一种固定翼无人机单轨弹射架的制作方法

本实用新型涉及飞行器助推装置技术领域，尤其是一种固定翼无人机单轨弹射架。

背景技术：

无人机是一种利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操控的不载人飞机，其被广泛应用于航拍、农业植保、灾难救援、地质测绘、新闻报道、电力巡检、影视拍摄、军事侦察等诸多领域。无人机的起飞技术在无人机的使用中一直占有重要的地位；目前，无人机的起飞方式主要有滑跑式起飞、垂直起飞、弹射起飞等几种；其中，滑跑式起飞对场地要求较高，且由于无人机的起飞受限于场地的具体位置，而无法随时随地进行起落升降；垂直起飞虽然不需要固定的起飞场地，无人机使用的灵活性较强，但需要大功率发动机才能够产生足够大的升力；弹射起飞相比于前述起飞方式对起飞场地以及发动机的功率要求较低，尤其适用于固定翼无人机的起飞，已经成为一种被广泛采用的起飞方式，这种方式的形成主要是依靠弹射架来实现的，因此，弹射架的结构性能对整个弹射起飞的过程具有至关重要的影响。

现有的弹射架由于受结构设计不完善等因素的限制，导致其普遍存在如下问题：1、结构复杂、自身重量大，不便于携带运输及现场组装拆卸；2、为保证无人机在放置于弹射架上时以及无人机在被弹射过程中具有足够的平稳性，现有的弹射架一般会设置双导轨或双导轮结构(如申请号为201410546117.X的中国实用新型专利所公开的一种新型无人机弹射架)，从而造成了弹射架的尺寸偏大且结构相对复杂，不便于弹射架的实际使用；3、弹射力不足，弹射精度偏低，严重影响了无人机的起飞效果；4、制造成本高、不便于推广应用。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种固定翼无人机单轨弹射架。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种固定翼无人机单轨弹射架，它包括弹力绳、相对于地面呈前高后低分布的导向承重梁、装设于导向承重梁的前端面的转向轮、装设于导向承重梁的后端面上的卷扬器、置于导向承重梁的后端部的上方并与导向承重梁呈平行分布以用于放置无人机的弹射座、架设于导向承重梁的后端部的导向锁止器以及一根架设于导向承重梁的上方并与导向承重梁呈平行分布的导轨；所述弹射座的底部且沿前后方向开设有用于供导轨贯穿弹射座分布的导滑孔，所述弹射座的后端部嵌合并锁定于导向锁止器内，所述弹力绳的一端固定于弹射座的前端、另一端绕过转向轮后由导向承重梁的下方侧连接至卷扬器上。

优选地，所述导向锁止器包括装设于导向承重梁的后端部上的第一龙门架、夹持于导向承重梁的后端部上且位于第一龙门架的后方侧的对夹板、沿左右方向贯穿于对夹板分布的锁轴、套装并固定于锁轴的左右两端的锁止片以及沿左右方向贯穿于锁止片、对夹板和导向承重梁分布的锁止销；所述第一龙门架的横梁板的内表面开设有导向槽，所述弹射座的后端部插套于第一龙门架内，且所述弹射座上设置有用于与导向槽对位嵌合的导向条，所述锁轴上且位于对夹板之间装设有一锁舌，所述弹射座的后端装设有一用于供锁舌扣合的锁带。

优选地，所述卷扬器包括装设于导向承重梁的后端面上的U型座、沿左右方向贯穿于U型座分布的卷轴、置于U型座内且套接在卷轴上的传动齿盘、通过一操作柄装设于U型座的其中一个侧壁上并与传动齿盘相啮合的主动齿盘以及装设于U型座内并卡至在主动齿盘的齿槽内的止位板；所述弹力绳的一端绕制在卷轴上。

优选地，所述导向承重梁包括两个端部梁和若干个置于两个端部梁之间并将两个端部梁连接为一体的衔接梁，所述导向锁止器、卷扬器均装设于位于后方侧的端部梁上，所述转向轮装设于位于前方侧的端部梁的前端面上。

