CN205366099U - 一种无人机液压弹射系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型无人机液压弹射系统包括液压驱动部分、液压蓄能部分、液压启动部分、液压缓冲部分、液压制动部分和液压油槽以及用于各部分之间连接的液压管路；液压驱动部分包括电机、变量泵和液压马达及电液换向阀；蓄能部分包括蓄能器、电磁溢流阀和压力表；液压启动部分包括启动液压缸及电液换向阀；液压缓冲部分包括缓冲液压缸及电液换向阀；液压制动部分包括制动液压缸及电液换向阀；蓄能器同时与液压马达串联，在蓄能器与液压马达之间的液压管路上同时串联有控制阀组；液压马达上同时设有制动阀组和充液阀；控制阀组同时与制动阀组连接。本实用新型驱动力强，缓冲制动迅速，性能稳定、可靠，适应于不同无人机起飞重量和起飞速度的使用要求。

Description

一种无人机液压弹射系统

技术领域

本实用新型属于无人机发射技术领域，特别是涉及一种无人机液压弹射系统。

背景技术

无人驾驶飞机简称无人机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。由于其具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点，备受世界各国军队的青睐，被广泛应用在军事领域中。此外，目前世界各国都在积极拓展民用无人机的应用范围，在电力、通信、气象、农林、海洋、勘探等领域应用无人机的技术效果和经济效果都非常被看好。

随着无人机在社会各领域中的广泛应用，与之相配套的发射装置也得到了充分的发展，在无人机的整个工作过程中，发射阶段往往被认为是最困难、最重要的阶段之一，目前国内外对无人机的发射起飞作了大量的研究和尝试，并取得了一定的成果。无人机的发射方式众多，如手抛、机载投放、车载发射、弹射、火箭助推发射等。其中滑跑起飞发射设备简单可靠、加速的过载小、成本低，但对环境要求苛刻、机动灵活性差；电磁弹射燃气弹射只在少数发达国家有所研究，国内尚无研究；弹力弹射只适用于轻小型无人机；火箭助推发射占地面积小、前期投入低、受环境影响小、适应性较好，但是涉及火工品的贮存、运输和使用、安全隐患大、应用范围窄；气液压弹射安全隐蔽性好、经济性好、适应性好、可连续多次使用。

据相关资料调研得知，火箭助推发射是目前最常用的无人机发射方式，而无人机液压弹射起飞方式是近年来国际上出现的一种先进的无人机发射方式，与前者相比，具有安全隐蔽性好、经济性好、适应性好等优点，不会产生光、声、热、烟雾等信号，便于起飞场地的隐蔽，不存在火控器材的存储、运输和管理问题，且每次进行无人机发射时消耗性器材及支援保障的费用较低。液压弹射起飞装置可安装于运载车上，便于机动作战和运输转移，由此装置又具有很好的机动灵活性。

通过综合分析各发射方式的优缺点、结合当前我国的技术发展水平，研究设计一种驱动力强、缓冲制动有效，能够适应于不同无人机起飞重量和起飞速度的使用要求的弹射液压系统，具有十分重要的意义。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，而提供一种驱动力强、缓冲制动有效，能够适应于不同无人机起飞重量和起飞速度的使用要求的无人机液压弹射系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

设计一种无人机液压弹射系统，包括液压驱动部分、液压蓄能部分、液压启动部分、液压缓冲部分、液压制动部分和液压油槽以及用于各部分之间连接的液压管路；其中，液压驱动部分包括电机、变量泵和液压马达，变量泵与液压马达之间的液压管路上串联有电液换向阀；

蓄能部分包括蓄能器，该蓄能器与变量泵串联，在蓄能器与变量泵之间的液压管路上同时串联有电磁溢流阀和压力表；

液压启动部分包括启动液压缸，该启动液压缸与变量泵串联，在启动液压缸与变量泵之间的液压管路上同时串联有电液换向阀；

液压缓冲部分包括缓冲液压缸，该缓冲液压缸与变量泵串联，在缓冲液压缸与变量泵之间的液压管路上同时串联有电液换向阀；

液压制动部分包括制动液压缸，该制动液压缸与变量泵串联，在制动液压缸与变量泵之间的液压管路上同时串联有电液换向阀；

所述蓄能器同时与液压马达串联，在蓄能器与液压马达之间的液压管路上同时串联有控制阀组；

所述液压马达上同时设有制动阀组和充液阀；控制阀组同时与制动阀组连接；充液阀同时分别和控制阀组、与制动液压缸串联的电液换向阀相连接；制动阀组中含有时间继电器。

优选地，在上述无人机液压弹射系统中，所述液压管路包括液压主管路和液压支管路，其中变量泵安装在液压主管路上，液压马达、蓄能器、启动液压缸、缓冲液压缸和制动液压缸分别并行安装在液压支管路上。

