘及泄气阀；其中，发射筒的内壁设有沿轴线方向布置的直线导轨；发射盘设置于发射筒内，发射盘上设置有助推滑块，助推滑块与直线导轨配合，使发射盘能够沿发射筒轴线移动；微型飞行器布设于发射盘上；泄气阀设置在发射筒侧壁、直线导轨的下方；电磁开关阀设置在发射管的底部、压缩空气储存舱的正上方。

优选地，本实施例中的微型飞行器发射装置还包括通信组件，用于接收微型飞行器的发射控制指令，并将所述发射控制指令发送至控制器；其中，所述发射控制指令包括：压强控制指令，用于设置压缩空气储存舱中的目标压强；飞行器发射指令，用于发射所述发射组件中安装的微型飞行器。在实际应用过程中，发射控制指令可来自指挥控制站。

所述控制器，基于接收到的压强控制指令、以及压强计采集的压缩空气储存舱中的实际压强，生成压强控制信号；并基于所述压强控制信号控制所述电机的转速。这里，控制器基于压强控制指令中的目标压强和压强计采集的实际压强，能够得到压强偏差，基于该压强偏差可以生成PWM脉宽调制信号，以控制电机转速，从而实现调节压强的目的。在具体实施过程中，PWM信号频率越高，则电机转速越高，反之，电机转速越低。控制器通过接收电机位置反馈信息，基于PID控制方式，形成对电机的闭环控制，精确控制电机转速。

所述控制器，还基于接收到的飞行器发射指令生成高电平电信号，并基于所述高电平电信号控制电磁开关阀控制组件，将电磁开关阀从关断状态切换到导通状态，并使得微型飞行器从发射组件中发射出去。

所述微型飞行器发射装置包括多组发射组件，一组发射组件唯一对应一个电磁开关阀及其控制组件；多个电磁开关阀共用同一个压缩空气储存舱；多个电磁开关阀控制组件均受控于同一控制器。为每组发射组件、以及每组发射组件唯一对应的电磁开关阀及其控制组件分配唯一编号；所述飞行器发射指令，用于发射一个或多个指定编号的发射组件中安装的微型飞行器；所述控制器基于接收到的飞行器发射指令生成高电平电信号，并基于所述高电平电信号控制指定编号的电磁开关阀控制组件，将指定编号的电磁开关阀从关断状态切换到导通状态。

如图3所示，微型飞行器可以储存多行多列，形成高密度微型飞行器储存。K11代表第一行第一列的发射筒，用于储存微型飞行器M11，K12、K31等具有相似的定义。

将飞行器M11装入发射筒K11的过程中需手动打开泄气阀G11，以防止因压缩空气储存仓中的高压空气导致的无法将微型飞行器M11压入发射筒K11内。

控制器通过控制继电器，控制电磁开关阀F11导通，压缩空气储存舱中的高压空气就会助推滑块H11，助推滑块H11将推动微型飞行器M11产生一定速度，将微型飞行器M11发射出筒。其中，助推滑块H11在K11发射筒顶端有限位，不会发射出筒，同时，助推滑块H11与发射筒K11之间密封连接。

实施例2

本发明实施例2公开了一种微型飞行器发射方法，流程图如图4所示，包括：

步骤S1：将微型飞行器安装于发射组件中；

在安装微型飞行器的过程中，可能需要手动打开泄气阀，以防止因压缩空气储存仓中的高压空气导致的无法将微型飞行器压入发射组件内。

步骤S2：控制器基于接收到的压强控制指令，控制压缩空气储存舱控制组件调节压缩空气储存舱中的压强，直至达到压强控制指令中的目标压强；

压强控制指令可通过通信组件接收得到。当压缩空气储存舱中的压强达到目标压强时，还可以通过通信组件反馈达到目标压强的指令，以便指挥控制站及时了解当前的压强调节情况，及时部署飞行器发射指令。

步骤S3：控制器基于接收到的飞行器发射指令，控制电磁开关阀控制组件将电磁开关阀从关断状态切换到导通状态，微型飞行器从发射组件中发射出去。

该过程参考实施例1中的相关描述即可，此处不再赘述。

本发明方法实施例的具体实施过程参见上述装置实施例即可，本实施例在此不再赘述。

由于本实施例与上述装置实施例原理相同，所以本方法也具有上述装置实施例相应的技术效果。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微型飞行器发射装置，其特征在于，包括：发射组件，电磁开关阀及其控制组件，压缩空气储存舱及其控制组件，控制器；其中，

