中轻型航空器的起飞装置的制作方法

本发明涉及航空器的起飞装置的技术领域，尤其涉及一种中轻型航空器的起飞装置。

背景技术：

中轻型航空器是指总重量在01.吨-28吨之间的航空器，包括无人驾驶飞机(简称″无人机″)以及各种中轻型载人飞机等。以无人驾驶飞机为例，无人驾驶飞机是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的中轻型航空器。与载人飞机相比，无人驾驶飞机具有体积小、造价低、使用方便，对作战环境要求低，战场生存能力较强的优点，其备受世界各国军队的青睐。无人机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备；地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达设备，对其进行遥控、跟踪、定位、遥测和数字传输，利用无线电遥控设备和自备的程序来控制无人机。无人机已广泛用于空中侦察、环境监测、通信、反潜、电子干扰等。

现有无人机发射系统已经成为无人机作战过程中的重要环节，逐步发展为既能执行紧急任务，又具有良好适应性的先进武器装备。无人机在地面起飞时，主要采用发射车上起飞和发射架弹射起飞两种方式，发射车上起飞是将无人机安装在发射车上，在机上发动机推力作用下，使无人机与发射车组合体沿着普通滑道发射，当加速到无人机起飞速度时，释放无人机，这种发射方式存在着结构复杂，制造成本高，保养维护困难、占用场地大的问题。弹射起飞是将无人机装在弹射架上，借助固体火箭助推器的动力、高压气体或橡皮筋弹射器，实现弹射起飞的方法。其中，固体火箭助推起飞方法是适用较多的一种启动发射起飞方法，但运输的安全性要求较极高，为其适用带来了很大的不便；以弹力橡皮筋为动力源，发射动力较弱，弹力橡皮筋有老化现象，多次使用后橡皮筋弹力降低，需要定期更换。

专利CN202593863U中公开了″一种小型无人机气动弹射装 置″，包括架体、弹射机构、缓冲机构、锁紧机构、弹射小车、挂钩和释放装置，采用铝合金板材为主体，高压气体作为动力源，释放装置可拆卸的安装方式，这种弹射装置运输体积小，展开撤收迅速，相比普通弹射架大大缩小了尺寸，方便在小型无人机系统中使用，而且具有重量轻、体积小、结构简单、携带方便的特点。但存在如下不足之处，其仅靠三角形支架进行调节发射角度，调节程度有限，并且主要调节俯仰角度，对于左右偏转角度调节不便；仅仅靠一个定滑轮和气缸完成弹射器推进，没有采用滑轮组对气缸牵引速度进行放大，使得无人机获得的速度有限，同时增加了滑轨的长度；另外，装置结构刚度不好，发射振动较大。

因而，现有无人机等中轻型航空器的起飞装置都需要较大占地面积，不利于中轻型航空器的及时出动。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种中轻型航空器的起飞装置，能够使中轻型航空器零场地起飞。

为达到上述目的，第一方面，本发明的实施例提供了一种中轻型航空器的起飞装置，包括加速器以及动力组件，所述加速器呈圆盘状，所述中轻型航空器可滑动连接于所述加速器的中心处；所述动力组件可驱动所述加速器绕所述加速器的中心轴线自转，当所述加速器远离所述中心轴线的第一端的线速度达到可使中轻型航空器起飞的预设速度时，所述中轻型航空器沿所述加速器滑动至所述加速器的第一端后被抛飞。

相较于现有技术，本发明实施例提供的一种中轻型航空器的起飞装置，在中轻型航空器需要起飞时，可在任意场地(如楼顶等面积较小且空间狭窄的场地)设置该起飞装置，然后将中轻型航空器安装于加速器上，启动加速器后，动力组件驱动加速器转动，待加速器远离其中心轴线的第一端的线速度达到可使中轻型航空器起飞的预设速度时，中轻型航空器在加速器转动产生的离心力的作用下滑动至加速器远离中心轴线的第一端并被抛飞，从而实现中轻型航空器的起飞。

在第一种可能实现的方式中，结合第一方面，所述加速器包括转 动盘，以及可滑动连接于所述转动盘的上表面中心处的托盘，所述中轻型航空器可脱开连接于所述托盘上，所述转动盘与所述动力组件连接；当所述动力组件驱动所述转动盘远离所述中心轴线的第一端的线速度达到可使中轻型航空器起飞的预设速度时，所述托盘沿所述转动盘的上表面滑动至所述第一端后抛飞所述中轻型航空器。当中轻型航空器为无人驾驶的航空器时，可采用转动盘与托盘同步转动的方式来实现中轻型航空器的起飞，且该装置结构简单。

