CN218641074U - 一种旋翼类空中加油对接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋翼类空中加油对接装置，包括：外壳、输油口、输油软管、油路导管、动力系统、小翼、轴套、视觉导航系统、电源及飞控系统；所述的动力系统包括两个可以实现矢量控制的旋翼结构，该结构可以通过折叠收入外壳内部；小翼位于装置整体的下方；飞控系统用于捕获受油机油管位置并控制动力系统来实现精准对接。本实用新型解决了空中软式加油对接难度大，受尾流影响较大的难题，并且可以实现为多架飞机同时加油，具有较高安全性的同时提高了加油的效率。

Description

一种旋翼类空中加油对接装置

技术领域

本实用新型属于飞行器空中加油技术领域，具体涉及一种旋翼类空中加油对接装置。

背景技术

空中加油技术是指在飞行过程中，加油机对受油机输油，从而提高受油机的航程。世界各国开始大力发展空中加油技术。

对于空中加油技术，目前主要存在两种方式，硬式空中加油以及软式空中加油；硬式加油系统的主体是安装在加油机尾部的伸缩套管，其根部用万向铰与加油机尾部承力结构相连，并且连有小翼来操纵控制套管的指向；软式加油系统的主体是橡胶输油管以及连接于输油管末端的锥套。硬式加油系统相对易于对接，且单位时间内加油量大，但是其只能满足对单架飞机实施加油，并且需要专门的加油人员；软式加油系统可以实现一对多的加油方式，但是软式加油易受加油机尾部气流的影响，且对受油机飞行员的操作难度较高。

综上所述，目前两种空中加油方式各有优劣，因此需要一种改进方式来实现空中加油的高效率、高安全性。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种旋翼类空中加油对接装置，以解决现有的空中加油方式存在的技术缺陷；本实用新型的对接装置能够实现加油机与受油机精准对接，且具有工作效率高、安全性能好、稳定性高，操作方便可靠等优点。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的一种旋翼类空中加油对接装置，包括：外壳、输油口、输油软管、油路导管、动力系统、小翼、轴套、视觉导航系统、电源及飞控系统；其中，

所述外壳的内部设置有容纳电源的存放空间及容纳飞控系统的安装空间，且外壳的外壁对称开设有两个容纳槽；

所述输油口设置于外壳的前部；所述输油软管的一端通过输油口与设置在外壳内部的油路导管连接，输油软管的另一端连接加油机；

所述动力系统由两个旋翼组件构成，所述旋翼组件包括：旋转平台、连接外壳、电机座、电机、螺旋桨、第一舵机及第二舵机；所述旋转平台的一端通过第二舵机转轴设置于外壳的容纳槽中，旋转平台的另一端通过第一舵机与连接外壳连接；所述电机座固定在连接外壳上，电机座上固定电机，电机的输出轴连接螺旋桨；

所述小翼的数量为两个，对称固定于外壳上，分别位于旋转平台的下方；

所述轴套通过其一端面上设有的凸台与外壳固定配合，凸台插入外壳容纳槽中，轴套的内壁面为锥面，锥面与油路导管末端的漏斗形锥面对接；

所述视觉导航系统固定于外壳的上方，用于采集受油机的位置信息，并将采集到的信息发送给与之连接的飞控系统；

所述飞控系统，用于根据所述受油机的位置信息做出相对位置的判断，并产生相应的运动指令发送给动力系统；

所述电源，对动力系统、视觉导航系统及飞控系统供电。

进一步地，所述外壳为圆柱形结构。

进一步地，所述第一舵机的一端设有齿轮，与连接外壳一端设有的齿孔相配合；另一端安装于旋转平台开设的安装孔中。

进一步地，所述第二舵机的一端内嵌于旋转平台中，另一端通过齿轮与外壳上开有的齿轮槽配合。

进一步地，所述两个旋翼组件中的旋转平台分别设置于外壳的两个容纳槽中。

进一步地，非工作状态时，所述螺旋桨与连接外壳的表面平行。

进一步地，所述旋转平台的表面呈弧面设计，用于在旋转平台旋转入外壳的容纳槽时容纳螺旋桨。

进一步地，所述凸台还通过涂抹粘黏剂加固。

进一步地，所述轴套的材质是橡胶材料，对装置之间的碰撞起到一定的缓冲保护作用。

进一步地，所述小翼的凸面朝下，在空中时与空气发生相对运动，产生的是向下的作用力，这使得对接装置在加油机的下方，此时有两个优势，一是在加油机下方较远处，该对接装置受到加油机尾部以及下部靠近位置的气流影响很小，避免出现甩鞭现象；二是受油机在加油机下方较远处视野较好，受加油机的气流影响较小。

