CN212300110U - 低慢小目标安全拦截装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了低慢小目标安全拦截装置。所述装置包括拦截网、激发装置、至少一个自动气囊；自动气囊由引线牵拉控制充气，所述自动气囊和激发装置固定在拦截网上，当所述低空飞行器拦截装置拦截到飞行器时，通过激发装置和引线控制自动气囊充气，利用充气的气囊袋可有效减小拦截网落地时的冲击力，也可减缓飞行器拦截网的下落速度，可有效防止飞行器爆炸等次生灾害，保护地面人员和设施安全，解决了现有拦截方法无法解决的安全问题。所述方法易于实施、可靠性高，有着广泛地应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种低慢小目标安全拦截装置，此装置主要涉及自动控制、机械等技术。
背景技术
低慢小目标指低空、慢速、小型飞行器，包括旋翼无人机、固定翼无人机、气球等飞行器，这类飞行器飞行高度低、体积小，成本低，已在世界上广泛普及和使用，但这类飞行器同时也对空域安全管理造成了很大的威胁。目前，对低慢小目标常用的拦截方法有火力拦截、激光打击、无线电拦截、无线电干扰、无人机对抗、拦截网等。火力拦截是使用火箭弹、轻型导弹等武器打击低慢小目标，但武器弹药具有较大的破坏性，弹药和飞行器碎片易对地面人员和设施造成破坏，所以仅能在空旷和无人区域使用；激光打击是采用激光武器烧毁无人机零件，使无人机坠落；无线电拦截是在无线电干扰的基础上，采用与无人机相同的飞控信号，控制无人机降落，此方法只适用于特定的已知型号的部分无人机；无线电干扰是通过干扰和压制飞行器的无线电飞控信号，使无人机失去控制坠落，此方法仅适用于使用无线电飞控的飞行器，无法拦截具有自主导航功能的飞行器；无人机对抗是通过体积较大的无人机以自伤性的方式直接拦截或者撞击目标飞行器，拦截后对抗用无人机和目标飞行器都将在地面坠毁；拦截网是通过抛射拦截网使飞行器失去飞行能力。除无线电拦截可控制无人机软着陆外，现有其它拦截方法都无法控制被拦截飞行器的坠落过程和坠落地点，飞行器坠毁时由于与地面强烈碰撞，易引起动力系统的爆炸，引起次生灾害，对地面人员和设施安全造成严重威胁。为解决这一问题，部分拦截网加装了降落伞，但降落伞开伞速度慢，很多时候伞还未打开飞行器已坠落地面，可靠性差。因此需要一种可以有效防止低慢小目标拦截次生灾害的新的拦截方法与装置。
实用新型内容
本实用新型提供了一种低慢小目标拦截装置，所述装置包括拦截网、激发装置和至少一个自动气囊；所述自动气囊和激发装置固定在拦截网上，自动气囊和激发装置之间通过引线连接；所述自动气囊包括充气装置、气囊袋；所述激发装置负责监测拦截网捕获低慢小目标状态，当监测到捕获到低慢小目标，自动牵拉引线，控制充气装置向气囊袋充入气体，使气囊袋膨胀。
1.所述的低慢小目标安全拦截装置进一步包括：所述充气装置包括外壳、气瓶、气瓶塞、撞针、复位弹簧和转轮；所述外壳带有充气口，充气口连接气囊袋；所述气瓶置于外壳内，气瓶内储有压缩气体，气瓶由气瓶塞封口；所述撞针用于刺穿气瓶塞，撞针刺穿气瓶塞后在复位弹簧的作用下复位；所述转轮为带有凸起的不规则形状，连接引线，引线受牵拉时，转轮凸起部分推动撞针刺穿气瓶塞，以释放气瓶内的压缩气体，从充气口充入气囊袋。
2.所述的低慢小目标安全拦截装置进一步包括：所述激发装置包括开关、拦截网监测传感器、电源、继电器、牵引电机；所述拦截网监测传感器用于监测拦截网捕获低慢小目标状态，监测信号包括振动信号、形变信号、光信号或加速度信号；所述传感器包括电子传感器或机械触发式传感器；所述牵引电机转轴缠绕引线，转轴转动时牵拉引线，控制充气装置向气囊袋充入气体，使气囊袋膨胀。
3.所述的低慢小目标安全拦截装置进一步包括：所述激发装置的拦截网监测传感器包括计时触发元件，用于记录拦截网抛出时间，当计时时间达到设定时间，自动控制充气装置向气囊袋充入气体。
4.所述的低慢小目标安全拦截装置进一步包括：所述压缩气体包括二氧化碳、氮气或氦气。
