CN210212783U - 一种无人机机载平台的非金属子弹连续发射装置 - Google Patents

Abstract

一种无人机机载平台的非金属子弹连续发射装置，涉及无人机空中安防技术领域，包括动力系统，用于储存压缩空气，以及实现地面人员对无人机的远程操控；与动力系统连接的调压系统，用于调节高压气体的压力；与调压系统连接的发射系统，用于发射非金属子弹；与发射系统连接的填充系统，用于填充子弹；采用无人机作为平台，在空中展开打击行动；相较于传统的几种措施，该装置不仅提高了灵活的机动性，所以可以实现全程追踪，可以做到大范围和简易布置，对于扩大低空防卫的应用范围起到了重要的作用。

Description

一种无人机机载平台的非金属子弹连续发射装置

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域。

背景技术

近期消费型无人机应用越来越广泛，随之而来的是一系列城市低空安全防卫问题，因此城市防御方案尤为重要。采用无人机子弹连续发射装置对“低慢小”飞行器拦截，是综合了各类型反无人机措施优点的创新之举。了解城市作业场景的特点，有助于提升无人机子弹连续发射装置的适应性和作业能力，是作业最重要的准备。

在人口密集的城市环境防卫微型无人机，存在低价值、高误伤、弱防护、时间不确定和背景图像复杂等特点。传统装备不能很好适应这些新特性，具体表现有：常规导弹对反恐作战或城区作业有隐蔽性小、便携性差的缺点，对微型无人机则高费效比过高；常规子弹或炮弹则精度不足，不仅成功率低，而且有易误伤误炸的缺点；激光拦截系统对“低慢小”目标有良好的效果，但同时也存在体积大、不方便携带或隐藏的缺点。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型的目的是提出一种利用无人机作为平台，搭载非金属子弹连续发射装置，对无人机展开打击行动，具有较高的灵活性，对地面、人群不造成破坏的安全性，节省了人力的无人机机载平台的非金属子弹连续发射装置。

本实用新型包括动力系统，用于储存压缩空气，以及实现地面人员对无人机的远程操控；与动力系统连接的调压系统，用于调节高压气体的压力；与调压系统连接的发射系统，用于发射子弹；与发射系统连接的填充系统，用于填充子弹；所述动力系统包括气瓶、与气瓶连接的电磁阀；所述调压系统包括与电磁阀连接的调压装置、与调压装置连接的汽缸装置；所述发射系统包括与汽缸装置连接的滑动梭管、套设在滑动梭管的第一弹簧、以及与滑动梭管连接的枪管及弹室；所述填充系统包括与弹室连接的弹匣装置。

进一步地，所述气瓶与电磁阀连接的一端设有一螺纹接口，所述螺纹接口上设有一密封膜；所述电磁阀与螺纹接口连接的内端部设有一漏斗式刺针。

进一步地，所述调压装置包括与电磁阀连接的后端入口、以及与后端入口连接的预升压室，所述预升压室的前端设有超压保护机构和调压螺母，所述预升压室通过空气通道与超压保护机构和调压螺母连接；所述汽缸装置包括与调压螺母连接的压力缓冲室、以及与压力缓冲室连接的前端出口。

进一步地，所述超压保护机构包括一旋紧螺母，所述旋紧螺母上套设有第二弹簧，所述第二弹簧的上方设有一小球。

进一步地，所述滑动梭管包括管体、设于管体内的滑动柱，所述管体的前端部设有压力进给口，所述压力进给口通过空气孔与管体连通，所述管体的后端部设有一圆环，所述圆环上设有用于安装第一弹簧的弹簧卡口。

