弹射式翼伞物资投送系统载物舱

1.本实用新型属于动力翼伞技术领域，尤其涉及一种弹射式翼伞物资投送系统载物舱。


背景技术：

2.动力翼伞在应急物资投送方面有其独特的优势。相比地面车辆，翼伞可实现跨越江河与峡谷的飞行，虽没有飞机的速度快，但其相对成本非常低，且可实现低空飞行，这在军事上有着非常重要的意义。目前，动力翼伞随着极限体育运动及抢险、救援等各种应急救援技术的发展，技术上也在不断完善，例如动力源已有柴油机、汽油机和电动机等各种形式，翼伞的飞行控制理论与方法也被学者和机构大量研究，部分成果已在卫星返回舱等领域得到应用，物资投送的距离和精度也在逐步提高。
3.一般的翼伞均为从空中投放或从地面滑行起飞后，再开启动力源，通过空中的定位与方向控制，以达到长距离飞行的目的。但这两种形式均使翼伞的应用受到一定限制。对于空中投放，需用运输机将翼伞与物资带至高空，这就需要一个出舱和投放的过程，动用飞机不仅受到机场与气象等条件限制，所需的成本也非常高。而从地面滑行起飞，虽成本相对较低，但需要一个较长的跑道供翼伞滑行，同时翼伞也需为滑行起飞设计滑行轮等系统，且助跑与滑行、起飞至一定高度，均需消耗一定的能量，致使翼伞系统必须携带更多的能源，这就影响了物资的载运量。因此，申请人设计了弹射式翼伞投送系统，使带载物舱的翼伞从地面直接弹射至起飞高度，不仅少受场地约束(这对抢险救灾尤其是战地物资投送等特殊场景的应用具有重要的意义)，且可增加物资载运量，快速完成翼伞升空过程。在弹射时，载物舱底部会受到较大的冲击力，而翼伞的空中运动所必需的螺旋桨又设在尾部，这就需要一套螺旋桨的推出系统，在发射时保护螺旋桨不受冲击力破坏，而在升空后及时推出，为翼伞飞行提供动力。同时为了减少载物舱发射过程中产生的旋转对正常开伞带来的影响，需在载物舱上设计减旋系统，使载物舱在发射过程中保持正常的姿态。


