CN115540686B - 一种适用于小型无人机的冷发射系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适用于小型无人机的冷发射系统,包括设置在无人机下方的冷发射系统一,冷发射系统一包括发射管一、设置在发射管一侧部的图像传输模块一和弹夹一、设置在发射管一后端的反后坐结构一;还包括通过电磁阀一与发射管一连接的储气室一、通过恒压阀一与储气室一连接的高压气瓶一;还包括设置在发射管一侧部的外壳一,外壳一内部设置有信号收发模块、击发模块、角度回传系统、测距系统。本发明提供的适用于小型无人机的冷发射系统,可进行远近距离有效打击、非火药能源的安全性发射,同时设置有缓冲结构,保证了打击的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及飞机空中弹射技术领域,具体涉及一种适用于小型无人机的冷发射系统。
背景技术
当前无人机发射的灭火弹或驱逐弹一般需要采用火药发射,且使用过程中易出现二次火源,导致出现安全隐患问题,尤其是在危险物资库区,二次火源会产生较大的财产损失,甚至人员伤亡现象。此外,火药发射还具有安全性差、环境污染、很难实现快速响应与现场部署等高速高效的处置方式等缺点,因此,本方案研发35mm冷发射防暴系统,就是为了解决35mm灭火弹、驱逐弹等非致命弹药的安全发射问题,且适合挂载于小型旋翼无人机平台。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于小型无人机的冷发射系统,解决了如何获得一种可远近距离有效打击、非火药能源的安全性发射系统这一技术问题,同时设置有缓冲结构,保证了打击的准确性。
一种适用于小型无人机的冷发射系统,包括设置在无人机下方的冷发射系统一,所述冷发射系统一包括发射管一、设置在所述发射管一侧部的图像传输模块一和弹夹一、设置在所述发射管一后端的反后坐结构一;
还包括通过电磁阀一与所述发射管一连接的储气室一、通过恒压阀一与所述储气室一连接的高压气瓶一;
还包括设置在所述发射管一侧部的外壳一,所述外壳一内部设置有击发模块、信号收发模块、角度回传系统、测距系统。
所述无人机下方且所述冷发射系统一背向设置有冷发射系统二,所述冷发射系统一和所述冷发射系统二均连接在支架上,所述支架上设置有用于缓冲所述冷发射系统一后坐力的缓冲结构,且所述缓冲结构与所述冷发射系统二可分离式的接触;所述支架与所述无人机下方的支腿连接。
所述冷发射系统二包括发射管二、设置在所述发射管二后端的反后坐结构二、设置在所述发射管二上的发电结构;
还包括通过电磁阀二与所述发射管二连接的储气室二、通过恒压阀二与所述储气室二连接的高压气瓶二。
所述缓冲结构包括与所述支架连接的上支撑杆和下支撑杆、两端分别与所述上支撑杆和所述下支撑杆连接的立轴、分别垂直设置在所述立轴两侧的转板一和转板二、一端与所述转板一外侧铰接的铰接杆一、一端通过伸缩组件与所述铰接杆一另一端连接的铰接杆二,所述铰接杆二的另一端与竖直设置的滑板铰接,所述滑板中垂直穿设有导柱,所述导柱与所述支架连接,所述滑板竖直设置在反后坐结构一和反后坐结构二之间;
所述转板一靠近在所述发射管二的发射口位置设置。
所述缓冲结构具有两个,且分别设置在所述冷发射系统二的两侧,两个所述转板二可分离式的封闭在所述发射管二的发射口位置。
所述伸缩组件包括定位筒、设置在所述定位筒内的弹簧一、可伸缩的设置在所述定位筒内的伸缩杆,所述伸缩杆的内端与所述弹簧一连接,且其外端与所述铰接杆一连接,所述定位筒与所述铰接杆二连接。
所述滑板的两端分别设置有固定筒,所述固定筒内设置有弹簧二,所述弹簧二与伸缩柱连接。
所述发电结构包括设置在所述发射管二侧部的外罩、竖直设置在所述外罩内部的转板、呈圆周阵列设置在所述转板外侧面的受力筒、垂直穿过所述转板中心的驱动轴、与所述驱动轴连接的发电机,所述驱动轴的两端分别穿过所述外罩并与所述支架连接;所述外罩与所述发射管二连通。
所述弹簧二的弹性系数小于所述弹簧一的弹性系数。
本发明达成以下显著效果:
