一种加油接头锥管组件及加油接头的制作方法

1.本实用新型属于空中加油技术领域，涉及一种加油接头锥管组件及加油接头。


背景技术：

2.空中加油是指在飞行中由一架装载燃油的飞机，利用加油设备，给一架或者多架飞机加注燃油。通过空中加油，可有效提升飞机续航能力，扩大任务范围。空中加油主要分为软式空中加油和硬式空中加油，目前世界上应用最为广泛的是软式空中加油。对于有人机，完成对接主要靠受油机飞行员的控制来实现，人为观测与控制都在一定程度上降低了空中加油的难度，但无人机没有这种优势，无人机自主空中加油的难点在于保证受油机系统识别加油锥套空间坐标的准确性、实时性，同时保证对接输油过程的高可靠性。提出一种具有特征识别点的无人机自主空中加油接头锥套装置，可提升目标识别速度及准确度，同时对接可靠，保障空中加油安全性。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种加油接头锥管组件及加油接头，具有压力冲击抑制功能，有效保障受油机安全，解决了现代空中加油时人为因素导致的失误及高强度飞行训练等问题，填补国内相关技术空白。
4.本实用新型所采用的技术方案是：
5.一种加油接头锥管组件，设置加油接头锥管；沿轴向，在所述的加油接头锥管内嵌设调压阀组件，调压阀组件内嵌设密封接头组件，与所述的调压阀组件依次接设锥形套和接头壳体；在所述的锥形套和接头壳体外围设闩锁组件；所述的密封接头组件沿与受油方向相反的轴向移动开启受油通道；所述的调压阀组件依据受油方向来油的油压控制过油流量。
6.可选的，所述的加油接头锥管为带有球形腔的开口部件；所述的调压阀组件整体为与所述球形腔嵌设配合的球壳体，调压阀组件与加油接头锥管间套设第一衬套。
7.可选的，所述的调压阀组件设置球形壳结构的阀体，阀体嵌设在加油接头锥管内；所述的阀体内嵌设阀芯，阀芯与阀体形成环形间隙，与环形间隙连通设置通气孔道；所述的阀芯通过弹性件支撑设置在所述的阀体内。
8.可选的，所述的弹性件包括围绕在管式结构外的弹簧和弹簧座。
9.可选的，所述的阀芯的来油端扣设端盖，端盖端部设置第一过油孔，端盖侧壁设置第二过油孔；与所述的端盖的第二过油孔连通，在所述的阀芯上设置第三过油孔；所述的端盖内设置管式结构，管式结构内设置密封接头组件；所述的密封接头组件包括密封弹簧，包覆密封弹簧设置的密封接头。
10.可选的，在所述的锥形套和接头壳体之间还过渡设置第二衬套；在所述的第二衬套外围设闩锁组件；在所述的接头壳体上还嵌设锥管灯，接头壳体外设置微型涡扇发电机。
11.可选的，所述的闩锁组件设置铰接的闩锁和闩锁调节杆；所述的闩锁包括沿轴向
对应于横向方向，其中，“升、降”是指相应的部件在竖直方向上向上或向下的运动。但上述方位词仅用于解释和说明本公开，并不用于限制。
33.在本公开中，提到的“受油方向”指的是图1中的加油接头锥管a1至接头壳体7的油流向，加油时，受油接头由接头壳体7处插入，进行受油操作；“油压”指的是通过加油接头锥管a1的油的压力，“过油流量”指的是，在一定的空间内流动，液体所产生的在一定时间内通过的油的体积。
34.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
