CN204021258U - 便携式无人机弹射器 - Google Patents

Abstract

本实用新型便携式无人机弹射器，包括前安装座、后安装座、上端铰接在前安装座上的前支撑脚、装在前安装座上的滑轮、上端铰接在后安装座上的后支撑脚、装在后安装座上的铰盘、两端装在前、后安装座上的由数段分导轨组成的导轨，装在导轨上的带板机和牵引钩的滑车、装在滑车上的托架，缠绕在铰盘轴上的弹射绳的一端固定在铰盘轴上而另一端穿过导轨、绕过滑轮与滑车牵引钩连接，导轨中的相邻分导轨通过插销滑动连接或通过弹性件连接，在导轨的前端装有斜面制动装置。本实用新型能大大减轻整体重量，减小体积，成本低廉，使用更加方便，易于携带和运输。

Description

便携式无人机弹射器

技术领域：

  本实用新型与用于无人机、航模、FPV(第一人称飞行运动)的便携式无人机弹射器有关。

背景技术：

   无人机是用机载控制器（一种计算机控制装置）取代人工来控制飞行的飞行器，可以用于航拍、测绘、救灾、交通观测、气象、森林防火、市政、通讯、娱乐等，有很好的行业前景。按布局结构，无人机大致分为直升机、固定翼、多轴飞行器等几类。其中固定翼飞机的起飞方式较为特殊，它需要从静止加速到一定速度后才能进入正常飞行状态，通常采用滑跑起飞或弹射起飞方式。滑跑起飞就是飞机利用自身起落架在跑道上滑行加速到起飞速度后起飞；弹射起飞是用专门设计的机械装置将飞机在短时间内加速到起飞速度，让飞机能进入正常飞行状态。这种用于固定翼无人机起飞用的机械装置称为“弹射器”。

   弹射器通常由下列几部分组成：⑴导轨⑵滑车⑶托架⑷加速装置⑸释放机构(扳机)⑹停止装置（阻挡机构）⑺支撑机构。其作用如下：

⑴导轨：固定滑车并使其可以做直线运动，可以采用单轨或双轨

⑵滑车：它可以沿着导轨做直线运动，其上装有飞机托架

⑶托架：用于将飞机固定在滑车之上，使得当滑车加速时能带动飞机做加速运动

⑷加速装置：用来将滑车、托架、飞机组成的组合进行加速，最终使得飞机能以起飞速度运动。可以采用弹力绳、气泵、直线电机等实现

⑸释放机构(扳机)：用于控制弹射过程的开始，其作用类似于枪的扳机

⑹停止装置（阻挡机构）：在飞机托架与飞机机体分离后，将高速运动的滑车-托架组合停止的机构

⑺支撑机构：用于将整个装置支撑在地面上，保证其放置稳固

弹射作业过程：准备弹射时，先将滑车-托架-飞机组合置于弹射架尾端，并用触发机构锁紧，使之无法移动；然后将加速装置储能（如果使用弹力绳，用绞盘机构使之绷紧；如果使用气泵，则进行充气；使用电磁加速器的超大型弹射装置则进行充电）。开始弹射时，触发释放机构，滑车-托架-飞机组合于是在加速装置作用下沿着导轨迅猛加速。当它们运动到导轨末端时，飞机与托架分离。然后滑车-托架组合在导轨末端碰触停止装置停止运动，此时飞机已达到起飞速度，进入正常飞行状态。相对于滑跑起飞，弹射器导轨很短，因此要达到同样的起飞速度，弹射器必须使得飞机有很大的加速度，这就使得加速装置必须有很大的功率，也就使得弹射器的各个部件必须在短时间内承受很大的作用力，所以，弹射器的部件对强度有很高的要求。

  在这个过程的末段，滑车-托架装置的运动速度必须达到或超过飞机的起飞速度，飞机才能正常起飞，通常可以达到50～150km/h。然而由于体积和重量的限制，导轨长度也受限，因此必须让滑车-托架迅速停止运动，所以停止装置会受到滑车的猛烈撞击。这个剧烈的冲击力最终会传递到弹射架的各个部件上，所以弹射架上的各个部件都必须有很高的强度，才能保证不至损坏和保证耐用性。由于运输方面的限制，导轨基本上都设计成分段式的，在使用的时候用螺栓、卡勾、插销等方式牢固连接起来，形成一个强度很好的整体结构；使用完毕后又拆卸成部件，以便运输。

出于上述原因，传统弹射架整体必须用高强度材料制作，连接部件也必须有很高强度，组装时各部件也必须严格锁紧。所以其体积和重量都较大，组装和拆卸也费时费力。一般弹射5公斤重的无人机，其弹射架往往会重达25～50公斤，弹射架-无人机的重量比达到5～10左右，通常需要一辆微型货车来运输。弹射50公斤重无人机的弹射架，甚至需要一辆卡车来运输。开始作业和作业结束后的拆卸也相当麻烦，组装和拆卸均需1～2人耗时30分钟～1个小时。弹射架的材料和加工费也相对高昂。因此，弹射作业限制了固定翼无人机的推广使用。