优选地，它还包括至少两个支撑架，每个所述端部梁的左右表面均设置有一插接槽，所述支撑架上设置有对位插接于插接槽内的插接板。

优选地，所述弹力绳包括橡皮绳和橡皮筋，所述橡皮绳的一端固定于弹射座的前端、另一端绕过转向轮后与橡皮筋的一端系合为一体，所述橡皮筋的另一端连接至卷扬器上。

优选地，所述导轨包括一根与导向承重梁呈平行分布并贯穿弹射座设置的钢丝绳、装设于导向承重梁的后端部上且位于导向锁止器的后方侧的收紧器以及架设于导向承重梁的前端部的限位器，所述钢丝绳的前端固定于限位器上、后端连接于收紧器上，且所述钢丝绳的前端还套接有缓冲柱。

优选地，所述收紧器包括装设于导向承重梁上的固定块、螺纹套接于固定块上并贯穿固定块分布的螺柄以及套接于螺柄的前端的固定环，所述钢丝绳的后端固定于固定环上。

优选地，所述限位器包括装设于导向承重梁的前端部的第二龙门架以及装设于第二龙门架上且位于第二龙门架的横梁板的前方侧的固定杆，所述钢丝绳的前端穿过第二龙门架的横梁板后固定于固定杆上，且所述弹力绳由第二龙门架内且位于第二龙门架的横梁板的下方侧穿过。

由于采用了上述方案，本实用新型采用单根导轨的导向作用及弹力绳的弹力作为弹射力，使弹射座可在静止状态下保持无人机的姿态的稳定及平衡，在弹射座和无人机处于冲射状态时，由于惯性以及空气动力本身的作用，可保证无人机始终保持平衡；在保证弹射架具有足够的弹射力和精准度的同时，也简化了结构；其结构简单紧凑、携带运输及现场拆装方便快捷，具有很强的实际应用价值和市场推广价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构装配示意图；

图2是本实用新型实施例的结构分解示意图；

图3是图1中A区域的局部放大示意图；

图4是图1中B区域的局部放大示意图；

图5是图1中C区域的局部放大示意图；

图6是本实用新型实施例的卷扬器的装配结构示意图；

图中：

a、弹力绳；b、导向承重梁；c、转向轮；d、卷扬器；e、弹射座；f、导向锁止器；g、导轨；h、导滑孔；k、支撑架；10、第一龙门架；11、对夹板；12、锁轴；13、锁止片；14、锁止销；15、导向槽；16、锁舌；20、锁带；30、U型座；31、卷轴；32、传动齿盘；33、操作柄；34、主动齿盘；35、止位板；40、端部梁；41、衔接梁；42、插接槽；50、插接板；61、橡皮绳；62、橡皮筋；70、钢丝绳；71、缓冲柱；72、固定杆；73、固定块；74、螺柄；75、固定环；76、第二龙门架。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图6所示，本实施例提供的一种固定翼无人机单轨弹射架，它包括弹力绳a(其可根据具体情况采用具有足够弹力的绳材或线材，如橡皮筋、橡皮绳或者橡皮筋与橡皮绳相组合的形式)、相对于地面(或者水平面)呈前高后低分布的导向承重梁b、装设于导向承重梁b的前端面的转向轮c、装设于导向承重梁b的后端面上的卷扬器d、置于导向承重梁b的后端部的上方并与导向承重梁b呈平行分布以用于放置无人机的弹射座e、架设于导向承重梁b的后端部的导向锁止器f以及一根架设于导向承重梁b的上方并与导向承重梁b呈平行分布的导轨g；其中，在弹射座e的底部且沿前后方向开设有用于供导轨g贯穿弹射座e分布的导滑孔h，弹射座e的后端部嵌合并锁定于导向锁止器f内，弹力绳a的一端固定于弹射座e的前端、另一端绕过转向轮c后由导向承重梁b的下方侧连接至卷扬器d上。