35.本实用新型给出的加油接头锥管组件a及加油接头，特别适用于无人飞行器自主空中加油使用，通过加油接头锥管组件a内部设置的压力调节装置，即调压阀组件1，实现对受油机受油系统的保护；通过加油接头锥管组件a的内部设置的机械闩锁结构，即闩锁组件4，实现对接的高可靠性；同时通过设置在加油接头锥套b结构上的锥套灯b1，锥管灯71以及反光材质，形成视觉识别特征点，便于无人受油机通过计算机视觉识别测量技术识别这些特征，并控制无人受油机飞控系统，与加油接头锥套b实现对接；加油接头锥套b外部结构布置特征识别点，内部机构保障加油锥套与受油机受油探管可靠对接、稳定输油；具体方案，结合图1
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3进行详细介绍。
36.结合图1，本实用新型的加油接头锥管组件a的具体结构包括：
37.设置加油接头锥管a1；沿轴向，在加油接头锥管a1内嵌设调压阀组件1，调压阀组件1内嵌设密封接头组件2，与调压阀组件1依次接设锥形套5和接头壳体7；在锥形套5和接头壳体7外围设闩锁组件4；受油探管推动密封接头组件2将受油通道打开，即密封接头组件2与受油方向相反的轴向移动开启受油通道；调压阀组件1依据受油方向来油的油压控制过油流量；加油接头锥管a1与阀体17装配，其上设有密封圈槽，密封圈槽内放置阀体密封圈。第一锥管外罩a2端面分别与加油接头锥管a1的回转球头结构、锥形套5装配，第一锥管外罩a2与加油接头锥管a1的接触面端也为球面，球面边缘设有凹槽，凹槽内装有聚四氟乙烯垫。第二锥管外罩a3装配面一端贴合第一锥管外罩a2，另一端与接头壳体7相连。加油接头锥管a1在未进行对接时具有自密封功能。密封接头22通过密封弹簧21压缩安装于锥形套5内测的密封圈实现加油流道的密封；加油接头锥管a1在与无人受油机受油探管对接后具有实现燃油传输功能，同时具有通道密封功能。对接后受油探管抵开密封接头22并通过锥形套5内侧的受油探管活门密封圈与受油探管贴合，形成加油流道并实现密封功能；加油接头锥管a1具有压力调节和缓冲功能。
38.在本公开的实施例中，加油接头锥管a1为带有球形腔的开口部件；调压阀组件1整体为与球形腔嵌设配合的球壳体，调压阀组件1与加油接头锥管a1间套设第一衬套3。通过球形的结构设计，可以使加油接头锥管a1与调压阀组件1之间形成一定角度范围内转动的偏摆，抵消加油接头对接过程中的产生的扭矩或偏摆，同时通过第一衬套3的设置，使两者密封效果良好，同时提高使用寿命。
39.在本公开的实施例中，调压阀组件1设置球形壳结构的阀体17，阀体17嵌设在加油接头锥管a1内；阀体17内嵌设阀芯13，阀芯13与阀体17形成环形间隙15，与环形间隙15连通设置通气孔道16；阀芯13通过弹性件f支撑设置在阀体17内。阀体17内部设有阀芯13，阀芯13与阀体17装配处设有密封圈槽，密封圈槽内放置调压阀密封圈。阀体17上设有通气孔道16，通气孔位于两密封圈之间。端盖11与阀体17及阀芯13装配，弹簧座14与端盖11装配，阀
芯13与弹簧座14之间设有阀芯弹簧12。密封接头22与端盖11及阀芯13装配。具体的，在本公开的实施例中，弹性件f包括围绕在管式结构外的阀芯弹簧12和弹簧座14。在调压阀组件1的工作过程中，当受油方向的来油冲击到端盖11后，由端盖11上的第一过油孔c及第二过油孔d通过，到达端盖11与阀芯13之间的空间内，并由第三过油孔e等过油孔的设置通过阀芯13向后传输；当油压过大时，油压带动阀芯13压缩阀芯弹簧12相对于弹簧座14向下位移，从而减小环形间隙15的面积，进而减少了过油流量，从而实现流动控制。
