一种系留格栅、机载系留杆以及快速系留装置

摘要

本发明实施例公开了一种系留格栅、机载系留杆以及快速系留装置，该系留装置包括机载系留杆和系留格栅。机载系留杆包括连接装置、弹性杆和球体；其中，连接装置用于将机载系留杆安装在无人机的安装基座上。系留格栅包括上部格栅板、下部格栅板、支架和驱动组件；其中，上部格栅板固定在支架上，下部格栅板设置在上部格栅板的下方；上部格栅板设置有多个导入孔；下部格栅板设置有多个卡孔，当处于第一工作状态时，所述驱动组件驱动所述下部格栅板运行，导入孔和卡孔形成满足机载系留杆进出要求的通道；当处于第二工作状态时，所述驱动组件驱动所述下部格栅板运行，导入孔和卡孔将机载系留杆卡住使其无法拔出。

说明书

技术领域

本发明涉及航空器技术领域，更具体地说，涉及一种系留格栅、机载系 留杆以及快速系留装置。

背景技术

系留装置包括机载系留杆和系留格栅。其中，机载系留杆安装在无人机 上，而系留格栅设置在飞行甲板(停机坪或能够实现无人机停机的平台)上。 系留装置对于无人机的起降至关重要，此装置可以使无人机快速、安全着舰 (陆)并将其可靠固定。

目前，系留装置采用的系留杆为伸缩杆，系留杆的头部设置有叉形锁定 结构。无人机在着舰(陆)时，系留杆插入系留格栅锁定，以避免无人机着 舰时产生侧滑和倾覆；无人机在起飞时，该装置保障无人机达到最大升力， 并保证在安全风速、风向条件下释放无人机，以保证其安全离开着舰(陆) 区。

但是，采用上述系留方式时，主要通过操作系留杆上的叉形锁定结构完 成无人机的系留。因此，系留杆的设计要求较高，需要完成“伸出-锁定”和 “解锁-缩回”动作并配套相应的驱动和控制装置。该技术方案，增加了无人 机的复杂性，降低了无人机的可靠性。另外，系留杆的体积相对较大，动作 复杂，重量也较大，从而减少了无人机的有效载荷。

因此，如何增加无人机的有效载荷，提高无人机着舰(陆)时的安全性 和可靠性，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种系留格栅，以提高无人机 的安全性和可靠性，增加无人机的有效载荷；本发明的第二个目的在于提供 一种机载系留杆；本发明的第三个目的在于提供一种快速系留装置。

为实现上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种系留格栅，所述系留格栅包括上部格栅板、下部格栅板、支架和驱 动组件。其中，所述上部格栅板固定在所述支架上，所述下部格栅板设置在 所述上部格栅板的下方；所述上部格栅板设置有多个导入孔，所述导入孔呈 蜂窝状布置，所述导入孔的孔径沿靠近所述下部格栅板的方向逐渐变小；所 述下部格栅板上设置有多个卡孔。当处于第一工作状态时，所述驱动组件驱 动所述下部格栅板运行，形成满足所述机载系留杆的球体进出要求的通道； 当处于第二工作状态时，所述驱动组件驱动所述下部格栅板运行，将所述机 载系留杆的球体卡在所述卡孔中。

优选地，在上述系留装置中，所述下部格栅板与所述支架之间设置有导 轨，所述下部格栅板可在所述导轨上移动，所述驱动组件的直线运动输出端 与所述下部格栅板相连并驱动所述下部格栅板平移；当处于第一工作状态时， 所述导入孔与对应的所述卡孔形成满足机载系留杆的球体进出要求的通道； 当处于第二工作状态时，所述导入孔与对应所述卡孔能够将所述机载系留杆 的球体卡在所述卡孔中。

优选地，在上述系留装置中，所述卡孔呈蜂窝状布置，其孔径沿远离所 述上部格栅板的方向逐渐变大。

优选地，在上述系留装置中，所述卡孔呈蜂窝状布置，所述卡孔为直孔。

优选地，在上述系留装置中，当处于第一工作状态时，所述下部格栅板 在所述驱动组件的驱动下，所述卡孔的孔径可变大；当处于第二工作状态时， 所述下部格栅板在所述驱动组件的驱动下，所述卡孔的孔径可变小。

