CN218594572U - 一种无人机搭载带式投弹破冰装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无人机搭载带式投弹破冰装置，涉及一种爆破装置技术领域。该实用新型包括无人机机体和投弹系统，投弹系统设置在无人机机体的底端，投弹系统包括载弹架、动力弹射装置、电磁释放控制装置以及带式炮弹装置，其中，载弹架设置在无人机机体的重心正下方，动力弹射装置安装在载弹架的下方，电磁释放控制装置加装在动力弹射装置前端和吊臂上，带式炮弹装置设置在动力弹射装置的下端。本实用新型能够减轻单个炮弹的重量，增加一次性载药数量，扩大破冰范围，降低无人机投弹成本。

Description

一种无人机搭载带式投弹破冰装置

技术领域

本实用新型涉及一种爆破装置技术领域，特别是涉及一种无人机搭载带式投弹破冰装置。

背景技术

目前，可采用的破冰手段有炸药爆破、撒土、破冰船、炮击等，其中爆破破冰较为有效且实用的破冰手段手段，无人机搭载炮弹对河道进行破冰，提高爆破的灵活性，对于天气的局限性较小，减少了人工作业量，但无人机载重有限、投掷金属弹的成本高、爆炸能量利用率较低，金属弹壳爆炸飞出的碎片和爆破冲击波对人员和建筑具有一定的伤害。

实用新型内容

针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供一种无人机搭载带式投弹破冰装置，使其能够减轻单个炮弹的重量，增加一次性载药数量，扩大破冰范围，降低无人机投弹成本。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种无人机搭载带式投弹破冰装置，包括无人机机体和投弹系统，所述投弹系统设置在所述无人机机体的底端，所述投弹系统包括载弹架、动力弹射装置、电磁释放控制装置以及带式炮弹装置，其中，所述载弹架设置在所述无人机机体的重心正下方，所述动力弹射装置安装在所述载弹架的下方，所述电磁释放控制装置加装在所述动力弹射装置前端和吊臂上，所述带式炮弹装置设置在所述动力弹射装置的下端。

优选的，所述动力弹射装置包括动力推进吊钩和用于动力推进吊钩滑行的轮轨，所述轮轨铺设在所述载弹架下面，并且所述轮轨采用单轨结构或多轨结构。

优选的，所述电磁释放控制装置包括探针和前端接收器，所述探针设置在所述动力推进吊钩上，所述前端接收器设置在所述载弹架的前端，所述探针与所述前端接收器对应设置。

优选的，所述带式炮弹装置包括侵彻头、若干炮弹、军用防爆水带、自锁扣、挂环和V型翼，所述侵彻头设置在所述炮弹的前端，所述炮弹的上端设置有所述挂环和所述V型翼，所述若干炮弹之间通过所述军用防爆水带连接，并且所述军用防爆水带的两端分别通过所述自锁扣与所述炮弹连接。

优选的，所述炮弹包括材料层、弹药层和聚能槽，所述材料层位于所述弹药层的上端，所述聚能槽设置在所述炮弹的底端并且所述聚能槽位于所述弹药层内。

优选的，两两所述炮弹的间距根据实际装药结构的设计而定，所述间距即为两两炮弹之间的所述军用防爆水带的长度，所述军用防爆水带利用所述自锁扣固定各个炮弹的位置，防止炮弹在投放过程中在带内发生位移。

一种无人机搭载带式投弹破冰装置的使用方法，其中，包括以下步骤：

S10、根据爆破设计确定无人机、一次投放炮弹数量和尺寸、军用防爆水带的尺寸；

S20、将组合和连接完成的炮弹装入带内并用自锁扣固定；

S30、将带上挂环直接挂在动力弹射装置的动力推进吊钩上；

S40、无人机航行到指定的投放位置，根据所需投射初速度控制动力弹射装置；

S50、无人机投弹作业完成后，自动航行到安全区；

S60、进行起爆作业。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型提出无人机搭载带式投弹破冰装置，在无人机有限载重的前提下，减少单个炮弹重量，增加一次性搭载和投放炮弹的数量，降低炮弹成本，扩大一次性破冰范围，从而提高无人机投弹破冰的效率。

2、本实用新型载弹架布置在无人机重心下方，对比无人机两侧载弹和投放要更加稳定，带式投弹破冰装置减轻了金属弹壳的重量，增加了单次携带的药量。

3、本实用新型军用防爆水带增加了投射炮弹的数量，由于该军用防爆水带的特性，能够随意折叠减少带子的体积和面积，能够固定两两炮弹的间距，单次投弹作用范围较大，爆炸能量利用率较高，且军用防爆水带的成本要远远低于金属弹壳，不会发生金属弹壳碎片飞射伤害周围人员和建筑等危害。

附图说明

图1是本实用新型的实施例结构示意图；

图2是本实用新型的实施例投弹系统结构示意图；

图3是本实用新型的实施例带式炮弹装置结构示意图；

图4是本实用新型的实施例轮轨结构示意图；

图5是本实用新型的实施例炮弹结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图与实例对本实用新型作进一步详细说明，但所举实例不作为对本实用新型的限定。