其中，受油机的加油管是钢制的硬管，通过轴套内锥面和输油管末端漏斗形锥面的引导，与油路导管实现对接，进而实现加油。

工作时，动力系统随旋转平台旋出，旋转到固定角度后，随飞控系统给出的指令信号，连接外壳跟随舵机上的齿轮做定轴转动，带动电机和螺旋桨实现矢量控制。

本实用新型的对接装置位于加油机内，需要工作时，加油装置随加油软管漂浮在空中，两个小翼保持滚转稳定性的同时产生向下的作用力，使得对接装置位于加油机的下方，该处受到气流的影响较小，受油机的油管与加油对接装置对接时，加油对接装置的动力系统即旋翼伸出，视觉导航系统采集受油机的油管位置信息并将信息传递给飞控系统，飞控系统做出判断并传递指令给动力系统，两个电机可以按照指令做矢量转动从而实现平面内的运动，进而与受油机实现精准对接。

动力系统由两套旋翼组件构成，工作时操控原理类似于两轴旋翼飞行器，两个电机可以做矢量转动，因为加油是在飞行过程中进行，两架飞机相对静止，但仍处于较高速的飞行，加油对接装置难以实现沿飞机飞行方向的运动，故加油装置主要通过控制垂直于飞行方向的平面上运动。电机呈90°直立工作时，实现平面内的上升与下降；电机跟随第一舵机同时做顺时针或逆时针转动时，实现平面内的侧向运动。对接过程通过视觉导航系统捕获和传输受油机油管的位置信息，飞控系统接收信息后操控动力系统做出飞行动作，实现对接。

本实用新型的有益效果：

1、在加油机下方较远处，该对加油接装置受到加油机尾部以及下部靠近位置的气流影响很小，避免出现“甩鞭”现象；

2、受油机在加油机下方较远处视野较好，受加油机的气流影响较小。

3、旋翼类空中加油对接装置具备自主式对接目标的能力，大大降低了受油机对接时飞行员的操作难度。

附图说明

图1为本实用新型装置的结构示意图一；

图2为本实用新型装置的内部剖视图；

图3为旋翼组件结构示意图一；

图4为旋翼组件矢量旋转示意图一；

图5为旋翼组件矢量旋转示意图二；

图6为旋翼组件结构示意图二；

图7为本实用新型装置的结构示意图二；

图8为本实用新型装置的结构示意图三；

图9为本实用新型中轴套结构示意。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

参照图1-图9所示，本实用新型的一种旋翼类空中加油对接装置，包括：外壳1、输油口2、输油软管3、油路导管4、动力系统5、小翼6、轴套7、视觉导航系统8、电源及飞控系统；其中，

所述外壳1的内部设置有容纳电源的存放空间9及容纳飞控系统的安装空间10，且外壳 1的外壁对称开设有两个容纳槽；

所述输油口2设置于外壳1的前部；所述输油软管3的一端通过输油口2与设置在外壳 1内部的油路导管4连接，输油软管3的另一端连接加油机；

所述动力系统5由两个旋翼组件构成，所述旋翼组件包括：旋转平台14、连接外壳11、电机座12、电机17、螺旋桨16、第一舵机13及第二舵机15；所述旋转平台14的一端通过第二舵机15转轴设置于外壳1的容纳槽中，旋转平台14的另一端通过第一舵机13与连接外壳11连接；所述电机座12固定在连接外壳11上，电机座12上固定电机17，电机17的输出轴连接螺旋桨16；

所述小翼6的数量为两个，对称固定于外壳1上，分别位于旋转平台14的下方；

所述轴套7通过其一端面上设有的凸台18与外壳1固定配合，凸台插入外壳1容纳槽中，轴套7的内壁面为锥面19，锥面19与油路导管4末端的漏斗形锥面20对接(会引导受油机的加油管与该对接装置的油路导管4相接)；