优选地，在上述系留装置中，所述驱动组件为气缸、液压缸或电动缸。

当无人机着舰(陆)时，该系留格栅处于第一工作状态，设置有球体的 系留杆插入导入孔中，机载系留杆的球体通过通道，进入卡孔中，此时该系 留装置切换至第二工作状态，卡孔运动将机载系留杆的球体卡在对应的卡孔 中，完成无人机的系留；当无人机起飞时，该系留装置由第二工作状态切换 至第一工作状态，导入孔与卡孔形成满足球体进出要求的通道，机载系留杆 在无人机升力的作用下从蜂窝孔中拔出，从而实现无人机的放飞。由于采用 本发明中的系留装置，上部格栅板和下部格栅板的配合能够完成机载系留杆 的固定与释放，因此，采用本发明中的系留装置对于设置在无人机上的机载 系留杆的要求较低，系留杆的功能相对单一，结构简单，从而提高了无人机 的可靠性，增加了无人机的有效载荷。

本发明的第二个目的是提供一种机载系留杆，所述机载系留杆与包括但 不限于上述任一方案所述的系留格栅配合使用，所述机载系留杆包括连接装 置、弹性杆和球体；其中，连接装置用于将弹性杆安装在无人机的基座上， 弹性杆连接球体和连接装置。

本发明的第三个目的是提供一种快速系留装置，包括系留格栅和机载系 留杆，所述机载系留杆包括连接装置、弹性杆和球体；连接装置用于将机载 系留杆安装在无人机的安装基座上；所述系留格栅为采用上述任一技术方案 所述的系留格栅。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种系留装置的第一工作状态时的侧视结 构示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种系留装置的第二工作状态时的侧视结 构示意图；

图3为本发明实施例所提供的第二种系留装置的第一工作状态时的侧视 结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的第二种系留装置的第二工作状态时的侧视 结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的第三种系留装置的第一工作状态时的侧视 结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的第三种系留装置的第二工作状态时的侧视 结构示意图；

图7为本发明实施例所提供的一种上部格栅板的俯视结构示意图；

图8为本发明实施例所提供的另一种上部格栅板的俯视结构示意图。

其中：1为无人机、211为支架、212为导轨、213为上部格栅板、214为下 部格栅板、215为导入孔、216为卡孔、217为驱动装置、221为弹性杆、222为 球体、223为连接装置、3为甲板(停机坪)。

具体实施方式

为此，本发明第一个核心是公开一种系留格栅，以提高无人机的安全性、 可靠性和增加无人机有效任务载荷为目的；本发明第二个核心是公开一种机 载系留杆；本发明第三个核心是公开一种快速系留装置。以下，参照附图对 实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容 起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权 利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

如图1至图8所示，系留格栅包括上部格栅板213、下部格栅板214、支架 211和驱动组件217；其中，上部格栅板213固定在支架211上，下部格栅板214 设置在上部格栅板213的下方；上部格栅板213设置有多个导入孔215，导入孔 215呈蜂窝状布置；导入孔215的孔径沿靠近下部格栅板214的方向逐渐变小； 下部格栅板214设置有多个卡孔216。当处于第一工作状态时，驱动组件驱动 下部格栅板214运行，形成满足球体222进出要求的通道；当处于第二工作状 态时，驱动组件驱动下部格栅板214运行，将球体222卡在卡孔216中。

当无人机着舰(陆)时，该系留格栅处于第一工作状态，设置有球体222 的系留杆插入任意导入孔215中，机载系留杆的球体222通过通道进入卡孔216 中，此时该系留装置切换至第二工作状态，机载系留杆的球体222卡在对应的 卡孔216中，完成无人机的系留；当无人机起飞时，该系留装置由第二工作状 态切换至第一工作状态，导入孔215与卡孔216形成满足机载系留杆的球体222 进出要求的通道，机载系留杆在无人机升力的作用下，将机载系留杆的球体 222从蜂窝孔中拔出，从而实现了无人机的放飞。由于采用本发明中的系留装 置，下部格栅板214能够完成系留杆的系留，因此，采用本发明中的系留装置 对于设置在无人机上的系留杆的要求较低，系留杆的功能相对单一，结构简 单，从而提高了无人机的可靠性，增加了无人机的有效载荷。

本发明的一个实施例中，下部格栅板214与支架211设置有导轨212，下部 格栅板214可滑动的设置在导轨212上，驱动组件的直线运动输出端与下部格 栅板214相连并驱动所述下部格栅板214平移；当处于第一工作状态时，导入 孔215与对应的卡孔216形成满足机载系留杆的球体222进出要求的通道；当处 于第二工作状态时，卡孔216运动将机载系留杆的球体222卡在卡孔216中。

