CN116461738A - 一种无人机拦阻索抬升装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机拦阻索抬升装置，涉及舰载无人机回收机构领域。可以在无人机碾压拦阻索时，快速降低支撑板高度，使得拦阻索可以更快下降至更低的高度，使舰载机迅速越过拦阻索，减小机身颠簸，在机轮越过拦阻索后帮助拦阻索迅速回弹，使拦阻索回弹至更高的高度，使拦阻钩挂索成功率提高，保障舰载机安全。所述无人机拦阻索抬升装置包括固定支座、抬升组件、弹簧液压缓冲器和支撑板；所述弹簧液压缓冲器的一端固定安装在固定支座中，另一端则固定连接有滑块，所述支撑板水平设在固定支座的上方；所述抬升组件包括中部相互铰接的摇臂以及撑杆。本产品弥补了相关类型产品的空缺。
Description
技术领域
本发明涉及舰载无人机回收机构领域，属于航空航天技术的技术领域。
背景技术
舰载机挂索过程中，为了确保拦阻钩挂索成功率，需要在拦阻索下方布置抬索装置并在拦阻索两端施加预紧力，帮助拦阻索保持一定的离地高度和回弹，所以舰载机时常起落架机轮碾压拦阻索前，轮胎首先碰撞拦阻索，拦阻索下降速度过慢无法顺利下降等，会对起落架造成航向力矩，对结构造成损害，且为舰载机带来颠簸；由于传统支撑结构为弧形半圆结构，拦阻索会被轮胎碰撞偏移一定距离，偏离支撑结构的最高点，造成碾压后拦阻钩挂索时，拦阻索回弹高度不足，挂索成功率的下降。
针对以上但不限于以上的场合，我国很少有相关产品出现，如何解决相关需求和问题，就成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明针对以上问题，提出了一种无人机拦阻索抬升装置，解决传统抬索装置在机轮碾压拦阻索时拦阻索下压高度不足，以及回弹高度和回弹速度不足的问题，可以在无人机碾压拦阻索时，快速降低支撑板高度，使得拦阻索可以更快下降至更低的高度，使舰载机迅速越过拦阻索，减小机身颠簸，在机轮越过拦阻索后帮助拦阻索迅速回弹，使拦阻索回弹至更高的高度，使拦阻钩挂索成功率提高，保障舰载机安全。
本发明的技术方案为：所述无人机拦阻索抬升装置包括固定支座、抬升组件、弹簧液压缓冲器1和支撑板2；
所述弹簧液压缓冲器1的一端固定安装在固定支座中，另一端则固定连接有滑块7，所述支撑板2水平设在固定支座的上方，并且在支撑板2底面的中心固定连接有固定铰接座，在支撑板2底面的端头处设置与其滑动连接的滑动铰接座8；
所述抬升组件包括中部相互铰接的摇臂5以及撑杆6，所述摇臂5的一端与固定支座的中部铰接，另一端与滑动铰接座8铰接；所述撑杆6的一端与滑块7铰接，另一端与固定铰接座铰接。
进一步的，所述抬升组件和弹簧液压缓冲器1都具有两个，并且沿固定支座的中心对称布置。
进一步的，所述固定支座包括导轨4和固定安装在导轨4端头处的挡板3，所述弹簧液压缓冲器1固定安装在挡板3上，所述滑块7则滑动连接在所述导轨4中。
进一步的，若干绳索抬升装置布置在拦阻索下方，所述导轨4以及支撑板2都与绳索的轴向垂直，所述固定支座埋入甲板内部与甲板固定，埋入深度使导轨4的上表面与甲板上方共面，布置数量受到拦阻索跨度和绳索反弹需求控制。如需绳索反弹高度更加集中，均一性更强，需要适当增加装置间隔，减少装置数量，如需提高绳索弹跳高度、加快弹跳响应、减少稳定用时，则需适当缩小装置间隔，增加装置数量。
进一步的，当无人机机轮碾压拦阻索时，张紧的拦阻索会压迫支撑板，支撑板向下运动，使摇臂与撑杆夹角增大，使滑块沿导轨运动压缩弹簧液压缓冲器；当机轮越过拦阻索后，弹簧液压缓冲器回弹，滑块远离挡板，通过抬升组件抬升支撑板，使支撑板帮助拦阻索快速回弹，恢复拦阻索高度。
本发明为拦阻索提供抬升功能，相比于传统抬索装置，可以使机轮碾压拦阻索使拦阻索下降至更低高度，并在机轮离开拦阻索时帮助拦阻索回弹，加快拦阻索高度回升速度与提高拦阻索回升高度，减小舰载机碾压拦阻索时的机身颠簸，提高舰载机挂索成功率。
本发明工作流程如下：
舰载机降落挂索拦阻前，拦阻索被两端预紧力张紧，拦阻索抬升装置被分布于拦阻索下方，抬升拦阻索，使拦阻索保持离地一定高度，拦阻索位于抬升装置支撑板后端。
当舰载机前机轮碾压拦阻索时，拦阻索由于张力作用，将会向下压迫支撑板，支撑板下压抬升组件，抬升组件撑杆与摇臂夹角增大，使撑杆推动滑块沿导轨向挡板方向运动，压缩弹簧液压缓冲器，使支撑板高度降低，放置在支撑板上方的拦阻索同时降低高度。
当前机轮越过拦阻索后，弹簧液压缓冲器回弹，通过滑块和抬升组件带动支撑板高度升高，使支撑板上方的拦阻索高度升高。