如此，在起飞准备状态下，可通过导滑孔h将弹射座e穿设于单根导轨g上，利用导向锁止器f从弹射座e的后端侧拉住弹射座e，同时，利用卷扬器d收卷弹力绳a使弹力绳a能够从弹射座e的前端侧拉紧弹射座e，并最终使弹力绳a收紧且在前后方向保持平直以存储足够的弹射力，而后将无人机放置在弹射座e上即可完成无人机的起飞准备工作；当启动导向锁止器f后，弹射座e的后端从导向锁止器f内脱离，在弹力绳a的所提供的强大弹性收缩力的作用下，会使弹射座e带动无人机沿导轨g快速地朝前上方冲射，当弹射座e行进至导轨g的前端时，由于弹射座e无法与导轨g相分离，此时无人机则会在惯性的作用下继续向前上方冲击直至脱离整个弹射架，从而完成无人机的起飞动作。由于整个弹射架采用了单根导轨g且利用弹力绳a的弹力作为弹射力，导轨g本身只起到单一的导向作用，弹射座e则可在无人机静止的状态下保持无人机的姿态的稳定及平衡，在弹射座e和无人机处于冲射状态时，由于惯性以及空气动力本身的作用(即：巧妙地利用了惯性力学和飞机的空气动力学特性并配合飞控的实时控制，来维持无人机在弹射过程中的平稳性和稳定性，保证无人机能够被平滑弹射；同时，在保证弹射架具有足够的弹射力和精准度的同时，由于采用了两端绷紧的单根导轨作为方向导引，替代了传统弹射架中必须采用双轨导道+导轨滑车的引导方式，大大地简化了整个弹射架的结构并减轻了弹射架整体的重量，提高了弹射架的携带运输及现场拆装的便捷性。

为增强整个弹射架操作时的便捷性，尤其是能够使无人机能够快速地进行起飞冲射，本实施例的导向锁止器f包括装设于导向承重梁b的后端部上的第一龙门架10、夹持于导向承重梁b的后端部上且位于第一龙门架10的后方侧的对夹板11、沿左右方向贯穿于对夹板11分布的锁轴12、套装并固定于锁轴12的左右两端的锁止片13以及沿左右方向贯穿于锁止片13、对夹板11和导向承重梁b分布的锁止销14；同时在第一龙门架10的横梁板的内表面开设有导向槽15，弹射座e的后端部插套于第一龙门架10内，且弹射座e上设置有用于与导向槽15对位嵌合的导向条(图中未示出)，在锁轴12上且位于对夹板11之间装设有一锁舌16，弹射座e的后端装设有一用于供锁舌16扣合的锁带20。以此，利用导向槽15与导向条之间的对位嵌合关系可使弹射座e在初始状态下平稳地放置在导向承重梁b上，并且在弹射动作的起步阶段(此时弹射的速度较低)能够利用两者之间的嵌合关系，使弹射座e保持平稳；在起飞准备阶段，锁止销14插套于锁止片13、对夹板11以及导向承重梁b上，使得锁舌16能够扣合在锁带20上，一旦拔出锁止销14，在弹力绳a的拉力作用下可使锁带20快速地与锁舌16脱离，从而保证了弹射架操作的便利性；同时，由于锁止销14采用横插式结构，可大大提高并保证了弹射架在使用过程中的安全性。

为使操作人员能够在施加最小的外力的情况下，使弹力绳a被顺利收卷并存储足够的弹力，本实施例的卷扬器d包括装设于导向承重梁b的后端面上的U型座30、沿左右方向贯穿于U型座30分布的卷轴31、置于U型座30内且套接在卷轴31上的传动齿盘32、通过一操作柄33装设于U型座30的其中一个侧壁上并与传动齿盘32相啮合的主动齿盘34以及装设于U型座30内并卡至在主动齿盘34的齿槽内的止位板35；弹力绳a的一端绕制在卷轴31上。以此，操作人员可通过转动操作柄33使主动齿盘34进行转动，以利用主动齿盘34与传动齿盘32之间的啮合关系带动卷轴31对弹力绳a进行收卷，当弹力绳a被拉伸至具有足够的张力的时候，即可利用止位板35将主动齿轮34进行锁定，从而保持弹力绳a的张力。当然，为达到省时省力的效果，本实施例的主动齿盘34的直径可小于传动齿盘32的直径。