(1)针对弹药库、油库周围及其他易燃易爆区域内存在处置手段少、效率低等问题,采用反后坐技术,研发了后坐力小、适用于无人机机载的35mm防暴系统,为弹药库周围及其他易燃易爆区域内提供了有效的处置手段;
本方案中的反后坐结构,通过反后坐结构中泄出一部分发射时的气压,达到了发射系统5米-30米有效射程的要求;
(2)本方案中将冷发射系统与无人机结合,实现了无人机机载灭火弹、驱逐弹等弹药的发射,消除了弹药库、油库周围及其他易燃易爆区域内使用火工品的二次危害;
(3)本方案中设置有冷发射系统二,在实际工作时,将这两个冷发射系统同时启动,冷发射系统一工作,将灭火弹或者驱逐弹发射出去,而冷发射系统二中不需要发射灭火弹或者驱逐弹,在高压气瓶二的作用下,仅仅进行高压气体的释放,释放的高压气体作用在反后坐结构二上,从而将两个冷发射系统产生的后坐力相抵消掉,这样缓冲了弹体在发射筒内击发所产生的反作用力,减轻了对无人机飞行姿态造成的冲击,有利于提高灭火弹或者驱逐弹发射的精确度;
(4)本方案中设置有缓冲结构,利用从发射管二中喷出的高压气体,喷射到两个转板二上,此时,转板二在高压的冲击作用下打开,此时转板一通过铰接杆一、伸缩组件和铰接杆二驱动滑板水平滑动,滑板与反后坐结构一可分离式的接触,起到缓冲冷发射系统一的作用;
其中,设置有伸缩组件和弹簧二,且弹簧二的弹性系数小于弹簧一的弹性系数,是为了防止冷发射系统一的后坐力过大,而对缓冲结构带来破坏;
(5)本方案中设置有发电结构,在转板的外侧等间距设置有若干的受力筒,当高压气体冲击受力筒后,则会促进转板的高速旋转,于是带动驱动轴转动,驱动轴带动发电机工作,发电机可以与蓄电池连接,蓄电池对无人机进行供电,实现了能量的充分利用。
附图说明
图1为本发明实施例中冷发射系统一的结构示意图。
图2为本发明实施例中冷发射系统的主视图。
图3为本发明实施例中冷发射系统的立体图。
图4为本发明实施例中冷发射系统的立体图。
图5为本发明实施例中缓冲结构的结构示意图。
图6为本发明实施例中旋转结构的结构示意图。
图7为本发明实施例中冷发射系统一和冷发射系统二的位置结构图。
图8为本发明实施例中冷发射系统工作流程框图。
其中,附图标记为:1、发射管一;2、图像传输模块一;3、弹夹一;4、反后坐结构一;5、电磁阀一;6、储气室一;7、恒压阀一;8、高压气瓶一;9、外壳一;10、定位板;11、立板;12、导柱;13、滑板;131、固定筒;132、伸缩柱;14、螺栓;15、外罩;151、驱动轴;152、转板;153、受力筒;154、发电机;16、缓冲结构;161、上支撑杆;162、转板一;163、下支撑杆;164、立轴;165、转板二;166、铰接杆一;167、伸缩组件;168、铰接杆二;169、限位板;17、冷发射系统二;171、发射管二。
具体实施方式
为了能更加清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,对本方案进行阐述。
参见图1-图8,一种适用于小型无人机的冷发射系统,包括设置在无人机下方的冷发射系统一,冷发射系统一包括发射管一1、设置在发射管一1侧部的图像传输模块一2和弹夹一3、设置在发射管一1后端的反后坐结构一4;
还包括通过电磁阀一5与发射管一1连接的储气室一6、通过恒压阀一7与储气室一6连接的高压气瓶一8;
还包括设置在发射管一1侧部的外壳一9,外壳一9内部设置有信号收发模块、击发模块、角度回传系统、测距系统。
其中,高压气动弹射、图像传输模块、击发模块、信号收发模块、角度回传系统、测距系统均为本领域容易实现的现有技术,在此不再详述。
其中,支架包括水平设置的定位板10、分别设置在定位板10两侧的立板11、设置在定位板10端部的螺栓14,螺栓14与无人机的支腿连接。
无人机下方且冷发射系统一背向设置有冷发射系统二17,冷发射系统一和冷发射系统二17均连接在支架上,支架上设置有用于缓冲冷发射系统一后坐力的缓冲结构16,且缓冲结构16与冷发射系统二17可分离式的接触;支架与无人机下方的支腿连接。
冷发射系统二17包括发射管二171、设置在发射管二171后端的反后坐结构二、设置在发射管二171上的发电结构;