40.在本公开的实施例中，阀芯13的来油端扣设端盖11，端盖11端部设置第一过油孔c，端盖11侧壁设置第二过油孔d；与端盖11的第二过油孔d连通，在阀芯13上设置第三过油孔e；端盖11内设置管式结构，管式结构内设置密封接头组件2；密封接头组件2包括密封弹簧21，包覆密封弹簧21设置密封接头22。阀体17内部安装有阀芯13，阀芯13及端盖11上设有过油孔，阀芯13与弹簧座14之间安装阀芯弹簧12，阀芯弹簧12材料采用65mn弹簧钢，经加温加荷时效处理，力值满足使用要求。安装在阀芯13上的调压阀密封圈与安装在阀体17上的调压阀密封圈之间形成一环形间隙15，该环形间隙15通过通气孔道16与外界大气相通，压强为飞行高度下的大气压。当加油接头锥管a1处的压力值过高时，油压通过阀芯13上的第一过油孔c作用于阀芯13上的环形间隙15，克服阀芯弹簧12推动阀芯13向出口方向移动，减小环形间隙15的流道面积，从而降低出口压力，达到压力调节的目的。
41.在本公开的实施例中，在锥形套5和接头壳体7之间还过渡设置第二衬套8；在第二衬套8外围设闩锁组件4；在接头壳体7上还嵌设锥管灯71，接头壳体7外设置微型涡扇发电机6。第二衬套8装配于接头壳体7并用紧固件连接。第二锥管外罩a3上设有通风孔a31，接头壳体7与第二锥管外罩a3之间设有微型涡扇发电机6，通风孔a31与微型涡扇发电机6的涡扇叶片位置相对应。接头壳体7锥面上均匀布置有六处锥管灯71。
42.在本公开的实施例中，闩锁组件4设置铰接的闩锁和闩锁调节杆41；闩锁包括沿轴向依次设置的闩锁锁臂46、闩锁弹簧42和闩锁活塞43，闩锁活塞43的端部嵌设球状杆44，球状杆44与闩锁调节杆41铰接，闩锁调节杆41靠近球状杆44设置闩锁滚轮45。接头壳体7上设置三处闩锁装置，用于加油接头锥管组件a与受油探管的对接锁紧，闩锁装置在接头壳体7上均布，闩锁锁臂46与接头壳体7一端铰接，另一端连接球状杆44，闩锁锁臂46上设有闩锁滚轮45，球状杆44与闩锁活塞43装配，闩锁活塞43安装于接头壳体7的活塞孔内，闩锁活塞43与接头壳体7之间设有闩锁活塞密封圈。接头壳体7活塞孔口设有闩锁端盖，闩锁端盖与接头壳体7之间设有闩锁端盖密封圈。闩锁端盖内部设有闩锁调节杆41，闩锁调节杆41与闩锁端盖之间设有闩锁调节杆密封圈。闩锁调节杆41与闩锁活塞43之间安装闩锁弹簧42。闩锁活塞43的活塞孔内设有通油孔47，通油孔47一端位于闩锁端盖密封圈与闩锁活塞密封圈之间，另一端位于安装在阀体17上的壳体密封圈与安装在锥形套5上的壳体密封圈之间。
43.将本实用新型的加油接头锥管组件应用到无人机对接加油的过程包括：
44.加油接头锥管组件a具有实现加油接头与无人机受油探管对接锁紧的功能。当无人受油机以一定的相对速度与加油机对接时，加油接头锥管组件a上的闩锁滚轮45落入受油探管上的凹槽形成机械锁紧。在受油探管对接上锁过程中，闩锁滚轮45被受油探管锥面抬起，闩锁滚轮45带动闩锁锁臂46绕铰接点转动并带动球状杆44做旋转运动，闩锁活塞43受球状杆44推动，克服闩锁弹簧42弹簧压力上锁。闩锁弹簧42的安装力可通过闩锁调节杆41调节，通过调节闩锁弹簧42初始安装力达到调节加油接头锥管组件a与受油探管的对接