所述的低慢小目标安全拦截装置利用充气膨胀的气囊袋有效减小拦截网落地时的冲击力，由于气囊袋增大了拦截网的截面面积，也可减缓飞行器拦截网的下落速度，可有效防止飞行器爆炸等次生灾害，保护地面人员和设施安全，解决了现有拦截方法无法解决的安全问题。所述方法易于实施、可靠性高，有着广泛地应用前景。在拦截过程中，被拦截目标易牵拉引线，从而直接激发自动气囊，使气囊袋快速膨胀，膨胀的气囊袋可进一步改变振动信号、形变信号、光信号或加速度信号，保证拦截网监测传感器捕获信号变化，激发其余自动气囊，所以所述低慢小目标安全拦截装置具有较高的灵敏性、准确性和可靠性。
附图说明
图1低慢小目标拦截装置安装示意图。
图2低慢小目标拦截装置工作示意图。
图3低慢小目标拦截装置工作结构示意图。
图4充气装置结构示意图。
图5低慢小目标拦截装置工作流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
所述低慢小目标拦截装置的安装方法图如图1所示，在本示例包括安装在拦截网边缘的4个自动气囊和安装在拦截网中部的激发装置，具体如下：
1.拦截网(101)，网绳采用高强度尼龙纤维材料。
2.自动气囊(102)，自动气囊固定安装于拦截网上，应根据拦截网的大小确定自动气囊的安装数目，自动气囊包括充气装置、气囊袋，在所述拦截装置使用前，排出气囊袋内气体，折叠后固定，所用固定气囊袋的装置应不影响气囊膨胀。自动气囊的工作原理在图3和图4说明中具体阐述。
3.激发装置(103)，激发装置固定安装于拦截网上，应根据拦截网的大小确定自动气囊的安装数目。激发装置的工作原理在图3说明中具体阐述。
4.引线(104)，主要用于连接激发装置和自动气囊，受激发装置牵引激发自动气囊充气。
所述低慢小目标拦截装置拦截飞行器工作示意如图2所示，当所述装置拦截缠绕低慢小目标(202)后，激发装置(103)控制充气装置向气囊袋充气，(201)为气囊袋，图中显示为气囊袋充气后的效果。
所述低慢小目标拦截装置的工作结构示例如图3所示，为说明激发装置(103)和多个自动气囊的连接关系，本示例以激发装置和2个自动气囊进行说明。所述低慢小目标拦截装置所有用电元件与电源共地，在示例图中省略不再详述。
1.开关(301)，负责对电源(304)进行开关控制，所述开关采用常闭式接触开关，当拦截网未打开时，开关接触端闭合，电源关闭不供电；当拦截网打开时，开关接触端打开，电源供电。当采用多个激发装置(103)时，各激发装置共用一个开关，以减小装置质量。
2.传感器(302)，即所述拦截网监测传感器，用于监测拦截网捕获低慢小目标状态，根据监测结果控制继电器工作，监测信号包括振动信号、形变信号、光信号或加速度信号，可采用振动传感器模块、薄膜压力开关传感器、光感应开关或加速度传感器模块；所述传感器模块可采用电子或机械触发式传感器。拦截网监测传感器也可采用计时触发元件，当计时时间达到设定时间则控制继电器工作。
3.继电器(303)，用于控制牵引电机(304)，继电器控制端连接传感器(302)，继电器被控制端的常开端连接电源正极，公共端连接牵引电机的控制线正极。
4.牵引电机(304)，牵引电机转轴缠绕引线，受继电器控制通电时转轴转动，转轴牵拉引线。
5.电源(305)，包括电池和DC/DC变压器，DC/DC变压器将电池电压转换成传感器(302)电源和继电器(303)控制端和牵引电机(304)工作所需电压。
6.充气装置(306)，与激发装置通过引线连接，具体结构在图4说明中具体阐述。
7.气囊袋(201)，入气口连接充气装置(306)的充气口。
所述充气装置的结构如图4所示，具体结构包括：外壳(401)、气瓶(402)、气瓶塞(403)、充气口(404)、撞针(405)、密封圈(406)、复位弹簧(407)、转轮(408)，转轴(409)。气瓶内装有二氧化碳、氮气或氦气的压缩气体；图中转轮连接引线(104)，当引线被牵引时，转轮绕转轴顺时针转动90度，在此过程中转轮凸起部分会压迫撞针向上移动，从而刺破气瓶塞，当转轮转到90度时，转轮不再压迫撞针，撞针在复位弹簧作用下回到原位，密封圈也回到原位密闭撞针孔，此时气瓶口已开放，气瓶内的气体只能通过充气口排出，从而充入气囊袋。
