CN117302597A - 一种固定翼无人机发射适配器及其优化设计方法 - Google Patents

一种固定翼无人机发射适配器及其优化设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种固定翼无人机发射适配器及其优化设计方法，适配器包括对应扣合在无人机上下侧的上适配器和下适配器，无人机的上侧设有两个间隔分布的上定位孔以及抵住上适配器后端的上挡块，无人机的下侧设有两个间隔分布的下定位孔以及抵住下适配器后端的下挡块，上适配器上设有与上定位孔配合的上定位销，上适配器的前端还设有顶压在无人机上的上分离片簧，下适配器上设有与下定位孔配合的下定位销，下适配器的前半部还设有顶压在无人机上的下分离片簧，其具有结构简单、成本低廉、安全可靠、适应性强的优点；方法具有流程简单、设计效率高的优点。

Description

一种固定翼无人机发射适配器及其优化设计方法
技术领域
本发明涉及一种适配器，具体涉及一种用于固定翼无人机发射的适配器以及该适配器的优化设计方法。
背景技术
随着科技发展无人机得到了广泛应用。对于折翼无人机而言因其结构设计通常采用中心对称分布方式，发射时只需在发射箱中设置弹射机构即可将其顺利弹出。而对于固定翼无人机来说，因其外形较为复杂，传统的折翼无人机发射方式无法满足要求，需在固定翼无人机和发射箱之间设置专门的适配器，以使固定翼无人机可从发射箱中顺利弹出，并通过适配器与发射箱之间的导向机构使固定翼无人机保持稳定的姿态。但目前本领域还没有相关的技术或设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种固定翼无人机发射适配器及其优化设计方法，适配器具有结构简单、成本低廉、安全可靠、适应性强的优点；方法具有流程简单、设计效率高的优点。
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种固定翼无人机发射适配器，包括对应扣合在无人机上下侧的上适配器和下适配器，所述无人机的上侧设有两个间隔分布的上定位孔以及抵住上适配器后端的上挡块，无人机的下侧设有两个间隔分布的下定位孔以及抵住下适配器后端的下挡块，所述上适配器上设有与上定位孔配合的上定位销，上适配器的前端还设有顶压在无人机上的上分离片簧，所述下适配器上设有与下定位孔配合的下定位销，下适配器的前半部还设有顶压在无人机上的下分离片簧。
进一步的，本发明一种固定翼无人机发射适配器，其中，所述上适配器、下适配器、上挡块和下挡块均设有与无人机匹配的弧度。
进一步的，本发明一种固定翼无人机发射适配器，其中，所述上挡块和下挡块的高度为h，h＝20～30mm。
进一步的，本发明一种固定翼无人机发射适配器，其中，所述上定位销和下定位销的直径为d1，d1＝14～15mm，所述上定位孔和下定位孔的直径为d2，d2－d1＝0.5～1mm。
基于同一构思，本发明还提供了一种固定翼无人机发射适配器的优化设计方法，包括以下步骤：
S1、采用动力学仿真软件，为无人机、上适配器和下适配器建立模型；
S2、根据无人机对上适配器的定位要求，设置上挡块的高度和上定位孔的直径，并根据上定位孔的直径设置上定位销的直径；
S3、根据无人机的弹射出仓速度和距离，模拟分析上适配器的分离姿态，当上适配器的分离姿态不满足安全要求时，逐步增大上挡块的高度以及上定位孔与上定位销之间的配合间隙，直至上适配器的分离姿态满足安全要求；
S4、根据上挡块、上定位孔和上定位销的参数，对应设置下挡块、下定位孔和下定位销；
所述上适配器的分离姿态不满足安全要求是指，上适配器分离后的运动轨迹会碰到无人机或发射箱。
进一步的，本发明一种固定翼无人机发射适配器的优化设计方法，在步骤S3中，所述逐步增大上定位孔与上定位销之间的配合间隙，是通过逐步增大上定位孔的直径或/和逐步减小上定位销的直径实现的。
