一种适用于电磁弹射的无人机运载小车的制作方法

本发明涉及无人机弹射技术领域，具体涉及一种适用于电磁弹射的无人机运载小车。

背景技术：

在无人机电磁弹射中，通过直线电机将电能转化为机械能，将无人机弹射出去。因此，需要用运载工具来支承无人机，并需要将直线电机产生的电磁推力传递给无人机，同时反馈运载工具的位置信号，用于电机的闭环控制。运载工具在弹射初始时刻能对无人机进行可靠锁定，当无人机到达起飞速度时能够顺利解锁，释放无人机。直线电机的次级与初级之间的单边间隙不到2mm，为了保证安全发射，必须对运载工具的除射向外的振动与冲击进行控制。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种适用于电磁弹射的无人机运载小车。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于电磁弹射的无人机运载小车，包括小车支架1、前轮组合2、后轮组合3、前支承4、后支承5、反光板6、剪切销座7和剪切销8；

所述小车支架1为桁架结构；

所述前轮组合2固定在小车支架1前方，包括多组滚轮，用于运载小车在直线电机的导轨上的滚动，使得无人机只能沿着直线电机的射向向前运动；前轮组合2腹部加工有u形槽，它是直线电机次级板的机械接口，用于传递直线电机的电磁推力；

所述后轮组合3固定在小车支架1后方，包括多组滚轮，用于运载小车在直线电机的导轨上的滚动，使得无人机只能沿着直线电机的射向向前运动；后轮组合3腹部加工有u形槽，它是直线电机次级板的机械接口，用于传递直线电机的电磁推力；

所述前支承4分为左右两件，对称布置在小车支架1前部，它是无人机前支点的机械接口；前支承4上安装有扭簧，扭簧用于提供扭矩以防止无人机在发射过程中的窜动，起飞时无人机依靠惯性克服扭簧的扭矩解锁起飞；

所述后支承5分为左右两件，对称布置在小车支架1后部，它是无人机后支点的机械接口，其中一侧的后支承5高度可调节，以确保无人机四个支点位于同一个平面内；

所述反光板6固定在小车支架1后横梁中间位置，用于反射激光测距传感器发出的激光，从而使得电机控制系统获得运载小车的当前位置；

所述后轮组合3上安装有剪切销座7，用于配合剪切销实现运载小车在直线电机上的机械锁定。

优选地，所述剪切销座7具体用于在发射的初始时刻通过剪切销8，与直线电机上的机械接口相配合，实现对运载小车在直线电机上的锁定和定位。

优选地，所述后支承5上安装有滑盖，用于压住无人机后支点，滑盖的位置可调节，以保证前支承4、后支承5同步解锁。

优选地，所述反光板6通过销钉固定在小车支架1上。

优选地，所述反光板6上设有加强梁。

(三)有益效果

本发明中的前支承和后支承能够可靠支撑无人机，前支承上安装的扭簧能够防止无人机在发射前的窜动，发射时能顺利释放无人机；其中的前/后轮组合腹部的u形槽能将电机的电磁推力传递给无人机，前/后轮组合上的滚轮约束了运载小车除射向为的所有自由度，避免了运载小车横向振动、冲击对电机次级的影响，保证了发射的安全；小车后面的反光板能有效反射激光测距传感器发出的激光，使得控制系统实时获得无人机运载小车的运动位置，从而对直线电机进行闭环控制。

附图说明

图1为本发明的一种适用于电磁弹射的无人机运载小车结构示意图；

图2为本发明的运载小车尾部剪切销座的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，本发明提供了一种适用于电磁弹射的无人机运载小车，包括小车支架1、前轮组合2、后轮组合3、前支承4、后支承5、反光板6、剪切销座7、剪切销8。