进一步地，所述管体的内壁与汽缸装置的前端出口的外壁相互配合，且所述管体的长度大于汽缸装置的前端出口的长度。

进一步地，所述弹室上设有一子弹装弹口，所述弹室的前端连接有枪管，所述弹室的内壁与滑动梭管的外壁相互配合，所述子弹装弹口的内壁直径略大于单个子弹的直径。

进一步地，所述弹匣装置包括带有瓶口的瓶体，所述瓶口与子弹装弹口螺纹连接，所述瓶体内设有一水平设置的托板，所述托板上安装有四个第三弹簧，四个所述第三弹簧关于瓶体彼此对称分布，四个所述第三弹簧的一端与瓶体固定连接，四个所述第三弹簧的另一端与托板固定连接。

进一步地，所述托板呈一圆柱体，所述托板的直径小于瓶体内壁的直径，且所述托板与瓶体内壁之间的间距小于单个子弹的直径。

进一步地，还包括辅助系统，所述辅助系统包括瞄准设备和监控设备。

本实用新型采用无人机作为平台，在空中展开打击行动；相较于传统的几种措施，该装置不仅提高了灵活的机动性，而且因为同为无人机，所以可以实现全程追踪，就算是地形复杂的地方，也不会被阻碍。此外，当下无人机作为普遍性商品，消耗的成本也控制在较低的水平。

本实用新型同时配置的子弹连续发射装置可以实现子弹的连续发射，配合无人机，可以做到空中追踪射击，极大地提高了成功率；根据需要不同，可以采用不同材质的子弹，针对控制者的目的展开行动。

本实用新型在保证较高成功率的同时，既实现了灵活的机动性，又降低了消耗的成本；同时由于无人机的普遍性，本装置也可以做到大范围的布置，对于全面推广起到了重要的作用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中气瓶的结构示意图。

图3是本实用新型中电磁阀的结构示意图。

图4是本实用新型中气瓶与电磁阀的安装示意图。

图5是本实用新型中调压系统的结构示意图。

图6是本实用新型中滑动梭管的结构示意图。

图7是本实用新型中枪管和弹室的连接示意图。

图8是本实用新型中填充系统的结构示意图。

图9是本实用新型中发射系统的流程示意图。

图中：1动力系统、2调压系统、3发射系统、4填充系统、5气瓶、5-1螺纹接口、5-2密封膜、6电磁阀、6-1漏斗式刺针、7滑动梭管、8第一弹簧、9枪管、10弹室、10-1子弹装弹口、11后端入口、12预升压室、13调压螺母、14空气通道、15压力缓冲室、16前端出口、17旋紧螺母、18第二弹簧、19小球、20管体、21滑动柱、22压力进给口、23圆环、24弹簧卡口、25枪管、26瓶口、27瓶体、28托板、29第三弹簧、30空气孔、31子弹。

具体实施方式

如图1-9所示，无人机机载平台的子弹连续发射装置包括动力系统1，用于储存压缩空气，以及实现地面人员对无人机的远程操控；与动力系统1连接的调压系统2，用于调节高压气体的压力；与调压系统2连接的发射系统3，用于发射子弹；与发射系统3连接的填充系统4，用于填充非金属子弹。

动力系统1包括气瓶5、与气瓶5连接的电磁阀6；所述调压系统包括与电磁阀6连接的调压装置、与调压装置连接的汽缸装置；所述发射系统3包括与汽缸装置连接的滑动梭管7、套设在滑动梭管7的第一弹簧8、以及与滑动梭管7连接的枪管9及弹室10；所述填充系统4包括与弹室10连接的弹匣装置。

具体的，所述气瓶5与电磁阀6连接的一端设有一螺纹接口5-1，所述螺纹接口5-1上设有一密封膜5-2；所述电磁阀6与螺纹接口5-1连接的内端部设有一漏斗式刺针6-1。

本实施例中，在压缩气体的高压和较大的容纳量的要求下，气瓶的承受能力也应得到保障，因此气瓶的强度应该符合最低限度的安全。所以通常采用铝合金作为制造气瓶5的材料，内部储存高压二氧化碳气体。