当无人机主机轮接近拦阻索后，会重复前机轮压索过程，由于主机轮所受地面支撑力是前机轮的数倍，拦阻索相比前机轮会被压至地面，支撑板被下压至相比前机轮更低的高度。
当主机轮越过拦阻索后，拦阻索由于自身张力和支撑板抬升的共同作用，会被上扬至一定高度，最后拦阻钩碰撞拦阻索，完成挂索过程。
与现有技术相比，本发明的优点为：
一、针对中大型无人机设计了一种拦阻系统，可以在较短距离内成功拦停中大型无人机，市场很少有相关功能的产品出现，本产品弥补了相关类型产品的空缺。
二、基于为无人机集群作战、协同作战和体系作战需要多种、多质量无人机参与的需求，拦阻系统可以自主适应一定范围内的无人机质量变化，为无人机提供短距降落条件。
三、该拦阻系统加入了主动控制技术，可以在无人机拦阻过程中实时控制拦阻力，使拦阻力变化更加平缓，改善拦阻中后期拦阻力下降的问题，提高拦阻效率。
四、可以在拦阻系统中加入能量回收系统，从而可以回收无人机动能，转化为电能存储至超级电容中，反补拦阻装置能量，节约能源。
附图说明
图1是抬索装置图；
图2是抬索装置结构图；
图3a是抬索装置布置图；
图3b是传统垫高块的布置图；
图4是前机轮压索图；
图5是主机轮压索图；
图6是拦阻钩挂索图；
图7是抬索装置加入前后对比图。
图中标号名称：
1-弹簧液压缓冲器、2-支撑板、3-挡板、4-导轨、5-摇臂、6-撑杆、7-滑块、8-滑动铰接座。
具体实施方式
为能清楚说明本专利的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利进行详细阐述。
本发明从整体上包括固定支座、抬升组件、弹簧液压缓冲器1和支撑板2；其中抬升组件和弹簧液压缓冲器1共有两组，对称布置；
如图1所示，所述固定支座包含导轨4和挡板3，如图2所示，导轨4剖面形状为C逆时针旋转90度，导轨4将凹槽内的滑块7自由度受到导轨4限制，仅能沿导轨4长轴方向滑动，挡板3安装在导轨4两端，用于封闭导轨4；
如图2所示，所述抬升组件包含滑块7、摇臂5、撑杆6；滑块7上方设有铰支座，与撑杆6一端铰接；撑杆6另一端与支撑板2下方中部的铰支座铰接；摇臂5一端与导轨4中部铰支座铰接，另一端与支撑板2外侧铰支座铰接；摇臂5中部与撑杆6中部铰接。
如图1所示，所述弹簧液压缓冲器1一端与挡板3固定，另一端与滑块7固定，挡板3布置在导轨4两端，弹簧液压缓冲器1平行于导轨长轴，当滑块7沿导轨4向挡板3滑动时，会压索弹簧液压缓冲器1；
如图2所示，所述支撑板2截面形状为凸字状旋转180度，上表面平整用于与拦阻索接触，下表面沿平行于截面拉伸方向设置四个铰支座，其中两个为滑动铰接座8，滑动连接在支撑板2两端(具体可在支撑板2上开设滑道，并在滑动铰接座顶面固定设置导向块)，另外两个铰支座为固定铰接座，固定连接在支撑板2中部相邻排布。
如图3所示，若干绳索抬升装置布置在拦阻索下方，导轨4长轴与绳索轴向垂直，抬升装置埋入甲板内部与甲板固定，埋入深度使导轨4上表面与甲板上方共面，布置数量受到拦阻索跨度和绳索反弹需求控制，如需绳索反弹高度更加集中，均一性更强，需要适当增加装置间隔，减少装置数量，如需提高绳索弹跳高度、加快弹跳响应、减少稳定用时，则需适当缩小装置间隔，增加装置数量。
本发明工作流程如下：
舰载机降落挂索拦阻前，拦阻索被两端预紧力张紧，拦阻索抬升装置被分布于拦阻索下方，抬升拦阻索，使拦阻索保持离地一定高度，拦阻索位于抬升装置支撑板2后端。
当舰载机前机轮碾压拦阻索时，拦阻索由于张力作用，将会向下压迫支撑板2，支撑板2下压抬升组件，抬升组件撑杆6与摇臂5夹角增大，使撑杆6推动滑块7沿导轨4向挡板3方向运动，压缩弹簧液压缓冲器1，使支撑板2高度降低，放置在支撑板2上方的拦阻索同时降低高度。
当前机轮越过拦阻索后，弹簧液压缓冲器1回弹，通过滑块7和抬升组件带动支撑板2高度升高，使支撑板2上方的拦阻索高度升高。
当无人机主机轮接近拦阻索后，会重复前机轮压索过程，由于主起落架是主要承力部件，所以主机轮所受地面支反力是前几轮的数倍，因此拦阻索相比前机轮会被压至地面，支撑板2被下压至相比前机轮更低的高度。
当主机轮越过拦阻索后，拦阻索由于自身张力和支撑板2抬升的共同作用，会被上扬至一定高度，最后拦阻钩碰撞拦阻索，完成挂索过程。