在本发明实施例中，导入孔215在上部格栅板213上的布置方式有多种， 例如呈矩阵式布置、蜂窝状布置。如图7所示，导入孔215在上部格栅板213的 布置形式为蜂窝状。其中，导入孔215的投影形状为正多边形或者圆形，且导 入孔215的孔径沿远离下部格栅板214的方向逐渐变大(可以理解为导入孔215 的孔径向靠近下部格栅板214的方向逐渐变小)，如此设置能够保证系留杆上 的球体222随机插入任意导入孔中。如图8所示，导入孔215呈矩阵结构布置， 且导入孔215的孔径沿靠近下部格栅板214的方向逐渐变小(可以理解为导入 孔215的孔径沿着远离下部格栅板214的方向逐渐变大)，如此设置能够保证 系留杆上的球体222随机插入任意导入孔中。

下部格栅板214的卡孔216的布置方式与上部格栅板213的导入孔215的布 置方式相同；当上部格栅板213的导入孔215为矩阵结构布置时，下部格栅板 214的卡孔216对应矩阵状结构布置。当上部格栅板213的导入孔215为蜂窝状 结构布置时，下部格栅板214的卡孔216对应蜂窝状结构布置，卡孔216的截面 形状为圆形。如此设置使得球体222插入系留格栅的概率大大增加。

本发明中下部格栅板214的卡孔216的孔径沿远离上部格栅板213的方向 逐渐变大，如图1和图2所示。也就是说，上部格栅板213的导入孔215为锥形 孔(或近似的锥形孔)，而下部格栅板214的卡孔216为倒锥形孔(或近似的 倒锥形孔)。当处于第一工作状态时，球体222由导入孔215进入至卡孔216时， 由于卡孔216的孔径沿着远离上部格栅板213的方向逐渐变大，因此，卡孔216 的孔壁作用于球体222的力较小(或无作用力)；当处于第二工作状态时，球 体222位于卡孔216内，卡孔216与球体222形成楔形结构，因此球体222有向下 运动的趋势，从而进一步拉紧无人机。

或者，本发明中下部格栅板214的卡孔216的孔径不变，为直孔如图3至图 4所示。

在本发明又一实施例中，下部格栅板214为具有独立的，可变直径的卡孔 装置，如图5和图6所示，其中，卡孔216的轴线与导入孔215的轴线对齐，每 个卡孔216由多个倾斜设置的卡板构成一个不完整的锥形孔，且多个卡板在驱 动组件的带动下，向相互靠近或者相互远离的方向移动，多个卡板的相互靠 近移动，使得卡孔216的孔径逐渐变小；相互远离的方向移动，使得卡孔216 的孔径逐渐变大，从而使得卡孔216在导入孔215的配合下形成卡住球体222的 卡位和球体进出的通道。

驱动组件为能够输出预期运动的动力机构，例如为气缸、液压缸、电动 缸、直线电机等等，本发明实施例并不仅仅局限于上述形式。

为了减小无人机在起飞状态时该系留装置作用于无人机上的阻力，当处 于第一工作状态时，导入孔215和卡孔216在两者的接合面上，卡孔216的直径 应等于导入孔215直径；当处于第二工作状态时，导入孔215和卡孔216在两者 的接合面上，卡孔216的直径应小于球体222的最大直径。

本发明还公开了一种机载系留杆，该系留杆与包括但不限于上述任一技 术方案所述的系留格栅配合使用，该机载系留杆包括连接装置223、弹性杆221 和球体222；其中，连接装置223用于将弹性杆安装在无人机的安装基座上， 弹性杆221连接球体222和连接装置223。采用本发明结构的机载系留杆能够显 著的减少无人机的重量，因此，可以相应提高无人机的有效载荷。

本发明还公开了一种快速系留装置，包括系留格栅和机载系留杆，其中， 系留格栅设置在无人机可以起飞和着陆的地方，例如可以为甲板3、高楼、汽 车、火车等。其中，系留格栅为上述任一技术方案所述的系留格栅，所述机 载系留杆为上述任一技术方案所述的机载系留杆。由于上述系留格栅和机载 系留杆具有上述效果，本发明实施例中的快速系留装置也具有相应的效果， 此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。