所述视觉导航系统8固定于外壳1的上方，用于采集受油机的位置信息，并将采集到的信息发送给飞控系统；

所述飞控系统，用于根据所述受油机的位置信息做出相对位置的判断，并产生相应的运动指令发送给动力系统5；

所述电源，用于对各部件供电。

其中，所述外壳1为圆柱形结构。

其中，所述第一舵机13的一端设有齿轮，与连接外壳11一端设有的齿孔相配合；另一端安装于旋转平台14开设的安装孔中。

其中，所述第二舵机15的一端内嵌于旋转平台14中，另一端通过齿轮与外壳1上开有的齿轮槽配合。

其中，所述两个旋翼组件中的旋转平台11分别设置于外壳1的两个容纳槽中。

其中，非工作状态时，所述螺旋桨16与连接外壳11的表面平行。

其中，所述旋转平台14的表面呈弧面设计，用于在旋转平台14旋转入外壳1的容纳槽时容纳螺旋桨16。

其中，所述凸台18还通过涂抹粘黏剂加固。

其中，所述轴套的材质是橡胶材料，对装置之间的碰撞起到一定的缓冲保护作用。

其中，所述小翼的凸面朝下，在空中时与空气发生相对运动，产生的是向下的作用力，这使得对接装置在加油机的下方，此时有两个优势，一是在加油机下方较远处，该对接装置受到加油机尾部以及下部靠近位置的气流影响很小，避免出现甩鞭现象；二是受油机在加油机下方较远处视野较好，受加油机的气流影响较小。

其中，受油机的加油管是钢制的硬管，通过轴套7内锥面19和输油管末端漏斗形锥面 20的引导，与油路导管4实现对接，进而实现加油。

工作时，动力系统5随旋转平台14旋出，旋转到固定角度后，随飞控系统给出的指令信号，连接外壳11跟随舵机13上的齿轮做定轴转动，带动电机17和螺旋桨16实现矢量控制。

本实用新型中通过第一舵机13带动连接外壳11旋转，然后固定于连接外壳11的电机 17会随着旋转，从而实现“矢量控制”；矢量控制就是螺旋桨16配合电机产生的升力，该升力的方向不是固定不变的，可以变化就成为可以实现矢量控制。

本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种旋翼类空中加油对接装置，其特征在于，包括：外壳、输油口、输油软管、油路导管、动力系统、小翼、轴套、视觉导航系统、电源及飞控系统；

所述外壳的内部设置有容纳电源的存放空间及容纳飞控系统的安装空间，且外壳的外壁对称开设有两个容纳槽；

所述输油口设置于外壳的前部；所述输油软管的一端通过输油口与设置在外壳内部的油路导管连接，输油软管的另一端连接加油机；

所述动力系统由两个旋翼组件构成，所述旋翼组件包括：旋转平台、连接外壳、电机座、电机、螺旋桨、第一舵机及第二舵机；所述旋转平台的一端通过第二舵机转轴设置于外壳的容纳槽中，旋转平台的另一端通过第一舵机与连接外壳连接；所述电机座固定在连接外壳上，电机座上固定电机，电机的输出轴连接螺旋桨；

所述小翼的数量为两个，对称固定于外壳上，分别位于旋转平台的下方；

所述轴套通过其一端面上设有的凸台与外壳固定配合，凸台插入外壳容纳槽中，轴套的内壁面为锥面，锥面与油路导管末端的漏斗形锥面对接；

所述视觉导航系统固定于外壳的上方，并连接所述飞控系统；

所述电源，对动力系统、视觉导航系统及飞控系统供电。

2.根据权利要求1所述的旋翼类空中加油对接装置，其特征在于，所述外壳为圆柱形结构。

3.根据权利要求1所述的旋翼类空中加油对接装置，其特征在于，所述第一舵机的一端设有齿轮，与连接外壳一端设有的齿孔相配合；另一端安装于旋转平台开设的安装孔中。

4.根据权利要求1所述的旋翼类空中加油对接装置，其特征在于，所述第二舵机的一端内嵌于旋转平台中，另一端通过齿轮与外壳上开有的齿轮槽配合。

5.根据权利要求1所述的旋翼类空中加油对接装置，其特征在于，所述两个旋翼组件中的旋转平台分别设置于外壳的两个容纳槽中。

6.根据权利要求1所述的旋翼类空中加油对接装置，其特征在于，非工作状态时，所述螺旋桨与连接外壳的表面平行。

7.根据权利要求1所述的旋翼类空中加油对接装置，其特征在于，所述旋转平台的表面呈弧面设计，在旋转平台旋转入外壳的容纳槽时容纳螺旋桨。

8.根据权利要求1所述的旋翼类空中加油对接装置，其特征在于，所述凸台通过涂抹粘黏剂加固。

9.根据权利要求1所述的旋翼类空中加油对接装置，其特征在于，所述轴套的材质是橡胶材料。

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