优选地，在上述无人机液压弹射系统中，所述变量泵的进油口和出油口所在的液压主管路上分别设有过滤器。

优选地，在上述无人机液压弹射系统中，所述在蓄能器与变量泵之间的液压支管路上同时串联有单向阀，其中单向阀的进油口与变量泵的出油口相连，单向阀的出油口与蓄能器的进油口相连。

优选地，在上述无人机液压弹射系统中，所述缓冲液压缸进油口所在的液压支管路上同时设有节流口，该节流口与液压油槽之间串联有单向阀，其中单向阀的进油口与节流口连通，单向阀的出油口与液压油槽连通。

优选地，在上述无人机液压弹射系统中，所述液压马达有多个，且并联在一起。

优选地，在上述无人机液压弹射系统中，所述蓄能器有多个，且并联在一起。

优选地，在上述无人机液压弹射系统中，所述电磁溢流阀为先导式电磁溢流阀。

优选地，在上述无人机液压弹射系统中，所述启动液压缸所在的液压支管路上安装的电液换向阀为两位三通电液换向阀；所述制动液压缸所在的液压支管路上安装的电液换向阀为两位四通电液换向阀。

优选地，在上述无人机液压弹射系统中，所述液压马达和缓冲液压缸所在的液压支管路上安装的电液换向阀为三位四通电液换向阀。

优选地，在上述无人机液压弹射系统中，所述启动液压缸、缓冲液压缸和制动液压缸分别为高速液压缸。

本实用新型的工作原理：

本实用新型无人机液压弹射系统的工作原理是为无人机弹射提供动力，驱动弹射载体装载的无人机在弹射架上进行加速至安全起飞速度，当弹射载体与无人机一起运动的速度达到起飞速度时，切断动力源，弹射载体被缓冲吸能系统阻挡而急剧减速，而无人机则在惯性和发动机推力的作用下以起飞速度从弹射载体上分离起飞。

本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型无人机液压弹射系统作为无人机发射装置的核心部分，能够为无人机发射提供充足的动力；其中蓄能器可瞬时释放大量的高压油，可以使无人机瞬时达到较大的起飞速度。整个液压驱动系统主要分为五个阶段：蓄能器充压、高压油瞬时释放启动、弹射、缓冲制动和活塞返程。蓄能器充压时，电磁溢流阀通电，变量泵对蓄能器进行充油，待其达到规定的充油压力后，电磁溢流阀断电，泵卸荷；高压油瞬时释放启动，启动液压缸工作；弹射时，蓄能器和变量泵中的油液共同驱动液压马达，液压马达通过钢丝绳带动拖载小车及无人机高速运动，当拖载小车到达导轨顶端时，拖载小车开始减速缓冲，无人机则迅速脱离拖载小车起飞；拖载小车返回时，马达反向转动，通过钢丝绳带动拖载小车返回到原处。整个过程采用蓄能器和变量泵共同驱动液压马达，驱动力强；缓冲制动方面，除了采用液压缸缓冲制动外，同时采用液压动力系统及液压制动器来对绳轮进行制动，缓冲制动迅速；而且，整体性能稳定、可靠，管路布局紧凑、合理，可以适应于不同无人机起飞重量和起飞速度的使用要求。因而，适于推广实施。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型无人机液压弹射系统的原理图；

图2为本实用新型无人机液压弹射系统的工作流程图；

图中序号：1、电机，2、变量泵，3、先导式电磁溢流阀，4、压力表，5、6、7、18、电磁换向阀，8、自制节流口，9、19、单向阀，10、自制缓冲液压缸，11、自制启动液压缸，12、自制制动液压缸，13、蓄能器，14、控制阀组，15、液压马达，16、制动阀组，17、充液阀，20、过滤器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然所描述的实施例仅为本实用新型示意性的部分具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本实用新型构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