技术实现要素：

4.本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种弹射式翼伞物资投送系统载物舱，解决了弹射式翼伞系统的载物舱在弹射升空过程中，减少载物舱圆筒形载物舱体的旋转和保护螺旋桨正常推出，使载物舱保持正常的飞行姿态，即可在升空后顺利开伞。
5.本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种弹射式翼伞物资投送系统载物舱，其特征是：包括圆筒形载物舱及置于其头部的导流罩构成流线型载运具，所述流线型载运具底部设有螺旋桨收纳槽，所述螺旋桨收纳槽中收纳有螺旋桨叶，所述螺旋桨叶连接有螺旋桨推出机构，所述螺旋桨推出机构包括推桨外轴、推桨芯轴、弹簧和电磁开关，所述推桨芯轴通过螺钉与螺旋桨叶固接成一体，所述推桨芯轴上套接有弹簧，并与推桨外轴滑动连接，所述推桨外轴外圆上径向对称设有导向滑槽，推桨芯轴外圆上设有凸轴，凸轴贯穿于导向滑槽中，推桨芯轴通过电磁开关与凸轴联动使其在推桨外轴中做伸出或收纳
的前后滑动，所述推桨外轴通过轴承支撑在流线型载运具底部中央芯孔上，推桨外轴尾端与动力源相连接。
6.所述螺旋桨推出机构置于流线型载运具底部螺旋桨收纳槽的中央芯孔中。
7.所述推桨外轴的导向滑槽包括纵向段与圆周段联通构成形状呈
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形。
8.所述电磁开关采用直线推拉式电磁铁。
9.所述流线型载运具尾部设有防旋转机构，所述防旋转机构包括防旋叶片和弹簧铰链，四只防旋叶片通过弹簧铰链与圆筒形载物舱连接。
10.所述防旋叶片的旋转方向设置为顺时针和逆时针，其中两个顺时针，两个逆时针，并间隔分布设置。
11.有益效果：与现有技术相比，本实用新型解决了弹射式翼伞系统在弹射升空过程中，对螺旋桨的保护以及正常推出使用的问题，以及减少载物舱圆筒形载物舱体的旋转，保持其正常的飞行姿态，以能在升空后顺利开伞，使载物舱与伞体及控制系统和动力源等构成完整的动力翼伞系统，完成物资投送任务。
附图说明
12.图1是本实用新型的结构示意图；
13.图2是铰链连接的结构示意图；
14.图3是防旋叶片分组安装示意图；
15.图4是弹簧铰链的结构示意图；
16.图5是螺旋桨推出机构与圆筒形载物舱连接结构示意图；
17.图6是螺旋桨推出机构与电磁开关的结构示意图；
18.图7是发射时螺旋桨回缩状态示意图；
19.图8是推桨外轴的结构示意图；
20.图9是推桨外轴与电机连接的结构示意图。
21.图中：1、圆筒形载物舱，2、导流罩，3、螺旋桨收纳槽，4、螺旋桨叶， 5、推桨外轴，5-1、推桨外轴尾端轴，6、推桨芯轴，7、弹簧，8、电磁开关，9、导向滑槽，10、凸轴，11、中央芯孔，12、防旋叶片，13、弹簧铰链。
具体实施方式
22.以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式详述如下：详见附图，本实施例提供一种弹射式翼伞物资投送系统载物舱，包括圆筒形载物舱1及置于其头部的导流罩2构成流线型载运具，所述流线型载运具底部设有螺旋桨收纳槽3，所述螺旋桨收纳槽中收纳有螺旋桨叶4，所述螺旋桨叶连接有螺旋桨推出机构，所述螺旋桨推出机构包括推桨外轴 5、推桨芯轴6、弹簧7和电磁开关8，所述推桨芯轴通过螺钉与螺旋桨叶固接成一体，所述推桨芯轴上套接有弹簧，并与推桨外轴滑动连接，所述推桨外轴外圆上径向对称设有导向滑槽9，推桨芯轴外圆上设有凸轴10，凸轴贯穿于导向滑槽中，所述推桨外轴的导向滑槽包括纵向段与圆周段联通构成形状呈
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形。推桨芯轴通过电磁开关与凸轴联动使其在推桨外轴中做伸出或收纳的前后滑动，所述推桨外轴通过轴承支撑(图中未示) 在流线型载运具底部中央芯孔11上，推桨外轴尾端轴5-1与动力源相连接。所述螺旋桨推出机构置
于流线型载运具底部螺旋桨收纳槽的中央芯孔中。