发射组件，用于安装微型飞行器；

电磁开关阀，设置在所述发射组件和压缩空气储存舱之间，用于控制发射组件和压缩空气储存舱之间的连通或不连通；

压缩空气储存舱，用于通过储存空气调节压缩空气储存舱中的压强；

控制器，用于通过控制压缩空气储存舱控制组件调节压缩空气储存舱中的压强；还用于通过控制电磁开关阀控制组件将电磁开关阀从关断状态切换到导通状态。

2.根据权利要求1所述的微型飞行器发射装置，其特征在于，所述发射组件包括发射筒、发射盘及泄气阀；其中，

发射筒的内壁设有沿轴线方向布置的直线导轨；

发射盘设置于发射筒内，发射盘上设置有助推滑块，助推滑块与直线导轨配合，使发射盘能够沿发射筒轴线移动；微型飞行器布设于发射盘上；

泄气阀设置在发射筒侧壁、直线导轨的下方；

电磁开关阀设置在发射管的底部、压缩空气储存舱的正上方。

3.根据权利要求2所述的微型飞行器发射装置，其特征在于，所述压缩空气储存舱控制组件包括电机、气缸、单向阀、蜗轮蜗杆机构、曲柄滑块机构及压强计；其中，单向阀包括进气单向阀、排气单向阀；

电机与蜗轮蜗杆机构相连，当电机工作时，带动蜗轮蜗杆机构转动，使蜗轮蜗杆机构产生输出力矩；

曲柄滑块机构与蜗轮蜗杆机构、气缸的滑动活塞相连，用于与蜗轮蜗杆机构同步转动，并带动气缸的滑动活塞在气缸内做活塞运动；

气缸的进气口安装进气单向阀、排气口安装排气单向阀；当进气单向阀处于打开状态时，吸收外界空气进入气缸空间；当排气单向阀处于打开状态时，将气缸空间内的空气注入压缩空气储存舱内；

所述压强计，用于采集压缩空气储存舱中的实际压强。

4.根据权利要求3所述的微型飞行器发射装置，其特征在于，还包括通信组件，用于接收微型飞行器的发射控制指令，并将所述发射控制指令发送至控制器；其中，所述发射控制指令包括：

压强控制指令，用于设置压缩空气储存舱中的目标压强；

飞行器发射指令，用于发射所述发射组件中安装的微型飞行器。

5.根据权利要求4所述的微型飞行器发射装置，其特征在于，

所述控制器，基于接收到的压强控制指令、以及压强计采集的压缩空气储存舱中的实际压强，生成压强控制信号；并基于所述压强控制信号控制所述电机的转速。

6.根据权利要求4所述的微型飞行器发射装置，其特征在于，

所述控制器，基于接收到的飞行器发射指令生成高电平电信号，并基于所述高电平电信号控制电磁开关阀控制组件，将电磁开关阀从关断状态切换到导通状态，并使得微型飞行器从发射组件中发射出去。

7.根据权利要求6所述的微型飞行器发射装置，其特征在于，

所述微型飞行器发射装置包括多组发射组件，一组发射组件唯一对应一个电磁开关阀及其控制组件；

多个电磁开关阀共用同一个压缩空气储存舱；

多个电磁开关阀控制组件均受控于同一控制器。

8.根据权利要求7所述的微型飞行器发射装置，其特征在于，

为每组发射组件、以及每组发射组件唯一对应的电磁开关阀及其控制组件分配唯一编号；

所述飞行器发射指令，用于发射一个或多个指定编号的发射组件中安装的微型飞行器；

所述控制器基于接收到的飞行器发射指令生成高电平电信号，并基于所述高电平电信号控制指定编号的电磁开关阀控制组件，将指定编号的电磁开关阀从关断状态切换到导通状态。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的微型飞行器发射装置，其特征在于，所述电磁开关阀控制组件为继电器；继电器的控制端与控制器相连，继电器的输出端与电磁开关阀的电磁控制端相连接。

10.一种微型飞行器发射方法，其特征在于，包括：

将微型飞行器安装于发射组件中；

控制器基于接收到的压强控制指令，控制压缩空气储存舱控制组件调节压缩空气储存舱中的压强，直至达到压强控制指令中的目标压强；

控制器基于接收到的飞行器发射指令，控制电磁开关阀控制组件将电磁开关阀从关断状态切换到导通状态，微型飞行器从发射组件中发射出去。

Images