所述低慢小目标拦截装置的工作流程如图5所示，具体为：
1.(501)，低慢小目标拦截装置被收缩挤压在限定空间中，由于挤压，激发装置的开关接触端处于闭合状态，电源处于关闭不供电状态。当发现低慢小目标，低慢小目标拦截装置被特定设备或人为地从限定空间中弹射或抛射出去。
2.(502)，低慢小目标拦截装置在飞行过程中拦截网张开，激发装置的开关接触端打开，电源开始给传感器和继电器供电。
3.(503)，当低慢小目标拦截装置遇到飞行目标，会缠绕飞行器螺旋桨或其它部位，使飞行器失去飞行动力，实现拦截。
4.(504)，低慢小目标拦截装置在拦截低慢小目标时运动状态会发生变化，引起振动信号、形变信号、光信号或加速度信号的较为明显的变化。拦截网监测传感器感知信号变化，向继电器发送控制信号。
5.(505)，继电器在拦截网监测传感器控制下，通过控制线向牵引电机供电，使牵引电机转动，牵引电机转轴牵拉引线。
6.(506)，受牵拉引线激发充气装置向气囊袋快速充入气体，使气囊袋膨胀。
7.(507)低慢小目标拦截装置携带被拦截的低慢小目标在重力作用下降落地面。降落过程中，由于膨胀的气囊袋有效增大所述装置的截面面积，可减缓下落速度，如气囊袋充入氦气等轻质气体，可进一步减缓下落速度。
Claims (4)
1.低慢小目标安全拦截装置，其特征在于：所述装置包括拦截网、激发装置和至少一个自动气囊；所述自动气囊和激发装置固定在拦截网上，自动气囊和激发装置之间通过引线连接；所述自动气囊包括充气装置、气囊袋；所述激发装置负责监测拦截网捕获低慢小目标状态，当监测到捕获到低慢小目标，自动牵拉引线，控制充气装置向气囊袋充入气体，使气囊袋膨胀；
所述充气装置包括外壳、气瓶、气瓶塞、撞针、复位弹簧和转轮；所述外壳带有充气口，充气口连接气囊袋；所述气瓶置于外壳内，气瓶内储有压缩气体，气瓶由气瓶塞封口；所述撞针用于刺穿气瓶塞，撞针刺穿气瓶塞后在复位弹簧的作用下复位；所述转轮为带有凸起的不规则形状，连接引线，引线受牵拉时，转轮凸起部分推动撞针刺穿气瓶塞，以释放气瓶内的压缩气体，从充气口充入气囊袋。
2.如权利要求1所述的低慢小目标安全拦截装置，其特征在于：所述激发装置包括开关、拦截网监测传感器、电源、继电器、牵引电机；所述拦截网监测传感器用于监测拦截网捕获低慢小目标状态，监测信号包括振动信号、形变信号、光信号或加速度信号；所述传感器包括电子传感器或机械触发式传感器。
3.如权利要求2所述的低慢小目标安全拦截装置，其特征在于：所述激发装置的拦截网监测传感器包括计时触发元件，用于记录拦截网抛出时间，当计时时间达到设定时间，自动控制充气装置向气囊袋充入气体。
4.如权利要求1所述的低慢小目标安全拦截装置，其特征在于：所述压缩气体包括二氧化碳、氮气或氦气。
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| CN202020235779.6U CN212300110U (zh) | 2020-03-02 | 2020-03-02 | 低慢小目标安全拦截装置 |
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| CN (1) | CN212300110U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111380407A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-07-07 | 中国矿业大学(北京) | 低慢小目标安全拦截装置 |
-
2020
- 2020-03-02 CN CN202020235779.6U patent/CN212300110U/zh active Active
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