其中，螺纹接口5-1采用标准接口，气瓶5处的螺纹连接也属于市场标准。因此，用户可根据使用目的，自定义气瓶5的尺寸；只要能够与本装置安全连接，可以通过任何途径购买尺寸类似的气瓶进行替换操作。这样做的目的是在急需时可以直接从市场上购买到符合条件的气瓶，节省了设计和制造所花费的时间和成本，对完整产品的组装提供了便利性，也有利于高效率的配置和推广。

其中，电磁阀6作为中介设备，与气瓶5之间采用螺纹连接，简单而又具有较高的稳定性。气瓶5通过一层膜起到密封效果，所以在装配时还要考虑如何解除封印。为达到这一动作，该装置设计了一个漏斗式刺针6-1安装在电磁阀口内部，在气瓶5通过螺纹旋转进入的时候，漏斗式刺针6-1的尖端会捅破密封膜而解除限制。

另外，采用电磁阀6控制是本装置的一项创新之举。传统枪械都是以扳机的形式由人工手动触发，虽然的确是十分便利地操作，但这也仅仅局限于在陆地上而已。如果将作战场景转移到空中，这种办法就会瞬间失效。因此，利用电磁阀，通过远程操控，可以起到扳机的作用，控制子弹的发射与停止。

以上可知，该动力系统1的工作流程：由于气瓶5采用密封膜5-2密封，在连接到电磁阀6上的时候，通过电磁阀6内的漏斗式刺针6-1将薄膜弄破，致使高压气体流出。但是由于电磁阀开关此刻处于关闭状态，因此，气流不能前进。

当发射装置决定发射子弹后，操作人员开启电磁开关，线圈产生磁场将衔铁吸起，气流导通，高压气体就可以向下一个系统进发。

具体的，所述调压装置包括与电磁阀6连接的后端入口11、以及与后端入口11连接的预升压室12，所述预升压室12的前端设有超压保护机构和调压螺母13，所述预升压室12通过空气通道14与超压保护机构和调压螺母13连接；所述汽缸装置包括与调压螺母13连接的压力缓冲室15、以及与压力缓冲室15连接的前端出口16。

其中，所述超压保护机构包括一旋紧螺母17，所述旋紧螺母17上套设有第二弹簧18，所述第二弹簧18的上方设有一小球19。

本实施例中，通过旋进调压螺母13的长度控制气体通过流量的大小，经过实验可以测得最佳发射子弹时的长度范围；超压保护机构是在调压系统内部压强过大时发挥作用的装置，正常情况下小球19受到第二弹簧18的弹力作用顶紧相接触的通道；当内部压力过大时，强大的气压会顶开小球19，从出口释放一部分气压，等到内部气压恢复设定值时，小球19又会受第二弹簧18弹力重新封住通道。

其中，预升压室12的高压气体从后端入口11进入，逐渐充满此空间，因此会有一段时间的停留，在停留的过程中，内部压强在这里也逐渐升高，实行初始阶段的预扩压升压，将高压气体的动能转化为势能，保证了高压气体的能量可以得到有效利用。后端入口11即为高压气体进入调压系统的入口。

其中，压力缓冲室15，经过第一次预升压后的高压气体，在通过调压之后，流到压力缓冲室15里面储存，并且由于发射作用，除了在压力缓冲室15的空间内消耗压力外，压力缓冲室15内会持续保持高压状态。前端出口16，通过调压系统的气流从此出口流出去，起到导通的作用。

以上可知，该调压系统2的工作流程：调压系统与动力系统直接连接，当高压气体通过电磁阀6后，由后端入口11进入调压系统。高压气体在预升压室12经过预扩压升压，提升压强后向前流动。通过调压螺母13调整到合适的压力和流速，流到汽缸内被储存。充满整个空间后，由前端出口16流出，走向下一个系统。这期间如内部压强过大，超压保护装置会开始工作，降低内部压强。

具体的，所述滑动梭管7包括管体20、设于管体20内的滑动柱21，所述管体20的前端部设有压力进给口22，所述压力进给口22通过空气孔30与管体20连通，所述管体20的后端部设有一圆环23，所述圆环23上设有用于安装第一弹簧8的弹簧卡口24。