实用新型内容：

本实用新型的目的是为了克服以上不足，提供一种能大大减轻整体重量、减小体积、成本低廉，使用更加方便，易于携带和运输的便携式无人机弹射器。

本实用新型的目的是这样来实现的：

本实用新型便携式无人机弹射器，包括前安装座、后安装座、上端铰接在前安装座上的前支撑脚、装在前安装座上的滑轮、上端铰接在后安装座上的后支撑脚、装在后安装座上的铰盘、两端装在前、后安装座上的由数段分导轨组成的导轨，装在导轨上的带板机和牵引钩的滑车、装在滑车上的托架，缠绕在铰盘轴上的弹射绳的一端固定在铰盘轴上而另一端穿过导轨、绕过滑轮与滑车牵引钩连接，导轨中的相邻分导轨通过插销滑动连接或通过弹性件连接，在导轨的前端装有斜面制动装置，制造材料可采用铝型材或工程塑料，降低了加工难度和费用，同时减轻重量，分段导轨采用摩擦或弹性连接方式意味着分段结构之间可以相对自由地运动，可以在外力作用下做弹性运动或自由解体，这种连接的作用在于在结构解体或弹性运动过程中会消耗能量，于是冲击动能就可以通过这种连接进行耗散，避免对部件造成损坏，重量和尺寸都至少缩减至传统方案的一半以上。弹射5kg重的无人机，其弹射架可以做到12kg左右，仅用一个登山背包即可装下并单人背负，导轨前端加入斜面制动器、为滑车提供近似的恒摩擦力制动，使得滑车从开始减速到停止整个过程中，对构架的冲击力近似恒定，从而限制了最大冲击力，并且在这个恒力限制下，实现了最短的制动距离，从而节约了导轨长度，如此一来，滑车对构架的冲击力不会超过设定的数值，因此不会造成部件的损坏，即使在超限使用条件下，剩余的冲击动能也会通过结构解体来释放，使用完毕后，斜面制动装置的摩擦斜面对滑车的摩擦力变为零摩擦，可以轻松将滑车退出制动装置，预备下次作业或收纳，前后支撑脚、托架、绞盘等都为折叠式，便于携带和运输，使得整体可以在最小体积状态下运输。

上述的斜面制动装置中有后端铰接在导轨上的带与导轨相配合的摩擦面的斜面制动件，压簧挡板装在斜面制动件前端上，在前安装座上相对斜面制动件的前部装有穿过斜面制动件和压簧挡板与螺栓螺纹配合的导向柱，导向柱与斜面制动件和压簧挡板滑动配合，导向柱上装有压簧，导轨的两侧上分别铰接有退车手柄，退车手柄通过拉杆与斜面制动件对应侧连接。

上述的导轨上位于退车手柄的后面依次固定有停车固定片、停车滑动片，停车固定片与停车滑动片间装有弹性缓冲垫，可采用缓冲弹簧或橡胶垫。

上述的相邻分导轨间通过插销滑动连接，在相邻分导轨内分别装有阻拦螺栓，其中一个分导轨端面有夹持凹槽，分导轨上有夹持凹槽，以便在插销没入分导轨时、可以握住插销将其从分导轨内抽出，采用阻挡螺栓以防止插销进入导轨过深无法抽出，此种结构适宜非管状导轨时用。

上述的相邻分导轨对应位置上分别装有固定件，弹簧两端分别装在对应固定件上，在负荷较大时，加装缓冲弹簧。

本实用新型弹射器可分段装入运输包装中，使用时，只需将分段部件从运输包装中取出，将各部件插入、折叠部件展开，整个弹射器作业准备便完成。使用完毕后部件抽离、折叠，也耗费等同时间，均只需数分钟便可完成。

本实用新型工作时，首先将滑车放置于导轨后端并用板机锁上，将飞机放置于托架上，摇动绞盘收紧弹射绳。弹射时，按下板机，此时滑车、托架及托架上的飞机在弹射绳张力下沿导轨迅猛加速。当上述机构运动到导轨末端时，滑车进入斜面制动装置，受其阻力开始减速。此时，滑车速度开始小于飞机速度，于是飞机便和托架分离，进入正常飞行状态。而滑车在斜面制动装置作用下停止运动。滑车的动能通过斜面制动装置传递给导轨，导致分段导轨解体。因为导轨解体时会吸收能量，故高速运动的滑车不会导致部件损坏。作业完毕压下退车手柄，此时制动装置斜面失去对滑车的制动力，于是可以轻松将滑车制动装置，预备下次作业。