如图1至图5所示，本实用新型的实施例包括无人机机体1和投弹系统2，投弹系统包括载弹架4、动力弹射装置、电磁释放控制装置以及带式炮弹装置；无人机机体具有一定承载能力，内置智能模块，实现自动巡航、定位识别以及控制投弹系统；载弹架4与无人机机体1由焊接固定，位于无人机机体1重心正下方；动力弹射装置安装在载弹架下方，包括轮轨13、动力推进吊钩7；电磁释放控制装置加装在弹射系统前端和吊臂上；带式炮弹装置包括侵彻头8、炮弹9、军用防爆水带10、挂环11、自锁扣12、V型翼14。

本实施例中，无人机机体1不限制型号种类，载重符合投弹系统重量要求即可，无人机机体1内部可以加装智能芯片，用于接收和发射信号、控制投弹系统、智能定位和计算等功能，无人机下方可以安装高清摄像头或激光扫描仪3，用于监视周围情况以及测量距离等。

本实施例中，投弹系统中的载弹架4固定在无人机机体1重心正下方，载弹架4的形状根据无人机机身和炮弹尺寸进行选择。

本实施例中，动力弹射装置包括动力推进吊钩7和吊钩滑行的轮轨 13，动力提供可选择电磁、液压、气压等，用于提供足够的推动力，使炮弹9以一定的初速度投射出去，轮轨13铺设在载弹架4下面，根据炮弹9的数量和尺寸可选择单轨或多轨。

本实施例中，电磁释放控制装置用于控制吊钩的开合，当吊钩向前运动时，吊臂上的探针5触碰到前端接收器6上，吊钩打开，后面的探针5与前面吊臂相碰时，后方的吊臂必须达到一定位置才能触发打开吊钩的命令。

本实施例中，带式炮弹装置中侵彻头8为尖头或圆头流线型，材质一般为高强度钢或重金属合金，安装在军用防爆水带10的一端，用于侵彻冰层和提供一定重量牵引；军用防爆水带10材质为聚氨酯，具有强度高、耐磨、耐高温、耐曲绕、重量轻、易折叠等特点，可以定制一定长度和直径，该带只有在爆炸时才会损坏，保证了炸药在空中运动的稳定性和安全性；V型翼14位于每个炮弹中心上方，用于带式炮弹运动中保持平衡，降低气流产生的波动影响。

本实施例中，炮弹装药时采用聚能槽15装药，弹药17集中军用防爆水带10的下1/2部分，上1/2部分填充轻质材料16，用于带式炮弹落到冰面上，在重力作用下，保证聚能穴对准冰面，进行定向聚能爆破提高破冰效率；两两炮弹9的间隔根据实际装药结构的设计而定，间距即为两弹间军用防爆水10的长度，利用自锁扣12固定炮弹9位置，防止炮弹9在投放过程中在带内发生位移；挂环固定在炮弹上方的军用防爆水带10上，用于将炮弹9挂在动力推进吊钩7上。

本实施例中，一种无人机搭载带式投弹破冰装置的使用方法，包括以下步骤：

S10、根据爆破设计确定无人机机体1型号、一次投放炮弹9数量和尺寸、军用防爆水带10的尺寸。

S20、将组合和连接完成的炮弹9装入带内并用自锁扣12固定。

S30、将带上挂环11直接挂在动力弹射装置的动力推进吊钩7上。

S40、无人机航行到指定的投放位置，根据所需投射初速度控制动力弹射装置。

S50、无人机投弹作业完成后，自动航行到安全区。

S60、进行起爆作业。

实施例1

进入严重冰期，大连北部渤海和黄海海域海冰范围继续扩大，大连港最大海冰厚度达40cm，面积已达100平方公里，整个近海海域被海冰覆盖，属于中危冰坝险情，采用炸无人机投弹对其进行破冰。

具体实施步骤如下：

步骤1，根据大连港口冰层地形、冰下流速等条件进行爆破设计，选择中型无人机，一次性载药8个，单节炮弹携带药量为6kg，间隔5 m，使用导爆索连接，选取50m军用防爆水带。

步骤2，将组合和连接完成的炮弹11装入军用防爆水带13内并用自锁扣12固定。

步骤3，采用单轮轨动力弹射装置，将带上挂环14直接挂在动力推进吊钩5上。

步骤4，无人机航行到指定的投放位置，根据所需投射初速度控制动力弹射装置。

步骤5，无人机投弹作业完成后，自动航行到安全区。

实施例2

松花江江面大面积冰层开始融化，但仍覆盖20cm的冰层，影响渔民正常打捞作业，需要对江面进行大面积破冰作业，使用多架大型载弹无人机同时进行投弹破冰，考虑到破冰面积较大，金属炮弹成本高，所以选择带式炮弹进行破冰作业。