其中，所述管体20的内壁与汽缸装置的前端出口16的外壁表面相互配合，且所述管体20的长度大于汽缸装置的前端出口16的长度。

本实施例中，该装置采用的是直径10mm的球形子弹。压力进给口22，其直径小于子弹的直径，所以能够起到将子弹卡住的作用，另一方面，当压缩气体从后面传来时，会流经此口，从而将子弹推射出去。空气孔30，高压气体通过的孔径，孔径的减小，有利于对高压气体的加速，更易形成冲击。弹簧卡口24，滑动梭管7上的第一弹簧8末端固定在此处，在滑动梭管被向前推动时开始压缩，在子弹被发射出去之后，将弹性势能释放，转化为动能将滑动梭管弹回。滑动柱21，与调压系统中汽缸部分的前端出口内圆周表面相互配合，致使高压气流推动滑动柱21前进。需要注意的是，滑动柱21的长度小于前端出口前端出口16的长度，这样才能够保证滑动柱21可被推至与前端出口脱离，释放高压气体。管体20的内圆周表面，与汽缸部分的前端出口外圆周表面相互配合，而且其长度大于前端出口的长度，这样能够保证在滑动柱脱离前端出口时，外部仍然形成封闭的空间。这里及上述所说的两处配合是整个装置中精度要求最高的。

其中，第一弹簧8，是为了实现滑动梭管7的回退动作，在子弹发射临界点之前，滑动梭管7的压力进给口以后的部分都积聚着大量的高压气体，在子弹被弹射出去之后，高压气体被消耗一部分，气压值瞬间降低，而后续供给的高压气体还未补充，又由于枪管及弹室与外部大气连通，所以滑动梭管7内部的瞬间气压会低于大气压，产生压力差，就会压迫滑动梭管7向后运动。滑动梭管7会产生向后的位移，因此，一个循环就可以成立。只要高压气体持续供给，滑动梭管7就会不断地前后移动。向前时推动子弹发射，向后的间隙里进行子弹填充，这样就实现了子弹的连续发射。

具体的，所述弹室10上设有一子弹装弹口10-1，所述弹室10的前端连接有枪管25，所述弹室10的内壁与滑动梭管7的外壁相互配合，所述子弹装弹口10-1的内壁直径略大于单个子弹的直径。

本实施例中，枪管25是子弹弹射出去的管道，在子弹射出去之前，会在枪管中不断加速，因此，枪管越长，子弹岀膛的速度就会越大，威力也会随着速度而增大。子弹装弹口10-1，与自动填充装置之间螺纹连接，内圆周表面直径略大于子弹直径。弹室10容纳子弹的地方，弹室内圆周表面与滑动梭管7外圆周表面相互配合，其内部空间仅可容纳一颗子弹。因此，只有当弹室10内的子弹被发射出去之后，下一颗子弹才会进入到弹室。以上枪管25、子弹装弹口10-1、弹室10组合装配成无人机子弹连续发射装置的发射系统，可以完成发射子弹的关键任务。

弹室10是作为容纳子弹的临时位置，在这里子弹将被滑动梭管推射出去。本装置的原则很简单，只需要具有容纳子弹的体积即可。但是需要注意的是，其内部体积应大于一颗子弹的体积而小于两颗子弹的体积。这是为了防止两颗以上的子弹同时进入弹室，导致发射失误而作的必要保证。

以上可知，该发射系统3的工作流程：高压气体经调压系统的前端出口出来的过程中，就接触到了滑动柱的后端面，由于二者之间配合度较高，缝隙极小，因此，高压气体推动滑动柱带动滑动梭管向前移动，当滑动柱被气流推离前端出口时，积聚的高压气体急速从滑动梭管上的空气孔向前流出，此时由于子弹早已被压力进给口卡住，突然受到来自后方高压急速气流的冲击，受到强大的推动力，也就是被发射出去。