本实用新型具有如下优点：

1，减轻了整体重量，减小了体积：本实用新型结构使得用轻型铝型材和塑料来制造弹射器部件成为可能。

2，使用更加方便，易用性大大提高：插销式结构取消了螺栓、卡钩等复杂机构，组装和拆卸只需简单动作，使用极为快速。

3，更加易于携带和运输：体积和重量的减小，外加折叠机构的采用，使得运输和携带更容易

4，制造难度和成本更低：部件和机构的简化，以及采用更廉价的材料，使得制造更加容易，成本低廉。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图。

图2为斜面制动器结构示意图。

图3为图2的A—A剖面图。

图4为图2的B—B剖面图。

图5为退车手柄、斜面制动件位置图。

图6为退车手柄工作图。

图7为滑车进入斜面制动器前、制动器斜面制动件在弹簧经用下处于张开状态图。

图8为滑车进入斜面制动器后，制动器斜面制动年压缩图。

图9为相邻分导轨间插销连接示意图。

图10为相邻导轨间弹簧连接示意图。

具体实施方式：

 参见图1～图10，本实施例便携式无人机弹射器，包括前安装座1，后安装座2，上端铰接在前安装座上的前支撑脚3，装在前安装座上的滑轮4，上端铰接装在后安装座上的后支撑脚5，通过螺栓装在后安装座上的铰盘6，两端装在前、后安装座上的由数段分导轨7组成的导轨8。装在导轨上的带板机9和牵引钩10的滑车11，装在滑车上的托架12。缠绕在铰盘轴上的弹射绳13的一端固定在铰盘轴上而另一端穿过导轨、绕过滑轮与滑车牵引钩连接。在导轨的前端装有斜面制动装置14。参见图1，飞机31装在托架上。

参见图2～图6，斜面制动装置中有后端通过转动轴20铰接在导轨上的带与导轨相配合的摩擦面的斜面制动件15。压簧挡板16通过螺栓与斜面制动件前端连接。在前安装座上相对斜面制动件的前部装有顶部穿过斜面制动件和压簧挡板的导向柱17。导向柱与斜面制动件和压簧挡板滑动配合。导向柱上装有压簧18。导轨的两侧上分别铰接有退车手柄19。退车手柄通过拉杆21与斜面制动件对应侧上的拉钩22连接。参见图5，压下退车手柄，此时斜面制动件的摩擦面紧贴导轨，斜面制动件失去对滑车的摩擦力，将滑车退出斜面制动器，预备下次作业。

参见图6，在导轨上位于退车手柄的后面依次固定有停车固定片23、停车滑动片24，停车固定片与停车滑动片间装有缓冲弹簧25。

参见图7，滑车进入斜面制动器前，制动器斜面制动件15在压簧18作用下处于张开状态。

参见图8，滑车进入斜面制动器后，制动器斜面制动件15被滑车压缩，斜面制动件在压簧推动下给滑车提供制动阻力。滑车进入制动器位置越深，压簧压缩越大，滑车所受摩擦力近似恒定。

参见图9，相邻分导轨间通过插销26滑动连接。在相邻分导轨内分别装有阻拦螺栓27，其中一个分导轨端面有夹持凹槽28。图9中L为插销长度。

参见图10，相邻分导轨对应位置上分别装有固定件29，弹簧30两端分别装在对应固定件上。

Claims (5)

1.便携式无人机弹射器，其特征在于包括前安装座、后安装座、上端铰接在前安装座上的前支撑脚、装在前安装座上的滑轮、上端铰接在后安装座上的后支撑脚、装在后安装座上的铰盘、两端装在前、后安装座上的由数段分导轨组成的导轨，装在导轨上的带板机和牵引钩的滑车、装在滑车上的托架，缠绕在铰盘轴上的弹射绳的一端固定在铰盘轴上而另一端穿过导轨、绕过滑轮与滑车牵引钩连接，导轨中的相邻分导轨通过插销滑动连接或通过弹性件连接，在导轨的前端装有斜面制动装置。

2.如权利要求1所述的便携式无人机弹射器，其特征在于斜面制动装置中有后端铰接在导轨上的带与导轨相配合的摩擦面的斜面制动件，压簧挡板装在斜面制动件前端上，在前安装座上相对斜面制动件的前部装有顶部穿过斜面制动件和压簧挡板的导向柱，导向柱与斜面制动件和压簧挡板滑动配合，导向柱上装有压簧，导轨的两侧上分别铰接有退车手柄，退车手柄通过拉杆与斜面制动件对应侧连接。

3.如权利要求2所述的便携式无人机弹射器，其特征在于在导轨上位于退车手柄的后面依次固定有停车固定片、停车滑动片，停车固定片与停车滑动片间装有弹性缓冲垫。

4.如权利要求1～3之一所述的便携式无人机弹射器，其特征在于相邻分导轨间通过插销滑动连接，在相邻分导轨内分别装有阻拦螺栓，其中一个分导轨端面有夹持凹槽。

5.如权利要求1～3之一所述的便携式无人机弹射器，其特征在于弹性件为弹簧，相邻分导轨对应位置上分别装有固定件，弹簧两端分别装在对应固定件上。