为增强整个弹射架拆装及收纳的便捷性，本实施例的导向承重梁b可采用分体式结构，即：包括两个端部梁40和若干个置于两个端部梁40之间并将两个端部梁40连接为一体的衔接梁41，导向锁止器f、卷扬器d均装设于位于后方侧的端部梁40上，转向轮c则装设于位于前方侧的端部梁40的前端面上；本实施例的端部梁40和衔接梁41可根据具体情况采用插套连接的形式或者对拼并利用锁具等装置进行锁固的形式。以此，整个导向承重梁b可形成多段式结构(如三段式、四段式等等，当然，也可直接由两个端部梁40拼接成型，)，极大地提高了弹射架现场拆装和携带的便利性。

作为一个优选方案，本实施例的弹射架还包括至少两个支撑架k，每个端部梁40的左右表面均设置有一插接槽42，而支撑架k上则设置有对位插接于插接槽42内的插接板50；以此，当导向承重梁b完成装配后，可利用插接槽42及插接板50之间的对位插接关系快速地将支撑架k装设于导向承重梁b上，以使整个弹射架相对于底面呈现前高后低的布置形式。

为便于对弹力绳a进行收卷，并同时最大限度地减小卷扬器d乃至整个弹射架的尺寸以及重量，本实施例的弹力绳a可采用具有足够弹力且线径较细的绳材，当然也可采用如下结构，即：弹力绳a包括线径较粗的橡皮绳61和线径较细的橡皮筋62，橡皮绳61的一端固定于弹射座e的前端、另一端绕过转向轮c后与橡皮筋62的一端系合为一体，橡皮筋62的另一端连接至卷扬器d上。以此，在对弹力绳a进行收卷时，只需对橡皮筋62进行收卷即可拉紧整个弹力绳a，从而避免因橡皮绳61占据卷扬器d的空间而造成卷扬器d的尺寸偏大的问题。

为有效地降低整个弹射架的结构复杂性，同时保证导轨g具有良好的导向作用，本实施例的导轨g包括一与导向承重梁b呈平行分布并贯穿弹射座e设置的钢丝绳70(当然，也可采用线径较细的钢丝或者类似的结构件)、装设于导向承重梁b的后端部上且位于导向锁止器f的后方侧的收紧器以及架设于导向承重梁b的前端部的限位器，钢丝绳70的前端固定于限位器上、后端连接于收紧器上，且在钢丝绳70的前端还套接有缓冲柱71。以此，可利用收紧器和限位器的作用将钢丝绳70拉直(即使其两端在被拉伸的作用下整体始终处于绷紧的状态)使其能够与导向承重梁b保持平行，而且在弹射座e运动时不会因钢丝绳70的弯曲或者柔软性而弹射的精准度以及弹射的效果造成任何影响；同时缓冲柱71可采用诸如橡胶等柔性材料制成，以避免弹射座e与限位器之间出现硬性碰触。

作为一个优选方案，本实施例的收紧器包括装设于导向承重梁b上的固定块73、螺纹套接于固定块73上并贯穿固定块73分布的螺柄74以及套接于螺柄74的前端的固定环75，钢丝绳70的后端固定于固定环75上。以此，当钢丝绳70的前端固定于限位器上时，可通过旋转螺柄74使其通过固定环75带动钢丝绳70的后端相对于固定块73向后移动，直至钢丝绳70具有足够的平直度。

而本实施例的限位器则包括装设于导向承重梁b的前端部的第二龙门架76以及装设于第二龙门架76上且位于第二龙门架76的横梁板的前方侧的固定杆72，钢丝绳70的前端穿过第二龙门架76的横梁板后固定于固定杆72上，且弹力绳a由第二龙门架内76且位于第二龙门架76的横梁板的下方侧穿过。

另外，由于整个弹射架采用单根钢丝绳作为方向导引，同时巧妙地利用了惯性力学和无人机的空气动力学的特性，无需像传统弹射架一样需要配置精密轴承等配件，可使得弹射架在恶劣环境中(如沙尘环境中)的适用性以及其本身的可维护性得到了大大的提升，增强了弹射架使用的可靠性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。