23.本实施例的优选方案是，所述流线型载运具尾部设有防旋转机构，所述防旋转机构包括防旋叶片12和弹簧铰链13，四只防旋叶片通过弹簧铰链与圆筒形载物舱连接。所述防旋叶片的旋转方向设置为顺时针和逆时针，其中两个顺时针，两个逆时针，并间隔分布设置。防旋转机构作用：因流线型载运具需从地面弹射至开伞高度方可实现翼伞飞行，为防止圆筒形载物舱体在弹射过程中发生旋转，影响翼伞的顺利弹出，则设置了防旋转机构。旋转方向设置为顺时针和逆时针，可以保证流线型载运具无论以何种方向旋转，都会有两个叶片张开，给圆筒形载物舱体施加一定的旋转阻力。本实施例的弹簧铰链为市场采购件，根据需要选择铰链大小及弹簧刚度。由于弹簧铰链的弹簧作用，铰链在无外力情况下为闭合状态，可使叶片与圆筒形载物舱体贴合在一起(叶片弧度与圆筒形载物舱体外径一致)，当圆筒形载物舱体发生旋转时，如旋转产生的离心大于弹簧张力，则叶片张开，并与圆筒形载物舱体旋转方向相反，起到阻滞圆筒形载物舱体旋转的作用。由于离心力公式中，f＝mv2/r，叶片的张开角度会随着圆筒形载物舱体旋转速度的增大而增加，直至完全张开。
24.本实施例的圆筒形载物舱直径800毫米；上部和下部中空，内部可装载弹射物资及电池与控制系统。
25.所述电磁开关采用直线推拉式电磁铁。本实施例选用zho-1240用于自动化设备等直线推拉式电磁铁。
26.外形尺寸：40*29*24(mm)
27.电压范围：3-48vdc 24-230vac
28.行程：0-12mm力量：依据功率不同，行程不同，力量在30-1800g之间。
29.工作模式：推式和拉式两种
30.绝缘等级：class b级，f级。
31.螺旋桨推出机构工作过程和工作原理
32.螺旋桨的作用是为翼伞空中运动提供动力，本实施例的螺旋桨高度为 50毫米，圆筒形载物舱体尾部的螺旋桨收纳槽深度为55毫米。为防止弹射时损坏桨叶，故将桨叶在弹射状态时是收纳在收纳槽中，这样弹射活塞和圆筒形载物舱体尾部的撞击不会对螺旋桨产生影响。在完成弹射后，圆筒形载物舱体升空，需要将螺旋桨从收纳槽中伸出，并与动力驱动系统连接，以驱动螺旋桨转动，实现翼伞系统的空中运动。详见图9，电机作为动力源，置于载物舱尾部内，与推桨外轴尾端轴通过连轴器连接；电池与控制系统置于导流罩内，与电机和电磁铁等通过导线相连接。
33.螺旋桨推出机构原理
34.一、详见附图7，推桨系统由推桨外轴、推桨芯轴、弹簧以及电磁开关等组成。其中，螺旋桨通过螺钉与推桨芯轴固连为一体，并随其运动。在发射状态，将推桨芯轴克服弹簧7的弹力向下压入推桨外轴中，螺旋桨随之向下运动，并嵌入舱尾的螺旋桨收纳槽3中，电磁开关轴为伸出状态，挡住推桨芯轴上的凸轴，使螺旋桨锁止在收纳状态；
35.二、载物舱发射升空后，接通电磁开关轴回缩，推桨芯轴在弹簧力作用下向外伸出，推桨芯轴凸轴在推桨外轴导向滑槽中移动，起到定位和导向的作用。推桨外轴导向滑槽为纵向段与周向段联通的
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型，芯轴带动螺旋桨滑动至导向滑槽弯角处既完成螺旋桨推出，本实施例的纵向行程为60毫米，因芯轴与螺旋桨固连，此时螺旋桨也向外伸出60毫米，
完全推出收纳槽。推桨芯轴尾部与电机等动力源相连接，所述推桨外轴的两个导向滑槽的圆周段沿推桨外轴圆周顺时针设置呈一个向上，另一个向下状态。当电机转动带动芯轴转动时，推桨芯轴在导向滑槽圆周段中首先沿导向滑槽顺时针转动，然后带动推桨外轴(与螺旋桨固连)一起转动，起到传递动力的作用。
36.三、电磁开关
37.电磁开关伸出轴在弹簧作用下保持常伸出状态，对螺旋桨起到锁止作用，加电后回缩，推出螺旋桨。且螺旋桨推出后，电磁开关对推桨芯轴不再起到作用，防止了螺旋桨转动时的误动作。电磁开关安装在舱体底部，电磁开关伸出轴与导向滑槽中凸轴在同一水平面上，满足挡住推桨芯轴上的凸轴，使螺旋桨锁止在收纳状态。
38.弹射式翼伞物资投送系统载物舱与专利授权公告号为cn 215664031 u 的专利文献公开的一种动力翼伞地面弹射助推系统连接。动力翼伞地面弹射助推系统包括底座、壳体、发射活塞、气路系统、液路系统与静压轴承等部件，所述发射活塞、气路系统、液路系统与静压轴承等部件均布置于壳体内，发射活塞上部与翼伞舱底部作用，可对翼伞升空提供冲击动力；气路系统与液路系统共同作用，可为发射活塞的运动提供能量。静压轴承作用于发射活塞的两端，通过轴承与活塞的配合，起到密封助推液的作用。所述的气路与液路系统，包括管路、控制阀以及气体与液体，在气体和液体联合作用下，为活塞提供运动能量。本实施例的液体采用水，更经济且在发射区域的环境中更容易取得。缓冲回收机构由缓冲油缸与回收杆组成，发射后使整个系统恢复到重新工作的状态。固定机构通过调整液压缸可以将壳体安放于地面或其它发射平面，并可实现对发射角度的控制。
39.上述参照实施例对该一种弹射式翼伞物资投送系统载物舱进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。