进一步的，拦阻仿真结果曲线与拦阻过程对应结果如图4至图6所示，该图中左侧曲线是拦阻索中段高度随时间变化图，图中右侧为对应的无人机状态，为了方便展示，无人机机身和一侧起落架已经被隐去，仅保留起落架和拦阻钩，如图4所示，前机轮首次接触拦阻索时曲线进入第一个向下拐点，前机轮越过绳索后，曲线有所回升；如图5所示，主机轮接触拦阻索时曲线进入第二个拐点，此时拦阻索被压至触地，主机轮越过后再次回升；如图6所示，拦阻钩挂索后，曲线进入第三个拐点，此时拦阻索会被加速抬升。
进一步的，与传统抬索机构的对比如图7所示，可以看出，相较于图3b所示传统的垫高块(垫高块没有下压和复位的功能，垫高块处于固定不动的状态，只能依靠绳索自身的弹性和预紧力来动作)，本案在前起开始压缩后，新式抬索机构相比于传统机构下潜深度更深，对前起影响更小，而主起开始压索时，新式抬索机构绳索被压至62.42mm之后回弹到80.74mm，而传统机构为68.98mm和96.25mm，新式机构相比于传统机构绳索被压至更低而在主起到绳索位置时的回弹高度也更低，对主起影响更小，造成的机内颠簸更加微弱，同时有利于前起与主起的姿态稳定，可以提高无人机挂索瞬间的成功率。绳索触底时间两者基本相同，回弹过程新式抬索机构相比于传统抬索机构更快，新型回弹高度为103.27mm，相比于传统抬索机构82.62mm的回弹高度，提高了25％。
本发明具体实施途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种无人机拦阻索抬升装置，其特征在于，所述无人机拦阻索抬升装置包括固定支座、抬升组件、弹簧液压缓冲器(1)和支撑板(2)；
所述弹簧液压缓冲器(1)的一端固定安装在固定支座中，另一端则固定连接有滑块(7)，所述支撑板(2)水平设在固定支座的上方，并且在支撑板(2)底面的中心固定连接有固定铰接座，在支撑板(2)底面的端头处设置与其滑动连接的滑动铰接座(8)；
所述抬升组件包括中部相互铰接的摇臂(5)以及撑杆(6)，所述摇臂(5)的一端与固定支座的中部铰接，另一端与滑动铰接座铰接(8)；所述撑杆(6)的一端与滑块(7)铰接，另一端与固定铰接座铰接。
2.根据权利要求1所述的一种无人机拦阻索抬升装置，其特征在于，所述抬升组件和弹簧液压缓冲器(1)都具有两个，并且沿固定支座的中心对称布置。
3.根据权利要求1所述的一种无人机拦阻索抬升装置，其特征在于，所述固定支座包括导轨(4)和固定安装在导轨(4)端头处的挡板(3)，所述弹簧液压缓冲器(1)固定安装在挡板(3)上，所述滑块(7)则滑动连接在所述导轨(4)中。
4.根据权利要求1所述的一种无人机拦阻索抬升装置，其特征在于，若干绳索抬升装置布置在拦阻索下方，所述导轨(4)以及支撑板(2)都与绳索的轴向垂直，所述固定支座埋入甲板内部与甲板固定，埋入深度使导轨(4)的上表面与甲板上方共面，布置数量受到拦阻索跨度和绳索反弹需求控制。
5.根据权利要求1所述的一种无人机拦阻索抬升装置，其特征在于，当无人机机轮碾压拦阻索时，张紧的拦阻索会压迫支撑板，支撑板向下运动，使摇臂与撑杆夹角增大，使滑块沿导轨运动压缩弹簧液压缓冲器；当机轮越过拦阻索后，弹簧液压缓冲器回弹，滑块远离挡板，通过抬升组件抬升支撑板，使支撑板帮助拦阻索快速回弹，恢复拦阻索高度。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117073957A (zh) * | 2023-10-13 | 2023-11-17 | 中国飞机强度研究所 | 一种舰载飞机载荷测量与舰面特性模拟装置及方法 |
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2023
- 2023-03-22 CN CN202310284575.XA patent/CN116461738A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN117073957A (zh) * | 2023-10-13 | 2023-11-17 | 中国飞机强度研究所 | 一种舰载飞机载荷测量与舰面特性模拟装置及方法 |
| CN117073957B (zh) * | 2023-10-13 | 2024-01-09 | 中国飞机强度研究所 | 一种舰载飞机载荷测量与舰面特性模拟装置及方法 |
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Legal Events
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