参见图1，图中，本实用新型无人机液压弹射系统，包括液压驱动部分、液压蓄能部分、液压启动部分、液压缓冲部分、液压制动部分和液压油槽以及用于各部分之间连接的液压管路；其中，液压驱动部分包括电机1、变量泵2和液压马达15，变量泵与液压马达之间的液压管路上串联有电液换向阀18；蓄能部分包括蓄能器13，该蓄能器与变量泵串联，在蓄能器与变量泵之间的液压管路上同时串联有电磁溢流阀3和压力表4；液压启动部分包括启动液压缸11，该启动液压缸与变量泵串联，在启动液压缸与变量泵之间的液压管路上同时串联有电液换向阀6；液压缓冲部分包括缓冲液压缸10，该缓冲液压缸与变量泵串联，在缓冲液压缸与变量泵之间的液压管路上同时串联有电液换向阀7；液压制动部分包括制动液压缸12，该制动液压缸与变量泵串联，在制动液压缸与变量泵之间的液压管路上同时串联有电液换向阀5；所述蓄能器同时与液压马达串联，在蓄能器与液压马达之间的液压管路上同时串联有控制阀组14；所述液压马达上同时设有制动阀组16和充液阀17；控制阀组同时与制动阀组连接；充液阀同时分别和控制阀组、与制动液压缸串联的电液换向阀相连接；制动阀组中含有时间继电器。

参见图2，整个液压系统的工作流程主要分为五个阶段：即蓄能器充压、高压油瞬时释放启动、弹射、缓冲制动和活塞返程。蓄能器充压时，电磁溢流阀3通电，变量泵2通过单向阀19对蓄能器13进行充油，待其达到规定的充油压力后，电磁溢流阀3断电，泵卸荷；高压油瞬时释放启动时，电液换向阀6开启，自制启动液压缸11工作；弹射时，电磁溢流阀3和电液换向阀5、6通电，充液阀17反向开启，蓄能器和变量泵中的油液驱动液压马达15，液压马达通过钢丝绳带动拖载小车及无人机高速运动，当拖载小车到达导轨顶端时，触碰到行程开关，行程开关工作，电液换向阀5、6断电，拖载小车开始减速缓冲，无人机则脱离拖载小车起飞；拖载小车返回时，电磁溢流阀3通电，电液换向阀7右端通电，马达反向转动，通过钢丝绳带动拖载小车返回到原处。整个过程采用蓄能器和变量泵共同驱动液压马达，驱动力强；缓冲制动方面，除了采用液压缸缓冲制动外，同时采用液压动力系统及液压制动器来对绳轮进行制动，缓冲制动迅速；而且，整体性能稳定、可靠，管路布局紧凑、合理，可以适应于不同无人机起飞重量和起飞速度的使用要求，适于推广实施。

在本实用新型一具体实施例中，在上述无人机液压弹射系统中，所述液压管路包括液压主管路和液压支管路，其中变量泵安装在液压主管路上，液压马达、蓄能器、启动液压缸、缓冲液压缸和制动液压缸分别并行安装在液压支管路上。该管路结构紧凑、布局合理，节省管路长度。

在本实用新型一具体实施例中，参见图1，图中，在上述无人机液压弹射系统中，所述变量泵的进油口和出油口所在的液压主管路上分别设有过滤器20。过滤器的设置对进入系统各元器件的液压油进行过滤，以提高各液压元器件的使用寿命。

在本实用新型一具体实施例中，参见图1，图中，在上述无人机液压弹射系统中，所述在蓄能器与变量泵之间的液压支管路上同时串联有单向阀19，其中单向阀的进油口与变量泵的出油口相连，单向阀的出油口与蓄能器的进油口相连。该单向阀的设置可以防止因液压油回流而造成压力的损失。

在本实用新型一具体实施例中，参见图1，图中，在上述无人机液压弹射系统中，所述缓冲液压缸进油口所在的液压支管路上同时设有节流口8，该节流口与液压油槽之间串联有单向阀9，其中单向阀的进油口与节流口连通，单向阀的出油口与液压油槽连通。该节流口及单向阀的设置可以防止因液压油回流而造成压力的损失。

在本实用新型一具体实施例中，在上述无人机液压弹射系统中，所述液压马达有两个，且并联在一起。两个或者多个液压马达并联设置，可以为无人机发射提供充足的驱动力。

在本实用新型一具体实施例中，在上述无人机液压弹射系统中，所述蓄能器有两个，且并联在一起。两个或者多个蓄能器并联设置，可以蓄存更多能量，然后瞬时释放，使得无人机瞬时达到较大的起飞速度。

在本实用新型一具体实施例中，在上述无人机液压弹射系统中，所述电磁溢流阀为先导式电磁溢流阀。采用先导式电磁溢流阀，使得整体结构更加简单、紧凑，并且易于采购，生产使用成本也低。