还包括通过电磁阀二与发射管二171连接的储气室二、通过恒压阀二与储气室二连接的高压气瓶二。
缓冲结构16包括与支架连接的上支撑杆161和下支撑杆163、两端分别与上支撑杆161和下支撑杆163连接的立轴164、分别垂直设置在立轴164两侧的转板一162和转板二165、一端与转板一162外侧铰接的铰接杆一166、一端通过伸缩组件167与铰接杆一166另一端连接的铰接杆二168,铰接杆二168的另一端与竖直设置的滑板13铰接,滑板13中垂直穿设有导柱12,导柱12与支架连接,滑板13竖直设置在反后坐结构一4和反后坐结构二之间;
转板一162靠近在发射管二171的发射口位置设置。
更优地,铰接杆一166可滑动的穿过限位板169,对铰接杆一166的位置进行支撑和限定。
缓冲结构16具有两个,且分别设置在冷发射系统二17的两侧,两个转板二165可分离式的封闭在发射管二171的发射口位置。
为了节省能源和总重,当设置有缓冲结构16时,可以在两个冷发射系统中取消对反后坐结构的设置,特此说明。
伸缩组件167包括定位筒、设置在定位筒内的弹簧一、可伸缩的设置在定位筒内的伸缩杆,伸缩杆的内端与弹簧一连接,且其外端与铰接杆一166连接,定位筒与铰接杆二168连接。
滑板13的两端分别设置有固定筒131,固定筒131内设置有弹簧二,弹簧二与伸缩柱132连接。
发电结构包括设置在发射管二171侧部的外罩15、竖直设置在外罩15内部的转板152、呈圆周阵列设置在转板152外侧面的受力筒153、垂直穿过转板152中心的驱动轴151、与驱动轴151连接的发电机154,驱动轴151的两端分别穿过外罩15并与支架连接;外罩15与发射管二171连通。
弹簧二的弹性系数小于弹簧一的弹性系数。
本发明具体工作过程:
第一步:发射系统与支架连接并与无人机对接后,将无人机静止放在地面上,发射系统处于悬空状态,操控支架对发射系统进行俯仰偏航旋转,观察无人机是否平稳;
第二步:发射系统与支架连接并与无人机对接后,将无人机上升1m,操控支架对发射系统进行俯仰偏航旋转,观察无人机飞行是否平稳;
第三步:发射系统与支架连接并与无人机对接后,在无人机飞行高度范围内,随机选择3-5个高度由低到高依次飞行,观察系统飞行是否平稳;
第四步:操控支架对发射系统进行俯仰偏航旋转,观察飞行是否平稳;
第五步:发射系统进行试验弹发射,验证系统承受发射过载能力。
第五步中,具体来说,调节恒压阀一7至需求压强,打开高压气瓶一8,气体储存于储气室一6中,同时弹夹一3中的驱逐弹进入发射管中,处于待发状态;图像传输模块一2搜索目标并进行瞄准,画面经过信号收发模块传输至控制终端的显示屏上,测距系统自动测量目标距发射点的距离,角度回传模块一测量发射角,通过信号收发模块传送至控制终端的距离和角度显示器中,通过控制终端无线传输给击发模块打开电磁阀一5,储气室一6内气体泄出,电磁阀一5关闭,发射管一1内第一发驱逐弹被高压弹射而出,同时,尾部反后坐结构也喷射相同压强的气体,抵消产生的后坐力;弹夹内第二发驱逐弹通过弹簧推入定向管中,等待下一个发射指令。
备注:(1)发射管在系统中起到定向和瞄准的功能,发射管要求既不能产生漏气,也要有一定的长度,才能保证系统发射稳定性,子弹弹道稳定性。
(2)电磁阀控制储气室气压的开关,对于35mm冷发射系统,电磁阀要体积小、质量轻,开关方便,且能在高压状态下自由开关,还要能保证气体整体流量,使子弹顺利发射。
(3)储气室为储存发射子弹时所需的气体,与气源经过恒压阀的压强一致。在压强一定的情况下,储气室的大小及形状就决定了子弹发射时的初速和射程。
(4)反后坐结构为消除系统发射时产生的后坐力,其应向后坐力反向做功,可以是弹簧滑动,由动能转为弹性势能从而消除后坐力,也可以是通过气流反向喷射,通过向前的力抵消后坐力。
(5)弹夹为发射系统的供弹机构,可以装填两发驱逐弹或灭火弹,弹夹应具有使子弹自动进入发射管的功能,且在管中不易滑动,并达到逐发发射的效果。