本发明一种固定翼无人机发射适配器及其优化设计方法与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过设置对应扣合在无人机上下侧的上适配器和下适配器，在无人机的上侧设置两个间隔分布的上定位孔以及抵住上适配器后端的上挡块，在无人机的下侧设置两个间隔分布的下定位孔以及抵住下适配器后端的下挡块，其中，上适配器上设有与上定位孔配合的上定位销，上适配器的前端设有顶压在无人机上的上分离片簧，下适配器上设有与下定位孔配合的下定位销，下适配器的前半部设有顶压在无人机上的下分离片簧。由此就构成了一种结构简单、成本低廉、安全可靠、适应性强的固定翼无人机发射适配器，在实际应用中，无人机及适配器处于发射箱中时，上分离片簧和下分离片簧均具有一定的预紧力，当无人机及适配器逐步从发射箱中弹出时，在上分离片簧和下分离片簧的作用下，上适配器和下适配器的前端会先翘起，并在风阻的作用下逐步从无人机上分离，在上述过程中通过适配器与发射箱之间的导向机构使无人机保持了稳定的姿态，保证了无人机发射的安全可靠性。本发明提供的适配器优化设计方法具有流程简单、设计效率高的优点。
下面结合附图所示具体实施方式对本发明一种固定翼无人机发射适配器及其优化设计方法作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明一种固定翼无人机发射适配器的剖视图；
图2至图5为本发明一种固定翼无人机发射适配器的分离过程示意图。
具体实施方式
首先需要说明的，本发明中所述的上、下、左、右、前、后等方位词只是根据附图进行的描述，以便于理解，并非对本发明的技术方案及请求保护范围进行的限制。
如图1至图5所示本发明一种固定翼无人机发射适配器的具体实施方式，包括对应扣合在无人机1上下侧的上适配器2和下适配器3。在无人机1的上侧设置两个间隔分布的上定位孔11以及抵住上适配器2后端的上挡块12，在无人机1的下侧设置两个间隔分布的下定位孔13以及抵住下适配器3后端的下挡块14。在上适配器2上设置与上定位孔11配合的上定位销21，并在上适配器2的前端设置顶压在无人机1上的上分离片簧22。在下适配器3上设置与下定位孔13配合的下定位销31，并在下适配器3的前半部设置顶压在无人机1上的下分离片簧32。
通过以上结构设置就构成了一种结构简单、成本低廉、安全可靠、适应性强的固定翼无人机发射适配器，在实际应用中，无人机1及适配器(上适配器2和下适配器3)处于发射箱中时，上分离片簧22和下分离片簧32均具有一定的预紧力，当无人机1及适配器(上适配器2和下适配器3)逐步从发射箱中弹出时，在上分离片簧22和下分离片簧32的作用下，上适配器2和下适配器3的前端会先翘起，并在风阻的作用下逐步从无人机1上分离，在上述过程中通过适配器(上适配器2和下适配器3)与发射箱之间的导向机构使无人机1保持了稳定的姿态，保证了无人机1发射的安全可靠性。需要说明的是，除背景技术部分中的“折翼无人机”外，本文本中的“无人机”与“固定翼无人机”应作相同概念理解。
作为具体实施方式，为提高匹配度和结合的紧密性，本发明使上适配器2、下适配器3、上挡块12和下挡块14均设置了与无人机1匹配的弧度。为保证安全性，避免上适配器2分离后碰到无人机1和发射箱，本发明通常将上挡块12的高度设为h，并使h＝20～30mm；同时，将上定位销21的直径设为d1，并使d1＝14～15mm，将上定位孔11的直径设为d2，并使d2－d1＝0.5～1mm。因下适配器3处于无人机1的下侧，下适配器3分离后在自重作用下不会碰无人机1和发射箱，为减化结构设计，本发明通常使下挡块14、下定位销31和下定位孔13对应按上挡块12、上定位销21和上定位孔11的参数设计。
基于同一构思，本发明还提供了一种固定翼无人机发射适配器的优化设计方法，包括以下步骤：
S1、采用动力学仿真软件，为无人机1、上适配器2和下适配器3建立模型。
S2、根据无人机1对上适配器2的定位要求，设置上挡块12的高度和上定位孔11的直径，并根据上定位孔11的直径设置上定位销21的直径。
S3、根据无人机1的弹射出仓速度和距离，模拟分析上适配器2的分离姿态，当上适配器2的分离姿态不满足安全要求时，逐步增大上挡块12的高度以及上定位孔11与上定位销21之间的配合间隙，直至上适配器2的分离姿态满足安全要求。