所述小车支架1为桁架结构，是运载小车的主体结构，具有良好的刚强度，并提供了其他组件的安装接口。

所述前轮组合2固定在小车支架1前方，包括多组滚轮，滚轮可在导轨上运动，使得无人机只能沿着直线电机的射向向前运动。前轮组合2腹部加工有u形槽，它是直线电机次级板的机械接口，用于传递直线电机的电磁推力，腹部的u形槽与电机次级相接触，传递沿着射向的推力和位移，使得运载小车的横向位移和振动不会传递到直线电机的次级上，保证了发射的安全。

后轮组合3结构、功能与前轮组合2相同，后轮组合3固定在小车支架1后方，包括多组滚轮，滚轮可在导轨上运动，使得无人机只能沿着直线电机的射向向前运动。后轮组合3腹部的u形槽与电机次级相接触，传递沿着射向的推力和位移，使得运载小车的横向位移和振动不会传递到直线电机的次级上，保证了发射的安全。

所述前支承4分为左右两件，对称布置在小车支架1前方的竖杆上，它是无人机前支点的机械接口。前支承4上安装有扭簧，扭簧提供的扭矩可以防止无人机解锁起飞前的窜动，弹射起飞瞬间，运载小车突然制动，无人机依靠惯性克服扭簧的扭矩解锁起飞。

所述的后支承5分为左右两件，对称布置在小车支架1后方的竖杆上，它是无人机后支点的机械接口。后支承5包括滑盖，用于压住无人机后支点，滑盖的位置可以调节，能够保证前支承4、后支承5同步解锁。后支承5其中一侧的高度可调节，确保无人机四个支点位于同一个平面内。

所述反光板6固定在小车支架1后横梁中间位置，用于反射激光测距传感器发出的激光，从而使得电机控制系统获得无人机运载小车的当前位置，便于进行闭环控制。

如图2所示，所述剪切销座7固定在后轮组合3上，配合剪切销实现运载小车在直线电机上的机械锁定。在发射的初始时刻通过剪切销8，将它与直线电机上的机械接口相配合，实现对运载小车在直线电机上的锁定和定位。

本发明的工作过程为：

1)发射前，将直线电机次级分别与前轮组合4和后轮组合5的u形槽通过小间隙配合连接在一起。

2)用剪切销8将运载小车的剪切销座7与直线电机连接在一起，实现对运载小车在直线电机上的锁定和定位。

3)将无人机安装在运载小车上，利用前支承4的扭簧锁定无人机，调节后支承5上的滑盖，确保无人机四个支点能够同步解锁。

4)直线电机工作之后，次级上产生向前的推力，次级与前轮组合2的u形槽贴紧，使得运载小车有向前运动的趋势。当推力大到一定程度，剪切销被剪断，运载小车开始带着无人机向前加速运动，同时反光板6不断反馈运载小车的当前运动状态。

5)当速度满足无人机起飞速度后，直线电机在控制系统的控制下突然反向制动。这时，无人机依靠惯性克服前支承4上扭簧的提供的力矩，解锁起飞。

6)后轮组合3的u形槽与次级接触，次级开始带着运载小车制动，并最终在直线电机末端制动为零，完成整个发射。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种适用于电磁弹射的无人机运载小车，属于无人机弹射技术领域。本发明中的前支承和后支承能够可靠支撑无人机，前支承上安装的扭簧能够防止无人机在发射前的窜动，发射时能顺利释放无人机；其中的前/后轮组合腹部的U形槽能将电机的电磁推力传递给无人机，前/后轮组合上的滚轮约束了运载小车除射向为的所有自由度，避免了运载小车横向振动、冲击对电机次级的影响，保证了发射的安全；小车后面的反光板能有效反射激光测距传感器发出的激光，使得控制系统实时获得无人机运载小车的运动位置，从而对直线电机进行闭环控制。

技术研发人员：谭浩;朱遂波;张艳清
受保护的技术使用者：北京特种机械研究所
技术研发日：2017.08.30
技术公布日：2018.01.09