在本实用新型一具体实施例中，在上述无人机液压弹射系统中，所述启动液压缸所在的液压支管路上安装的电液换向阀为两位三通电液换向阀；所述制动液压缸所在的液压支管路上安装的电液换向阀为两位四通电液换向阀。采用两位三通、两位四通电液换向阀，使得整体结构更加简单、紧凑，并且易于采购，生产使用成本也低。

在本实用新型一具体实施例中，在上述无人机液压弹射系统中，所述液压马达和缓冲液压缸所在的液压支管路上安装的电液换向阀为三位四通电液换向阀。采用三位四通电液换向阀，使得整体结构更加简单、紧凑，并且易于采购，生产使用成本也低。

在本实用新型一具体实施例中，在上述无人机液压弹射系统中，所述启动液压缸、缓冲液压缸和制动液压缸分别为高速液压缸。采用高速液压缸，动作敏捷、响应速度快，转换快，充分满足无人机起飞的使用要求。

本说明书中各个实施例采用递进的方式进行描述，每个实施例重点说明的是与其它实施例的不同之处，各实施例之间相同相似的部分相互参照即可。

对所公开实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多处修改对本领域技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离实用新型的精神或范围的前提下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不限制于本文所显示的这些实施例，而是要符合与本文公开原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (10)

1.一种无人机液压弹射系统，其特征是：包括液压驱动部分、液压蓄能部分、液压启动部分、液压缓冲部分、液压制动部分和液压油槽以及用于各部分之间连接的液压管路；其中，液压驱动部分包括电机、变量泵和液压马达，变量泵与液压马达之间的液压管路上串联有电液换向阀；

蓄能部分包括蓄能器，该蓄能器与变量泵串联，在蓄能器与变量泵之间的液压管路上同时串联有电磁溢流阀和压力表；

液压启动部分包括启动液压缸，该启动液压缸与变量泵串联，在启动液压缸与变量泵之间的液压管路上同时串联有电液换向阀；

液压缓冲部分包括缓冲液压缸，该缓冲液压缸与变量泵串联，在缓冲液压缸与变量泵之间的液压管路上同时串联有电液换向阀；

液压制动部分包括制动液压缸，该制动液压缸与变量泵串联，在制动液压缸与变量泵之间的液压管路上同时串联有电液换向阀；

所述蓄能器同时与液压马达串联，在蓄能器与液压马达之间的液压管路上同时串联有控制阀组；

所述液压马达上同时设有制动阀组和充液阀；控制阀组同时与制动阀组连接；充液阀同时分别和控制阀组、与制动液压缸串联的电液换向阀相连接；制动阀组中含有时间继电器。

2.根据权利要求1所述的无人机液压弹射系统，其特征是：所述液压管路包括液压主管路和液压支管路，其中变量泵安装在液压主管路上，液压马达、蓄能器、启动液压缸、缓冲液压缸和制动液压缸分别并行安装在液压支管路上。

3.根据权利要求2所述的无人机液压弹射系统，其特征是：所述变量泵的进油口和出油口所在的液压主管路上分别设有过滤器。

4.根据权利要求2所述的无人机液压弹射系统，其特征是：所述在蓄能器与变量泵之间的液压支管路上同时串联有单向阀，其中单向阀的进油口与变量泵的出油口相连，单向阀的出油口与蓄能器的进油口相连。

5.根据权利要求2所述的无人机液压弹射系统，其特征是：所述缓冲液压缸进油口所在的液压支管路上同时设有节流口，该节流口与液压油槽之间串联有单向阀，其中单向阀的进油口与节流口连通，单向阀的出油口与液压油槽连通。

6.根据权利要求2所述的无人机液压弹射系统，其特征是：所述液压马达有多个，且并联在一起；所述蓄能器有多个，且并联在一起。

7.根据权利要求2所述的无人机液压弹射系统，其特征是：所述电磁溢流阀为先导式电磁溢流阀。

8.根据权利要求2所述的无人机液压弹射系统，其特征是：所述启动液压缸所在的液压支管路上安装的电液换向阀为两位三通电液换向阀；所述制动液压缸所在的液压支管路上安装的电液换向阀为两位四通电液换向阀。

9.根据权利要求2所述的无人机液压弹射系统，其特征是：所述液压马达和缓冲液压缸所在的液压支管路上安装的电液换向阀为三位四通电液换向阀。

10.根据权利要求2所述的无人机液压弹射系统，其特征是：所述启动液压缸、缓冲液压缸和制动液压缸分别为高速液压缸。