根据上适配器2的分离特性，上挡块12越高，上适配器2的分离高度越大，离无人机1的距离越安全，但上挡块12高度的增加会延缓上适配器2的分离速度，通过增大上定位孔11与上定位销21之间的配合间隙可加快上适配器2分离速度，从而实现了控制上适配器2分离后运动轨迹的技术目的，以免碰到无人机1和发射箱，保证了安全性。
S4、根据上挡块12、上定位孔11和上定位销21的参数，对应设置下挡块14、下定位孔13和下定位销31。
所述上适配器2的分离姿态不满足安全要求是指，上适配器2分离后的运动轨迹会碰到无人机1或发射箱。
本发明提供的提供了一种固定翼无人机发射适配器的优化设计方法，具有流程简单、设计效率高、安全可靠的优点。
在步骤S3中，所述逐步增大上定位孔11与上定位销21之间的配合间隙，是通过逐步增大上定位孔11的直径或/和逐步减小上定位销21的直径实现的。上述动力学仿真软件可采用ADAMS等多种类型。
以上实施例仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明请求保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域技术人员依据本发明的技术方案做出的各种变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种固定翼无人机发射适配器，其特征在于，包括对应扣合在无人机(1)上下侧的上适配器(2)和下适配器(3)，所述无人机(1)的上侧设有两个间隔分布的上定位孔(11)以及抵住上适配器(2)后端的上挡块(12)，无人机(1)的下侧设有两个间隔分布的下定位孔(13)以及抵住下适配器(3)后端的下挡块(14)，所述上适配器(2)上设有与上定位孔(11)配合的上定位销(21)，上适配器(2)的前端还设有顶压在无人机(1)上的上分离片簧(22)，所述下适配器(3)上设有与下定位孔(13)配合的下定位销(31)，下适配器(3)的前半部还设有顶压在无人机(1)上的下分离片簧(32)。
2.根据权利要求1所述的一种固定翼无人机发射适配器，其特征在于，所述上适配器(2)、下适配器(3)、上挡块(12)和下挡块(14)均设有与无人机(1)匹配的弧度。
3.根据权利要求2所述的一种固定翼无人机发射适配器，其特征在于，所述上挡块(12)和下挡块(14)的高度为h，h＝20～30mm。
4.根据权利要求3所述的一种固定翼无人机发射适配器，其特征在于，所述上定位销(21)和下定位销(31)的直径为d1，d1＝14～15mm，所述上定位孔(11)和下定位孔(13)的直径为d2，d2－d1＝0.5～1mm。
5.一种权利要求4所述适配器的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用动力学仿真软件，为无人机(1)、上适配器(2)和下适配器(3)建立模型；
S2、根据无人机(1)对上适配器(2)的定位要求，设置上挡块(12)的高度和上定位孔(11)的直径，并根据上定位孔(11)的直径设置上定位销(21)的直径；
S3、根据无人机(1)的弹射出仓速度和距离，模拟分析上适配器(2)的分离姿态，当上适配器(2)的分离姿态不满足安全要求时，逐步增大上挡块(12)的高度以及上定位孔(11)与上定位销(21)之间的配合间隙，直至上适配器(2)的分离姿态满足安全要求；
S4、根据上挡块(12)、上定位孔(11)和上定位销(21)的参数，对应设置下挡块(14)、下定位孔(13)和下定位销(31)；
所述上适配器(2)的分离姿态不满足安全要求是指，上适配器(2)分离后的运动轨迹会碰到无人机(1)或发射箱。
6.根据权利要求5所述的优化设计方法，其特征在于，在步骤S3中，所述逐步增大上定位孔(11)与上定位销(21)之间的配合间隙，是通过逐步增大上定位孔(11)的直径或/和逐步减小上定位销(21)的直径实现的。
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