在子弹离开枪室之后，滑动梭管受到弹簧和压力差的作用，向后移动，同时自动填充系统也在其内部弹簧和压力差的作用下，将下一颗子弹顶到弹室内，等待下一次滑动梭管的撞击。如此循环往复，子弹就可以做到连续发射。

具体的，所述弹匣装置包括带有瓶口26的瓶体27，所述瓶口26与子弹装弹口10-1螺纹连接，所述瓶体27内设有一水平设置的托板28，所述托板28上安装有四个第三弹簧29，四个所述第三弹簧29关于瓶体27彼此对称分布，四个所述第三弹簧29的一端与瓶体27固定连接，四个所述第三弹簧29的另一端与托板28固定连接。

其中，所述托板28呈一圆柱体，所述托板28的直径小于瓶体27内壁的直径，且所述托板28与瓶体27内壁之间的间距小于单个子弹的直径。

本实施例中，瓶体27为圆柱状的瓶型结构，内部具有较大的空间，整体结构对称分布。瓶口26，子弹由此装入内部或由此进入弹室，其直径仅可容纳单发子弹通过。瓶口处刻有螺纹，可以与弹室之间采用螺纹连接。瓶体27，其主要作用为储存子弹，体积较大，可容纳直径10mm的子弹约111颗。托板28为高度较小的圆柱体，其直径小于瓶体内部直径，且托板28与瓶体27内壁之间的间距小于单个子弹的直径10mm，因此可以阻止子弹从缝隙中掉落，其作用为压住子弹进入下面的弹室。由于采用了第三弹簧29，因此该瓶体27可采用上置式或下置式。

其中，四个第三弹簧29为相同规格的弹簧，其关于此装置的两个对称面彼此对称分布。当第三弹簧29伸缩时，可以带动托板28上下移动。第三弹簧29的弹力取得较大值，完全伸展开时可达瓶体高度的三分之二，完全压缩时可以使瓶体内部容纳最多的子弹数量。

该瓶体27与枪管25内的弹室10之间采用螺纹连接，保证了连接的稳定性。此外，弹室10内圆周表面与滑动梭管7的外圆周表面之间滑动连接。在无人机子弹连续发射装置工作之前，弹室中已经存在一颗子弹31了。因此，当这个子弹31被打出去之后，滑动梭管7后退，弹室10就会产生一颗子弹的空隙，也就是在此时，自动填充装置开始运作。由于填充装置瓶身内部在有较多子弹时始终受到第三弹簧29的弹力，因此当最前方的一颗子弹被打出去后，由于受到弹力作用，同时还有弹室内气压瞬间下降产生的吸引力，下一颗子弹会马上被顶到弹室里，完成填充。

具体的，还包括辅助系统，所述辅助系统包括瞄准设备和监控设备。

本实施例中，为了使无人机子弹连续发射装置更加有效地发挥城市防御和打击犯罪的作用，一般可以在其装置上安装一些设备进行辅助。针对本发射装置，经过相应的结构及使用场景分析，可采用准直式瞄准镜；另外，监控设备要求图像质量好，信号传输稳定，这样才可以做到精确辨认出敌方无人机的相关信息，从而为今后的作战做好准备。

需要说明的是，辅助系统的功能就是在发射装置射击前，射击过程中还有射击过程结束后为其提供导向的作用。这里的导向主要指的是瞄准设备和监控设备的信息传输，通过这种导向功能，将用户操作的精准性提升了更大的程度。

综上所述，该装置利用无人机作为平台，搭载非金属子弹连续发射装置，对无人机展开打击行动，相较于以往导弹、高射炮、狙击手，电磁干扰装置等反无人机手段来说，本装置具有较高的灵活性，对地面、人群不造成破坏的安全性，节省了人力。除此以外，能够提高打击“低慢小”飞行器的成功率。

Claims (10)