具体实施步骤如下：

步骤1，由于破冰需求面积较大，选择大型载重无人机搭载带式炮弹进行破冰，根据一次携带的炮弹16枚，单节炮弹携带药量为4kg，间隔4.5m，选择80m军用防爆水带。

步骤2，将组合和连接完成的炮弹装入军用防爆水带内并用自锁扣固定。

步骤3，采用双轮轨弹射系统，将挂环以S型挂在动力弹射装置的动力推进吊钩上。

步骤4，无人机航行到指定的投放位置，根据所需投射初速度控制动力弹射装置。

步骤5，无人机投弹作业完成后，自动航行到安全区。

步骤6，进行起爆作业。

实施例3

某河流中段出现冰坝堵塞河道，水位的剧增进一步将演化成决口，现必须对堵塞的冰坝进行爆破，考虑到河岸有居民居住，为减小爆破冲击波带来的伤害，选择无人机搭载小药量多炮弹进行破冰。

具体实施步骤如下：

步骤1，根据周围环境和地形选择载重为50kg的无人机，一次投放炮弹10个，选择单枚药量为4kg的炮弹，间隔4m，选择50m军用防爆水带。

步骤2，将组合和连接完成的炮弹装入军用防爆水带内并用自锁扣或麻绳固定。

步骤3，采用单轨动力弹射装置，将挂环直接挂在动力推进吊钩上。

步骤4，无人机航行到指定的投放位置，根据所需投射初速度控制动力弹射装置。

步骤5，无人机投弹作业完成后，自动航行到安全区。

步骤6，使用导爆管雷管连接并进行起爆作业。

实施例4

某港口附近近百米海域出现厚度为50cm的冰层，破冰船作业效率慢成本高，选择无人机投弹破冰，由于港口周围停靠着数百艘船只，金属炮弹爆炸的碎片和冲击波会直接损坏船体，造成经济损失，现选择无人机搭载带式投弹进行破冰，高效破冰的前提下减少爆炸的次生灾害。

具体实施步骤如下：

步骤1，选择承载重量在100kg～150kg的大型无人机，一次性搭载20枚炮弹，进行长距离大范围破冰，用导爆索连接，单枚炮弹携带药量为6kg，间距6m，选定130m军用防爆水带。

步骤2，将组合和连接完成的炮弹装入军用防爆水带内并用自锁扣或尼龙绳固定。

步骤3，将带上挂环直接挂在多轮轨动力弹射装置的动力推进吊钩上。

步骤4，无人机航行到指定的投放位置，根据所需投射初速度控制动力弹射装置。

步骤5，无人机投弹作业完成后，自动航行到安全区。

步骤6，进行起爆作业。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本说明书中的具体含义。

在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种无人机搭载带式投弹破冰装置，包括无人机机体和投弹系统，所述投弹系统设置在所述无人机机体的底端，所述投弹系统包括载弹架、动力弹射装置、电磁释放控制装置以及带式炮弹装置，其特征在于，所述载弹架设置在所述无人机机体的重心正下方，所述动力弹射装置安装在所述载弹架的下方，所述电磁释放控制装置加装在所述动力弹射装置前端和吊臂上，所述带式炮弹装置设置在所述动力弹射装置的下端。

2.如权利要求1所述的一种无人机搭载带式投弹破冰装置，其特征在于，所述动力弹射装置包括动力推进吊钩和用于动力推进吊钩滑行的轮轨，所述轮轨铺设在所述载弹架下面，并且所述轮轨采用单轨结构或多轨结构。

3.如权利要求2所述的一种无人机搭载带式投弹破冰装置，其特征在于，所述电磁释放控制装置包括探针和前端接收器，所述探针设置在所述动力推进吊钩上，所述前端接收器设置在所述载弹架的前端，所述探针与所述前端接收器对应设置。

4.如权利要求3所述的一种无人机搭载带式投弹破冰装置，其特征在于，所述带式炮弹装置包括侵彻头、若干炮弹、军用防爆水带、自锁扣、挂环和V型翼，所述侵彻头设置在所述炮弹的前端，所述炮弹的上端设置有所述挂环和所述V型翼，所述若干炮弹之间通过所述军用防爆水带连接，并且所述军用防爆水带的两端分别通过所述自锁扣与所述炮弹连接。

5.如权利要求4所述的一种无人机搭载带式投弹破冰装置，其特征在于，所述炮弹包括材料层、弹药层和聚能槽，所述材料层位于所述弹药层的上端，所述聚能槽设置在所述炮弹的底端并且所述聚能槽位于所述弹药层内。

6.如权利要求5所述的一种无人机搭载带式投弹破冰装置，其特征在于，两两所述炮弹的间距根据实际装药结构的设计而定，所述间距即为两两炮弹之间的所述军用防爆水带的长度，所述军用防爆水带利用所述自锁扣固定各个炮弹的位置，防止炮弹在投放过程中在带内发生位移。

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