力及脱开力值。为了进一步保证对接输油过程的锁紧可靠性，在闩锁活塞43内设置有通油孔47，通油孔47使加油流道与闩锁活塞43之间连通。对接输油时，油压通过通油孔47作用于闩锁活塞43，使闩锁锁紧力与油压呈正比关系，从而提升对接的可靠性。壳体密封圈、闩锁调节杆密封圈、闩锁端盖密封圈、闩锁活塞密封圈共同保证了闩锁活塞的密封性。受油探管与加油接头锥管组件a脱开时的作动过程与上述上锁过程相同。加油接头锥管a1具有偏摆功能，阀体17结构为球状阀体，与阀体17装配的加油接头锥管a1内外表面同为球状，第一锥管外罩a2内侧与加油接头锥管a1外球面配合，从任意方向对第二锥管外罩a3施加垂直于加油接头锥管a1轴线的外力，第一锥管外罩a2可绕轴线1/4πrad的锥角范围内做偏摆运动。
45.加油接头锥套b：
46.加油接头锥套b内侧均设多个锥套灯b1。具体的，加油接头锥套b设置环形的锥套座b2，锥套座b2上沿周向均布伞骨片b3，伞骨片b3端部承托伞衣b5；伞骨片b3间拉设伞骨限位绳b7；沿伞骨片b3边缘接设锥套灯线缆b6。通过锥套座b2与接头壳体7通过法兰件连接；伞骨片b3数量为36片，均布于锥套座b2的凹槽内并与锥套座b2连接方式为铰接。伞骨片b3两侧附着有反光材料；伞骨片b3 通过伞骨限位绳b7相互连接并使伞骨片b3张开时形成漏斗状，伞骨片b3在未被伞骨限位绳b7约束时均可绕铰接点自由旋转。伞骨限位绳b7材质为尼龙。伞骨片b3设有两处钩锁挂点，每个挂点处设置弹簧片b4对钩锁限位，弹簧片材质为65mn弹簧钢，通过拨动弹簧片b4向其弹性方向运动，将伞衣b5固定在伞骨片b3上，伞衣b5采用反光尼龙材质，在阴暗环境下可反射光线。如图3示出了视觉特征识别点锥套灯b1的位置布局，锥套灯b1共设9处，通过缝制工艺均布于伞衣b5上，锥套灯b1电源由微型涡扇发电机6通过锥套灯线缆b6提供，锥套灯线缆b6由微型涡扇发电机6引出，经接头壳体7及锥套座b2过线孔固定于伞骨片b3上连接至锥套灯b1。加油接头锥套b的主要功能是为受油探管提供气动阻力，使受油探管保持良好的稳定性。空中加油时，加油接头锥套b受气动阻力将固定于伞骨片b3上的伞衣b5张开，伞骨片b3相互之间受伞骨限位绳b7的限制，使加油接头锥套b上的伞骨片b3张开至一固定角度，该角度下伞衣b5的迎风面积最大，因此能提供足够的气动力。伞骨限位绳b7采用尼龙材质。张开后的伞骨片b3形成一漏斗状区域，对受油探管具有一定的导向作用，能更便于无人受油机受油探管的对接。
47.本公开还提供了一种加油接头，加油接头包括轴向依次接设的加油接头锥管组件a及加油接头锥套b；加油接头锥套b具有特征识别功能。布置于加油接头锥套b上的伞衣b5为反光尼龙材质，伞骨片b3两侧附着反光材料，夜间环境下可反射来自于无人受油机的光线并形成亮区。布置在伞衣b5上的锥套灯b1通过安装在接头壳体7上的微型涡扇发电机6工作经锥套灯线缆b6提供电源发光。布置在接头壳体7锥面的锥管灯71通过微型涡扇发电机6工作经锥套灯线缆b6提供电源发光。在白天环境下锥套灯b1、锥管灯71为辅助特征识别点，在夜间及光线昏暗环境下，锥套灯b1、锥管灯71及锥套反射亮区为加油接头主特征识别点，无人受油机通过视觉识别测量技术识别这些特征识别点，并控制无人受油机飞控系统，与加油接头实现对接。
48.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
49.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛
盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
50.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。