(6)为保证储气室内气流量一致,子弹出管状态一致,在气源处需加装恒压阀,保证气源气体以一定的压强流入储气室中;恒压阀要具有调节气源压强和作为气源开关的功能。高压气瓶应满足承受压强高,质量轻,体积小,充放气便捷的要求。
(7)测距系统是采用波长905nm的红外激光测距机,用于测量目标距离。
(8)采用分辨率为720P的图像采集模块,用于将采集图像信息经接收机回传到地面控制站。
(9)角度回传系统采用倾斜度传感器,用于检测发射系统俯仰方向的发射角度。
(10)击发模块用于接收发射指令,发射35mm驱逐弹和灭火弹。
(11)通讯模块用于将角度信息及距离信息经无线模块传输至地面接收。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现,在此不再赘述,当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种适用于小型无人机的冷发射系统,其特征在于,包括设置在无人机下方的冷发射系统一,所述冷发射系统一包括发射管一(1)、设置在所述发射管一(1)侧部的图像传输模块一(2)和弹夹一(3)、设置在所述发射管一(1)后端的反后坐结构一(4);
还包括通过电磁阀一(5)与所述发射管一(1)连接的储气室一(6)、通过恒压阀一(7)与所述储气室一(6)连接的高压气瓶一(8);
还包括设置在所述发射管一(1)侧部的外壳一(9),所述外壳一(9)内部设置有击发模块、信号收发模块、角度回传系统、测距系统;
所述无人机下方且所述冷发射系统一背向设置有冷发射系统二(17),所述冷发射系统一和所述冷发射系统二(17)均连接在支架上,所述支架上设置有用于缓冲所述冷发射系统一后坐力的缓冲结构(16),且所述缓冲结构(16)与所述冷发射系统二(17)可分离式的接触;所述支架与所述无人机下方的支腿连接;
所述冷发射系统二(17)包括发射管二(171)、设置在所述发射管二(171)后端的反后坐结构二、设置在所述发射管二(171)上的发电结构;
还包括通过电磁阀二与所述发射管二(171)连接的储气室二、通过恒压阀二与所述储气室二连接的高压气瓶二;
所述缓冲结构(16)包括与所述支架连接的上支撑杆(161)和下支撑杆(163)、两端分别与所述上支撑杆(161)和所述下支撑杆(163)连接的立轴(164)、分别垂直设置在所述立轴(164)两侧的转板一(162)和转板二(165)、一端与所述转板一(162)外侧铰接的铰接杆一(166)、一端通过伸缩组件(167)与所述铰接杆一(166)另一端连接的铰接杆二(168),所述铰接杆二(168)的另一端与竖直设置的滑板(13)铰接,所述滑板(13)中垂直穿设有导柱(12),所述导柱(12)与所述支架连接,所述滑板(13)竖直设置在反后坐结构一(4)和反后坐结构二之间;
所述转板一(162)靠近在所述发射管二(171)的发射口位置设置;
所述缓冲结构(16)具有两个,且分别设置在所述冷发射系统二(17)的两侧,两个所述转板二(165)可分离式的封闭在所述发射管二(171)的发射口位置;
所述伸缩组件(167)包括定位筒、设置在所述定位筒内的弹簧一、可伸缩的设置在所述定位筒内的伸缩杆,所述伸缩杆的内端与所述弹簧一连接,且其外端与所述铰接杆一(166)连接,所述定位筒与所述铰接杆二(168)连接;
所述滑板(13)的两端分别设置有固定筒(131),所述固定筒(131)内设置有弹簧二,所述弹簧二与伸缩柱(132)连接;
所述弹簧二的弹性系数小于所述弹簧一的弹性系数。
2.根据权利要求1所述的适用于小型无人机的冷发射系统,其特征在于,所述发电结构包括设置在所述发射管二(171)侧部的外罩(15)、竖直设置在所述外罩(15)内部的转板(152)、呈圆周阵列设置在所述转板(152)外侧面的受力筒(153)、垂直穿过所述转板(152)中心的驱动轴(151)、与所述驱动轴(151)连接的发电机(154),所述驱动轴(151)的两端分别穿过所述外罩(15)并与所述支架连接;所述外罩(15)与所述发射管二(171)连通。
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