1.一种无人机机载平台的非金属子弹连续发射装置，其特征在于包括，动力系统（1），用于储存压缩空气，以及实现地面人员对无人机的远程操控；与动力系统（1）连接的调压系统（2），用于调节高压气体的压力；与调压系统（2）连接的发射系统（3），用于发射子弹；与发射系统（3）连接的填充系统（4），用于填充子弹；所述动力系统（1）包括气瓶（5）、与气瓶（5）连接的电磁阀（6）；所述调压系统包括与电磁阀（6）连接的调压装置、与调压装置连接的汽缸装置；所述发射系统（3）包括与汽缸装置连接的滑动梭管（7）、套设在滑动梭管（7）的第一弹簧（8）、以及与滑动梭管（7）连接的枪管（9）及弹室（10）；所述填充系统（4）包括与弹室（10）连接的弹匣装置。

2.根据权利要求1所述的无人机机载平台的非金属子弹连续发射装置，其特征在于，所述气瓶（5）与电磁阀（6）连接的一端设有一螺纹接口（5-1），所述螺纹接口（5-1）上设有一密封膜（5-2）；所述电磁阀（6）与螺纹接口（5-1）连接的内端部设有一漏斗式刺针（6-1）。

3.根据权利要求1所述的无人机机载平台的非金属子弹连续发射装置，其特征在于，所述调压装置包括与电磁阀（6）连接的后端入口（11）、以及与后端入口（11）连接的预升压室（12），所述预升压室（12）的前端设有超压保护机构和调压螺母（13），所述预升压室（12）通过空气通道（14）与超压保护机构和调压螺母（13）连接；所述汽缸装置包括与调压螺母（13）连接的压力缓冲室（15）、以及与压力缓冲室（15）连接的前端出口（16）。

4.根据权利要求3所述的无人机机载平台的非金属子弹连续发射装置，其特征在于，所述超压保护机构包括一旋紧螺母（17），所述旋紧螺母（17）上套设有第二弹簧（18），所述第二弹簧（18）的上方设有一小球（19）。

5.根据权利要求1所述的无人机机载平台的非金属子弹连续发射装置，其特征在于，所述滑动梭管（7）包括管体（20）、设于管体（20）内的滑动柱（21），所述管体（20）的前端部设有压力进给口（22），所述压力进给口（22）通过空气孔（30）与管体（20）连通，所述管体（20）的后端部设有一圆环（23），所述圆环（23）上设有用于安装第一弹簧（8）的弹簧卡口（24）。

6.根据权利要求5所述的无人机机载平台的非金属子弹连续发射装置，其特征在于，所述管体（20）的内壁与汽缸装置的前端出口（16）的外壁表面相互配合，且所述管体（20）的长度大于汽缸装置的前端出口（16）的长度。

7.根据权利要求1所述的无人机机载平台的非金属子弹连续发射装置，其特征在于，所述弹室（10）上设有一子弹装弹口（10-1），所述弹室（10）的前端连接有枪管（9），所述弹室（10）的内壁与滑动梭管（7）的外壁相互配合，所述子弹装弹口（10-1）的内壁直径略大于单个子弹的直径。

8.根据权利要求1所述的无人机机载平台的非金属子弹连续发射装置，其特征在于，所述弹匣装置包括带有瓶口（26）的瓶体（27），所述瓶口（26）与子弹装弹口（10-1）螺纹连接，所述瓶体（27）内设有一水平设置的托板（28），所述托板（28）上安装有四个第三弹簧（29），四个所述第三弹簧（29）关于瓶体（27）彼此对称分布，四个所述第三弹簧（29）的一端与瓶体（27）固定连接，四个所述第三弹簧（29）的另一端与托板（28）固定连接。

9.根据权利要求8所述的无人机机载平台的非金属子弹连续发射装置，其特征在于，所述托板（28）呈一圆柱体，所述托板（28）的直径小于瓶体（27）内壁的直径，且所述托板（28）与瓶体（27）内壁之间的间距小于单个子弹的直径。

10.根据权利要求1所述的无人机机载平台的非金属子弹连续发射装置，其特征在于，还包括辅助系统，所述辅助系统包括瞄准设备和监控设备。

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