在第二种可能实现的方式中，结合第一方面，所述加速器包括圆环状结构的转动盘，以及与所述转动盘同心设置的圆盘状的托盘，且所述托盘的直径小于所述转动盘的内径，所述转动盘与所述托盘之间设置有连接件，所述中轻型航空器可滑动连接于所述托盘上，所述转动盘与所述动力组件连接；当所述转动盘远离所述中心轴线的第一端的线速度达到可使中轻型航空器起飞的预设速度时，所述连接件将所述加速器和所述托盘固连，以使所述中轻型航空器沿所述加速器滑动至所述加速器的第一端后被抛飞。当中轻型航空器为有人驾驶的航空器时，该结构的起飞装置中，在转动盘的第一端的线速度未达到中轻型航空器起飞的预设速度时，该中轻型航空器不随转动盘转动，从而避免驾驶员出现晕眩。

在第三种可能实现的方式中，结合第一方面的第二种可能实现的方式，所述托盘上设置有第一滑轨，所述转动盘上设置有第二滑轨，所述托盘和所述转动盘通过所述连接件固连时，所述第一滑轨和所述第二滑轨对接形成加速滑轨。

在第四种可能实现的方式中，结合第一方面的第三种可能实现的方式，所述加速滑轨上滑动设置有锁定装置，所述托盘静止时，所述锁定装置将所述中轻型航空器锁止于第一滑轨上；所述第一滑轨和所述第二滑轨对接后，所述锁定装置带动所述中轻型航空器沿所述加速滑轨滑动至所述转动盘的第一端后解锁。

在第五种可能实现的方式中，结合第一方面，所述动力组件包括驱动结构及传动结构，所述驱动结构的输出轴与所述加速器通过传动结构传动连接，以驱动所述加速器转动。

在第六种可能实现的方式中，结合第一方面的第五种可能实现的 方式，所述传动结构为锥齿轮组传动结构，所述驱动结构的输出轴上设置有第一锥齿轮，所述加速器上固定设置有中间轴，所述中间轴上设置有可与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮。

在第七种可能实现的方式中，结合第一方面，还包括支撑座，所述动力组件设置于所述支撑座上。

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为本发明实施例提供的一种中轻型航空器的起飞装置的第一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种中轻型航空器的起飞装置的第二种实施方式的加速器的仰视示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的实施例提供了一种中轻型航空器的起飞装置，如图1 和图2所示，包括加速器1以及动力组件2，加速器1呈圆盘状，中轻型航空器3可滑动连接于加速器1的中心处；动力组件2可驱动加速器1绕加速器1的中心轴线自转，当加速器1远离中心轴线的第一端的线速度达到可使中轻型航空器3起飞的预设速度时，中轻型航空器3沿加速器1滑动至加速器1的第一端后被抛飞。

相较于现有技术，本发明实施例提供的一种中轻型航空器的起飞装置，在中轻型航空器3需要起飞时，可在任意场地(如楼顶等面积较小且空间狭窄的场地)设置该起飞装置，然后将中轻型航空器3安装于加速器1上，启动加速器1后，动力组件2驱动加速器1转动，待加速器1远离其中心轴线的第一端的线速度达到可使中轻型航空器3起飞的预设速度时，中轻型航空器3在加速器1转动产生的离心力的作用下滑动至加速器1远离中心轴线的第一端并被抛飞，从而实现中轻型航空器3的起飞。

可选地，如图1所示，当中轻型航空器3为无人驾驶的航空器(例如无人机等)时，加速器1包括转动盘11，以及可滑动连接于转动盘11的上表面中心处的托盘12，中轻型航空器3可脱开连接于托盘12上，转动盘11与动力组件2连接；当动力组件2驱动转动盘11转动并使转动盘11远离其中心轴线的第一端的线速度达到可使中轻型航空器3起飞的预设速度时，托盘12沿转动盘11的上表面滑动至第一端后抛飞中轻型航空器3。采用转动盘11与托盘12同步转动的方式来实现中轻型航空器3的起飞，该装置结构简单。

可选地，为避免中轻型航空器3随加速器1同步转动，如图2所示，该中轻型航空器的起飞装置的加速器1包括圆环状结构的转动盘101，以及与转动盘101同心设置的圆盘状的托盘102，且托盘102的直径小于转动盘101的内径，转动盘101与托盘102之间设置有连接件103，中轻型航空器3可滑动连接于托盘102上(图中未示出)，转动盘101与动力组件2连接；当转动盘101远离中心轴线的第一端的线速度达到可使中轻型航空器3起飞的预设速度时，连接件103将转动盘101和托盘102固连，以使中轻型航空器3沿转动盘101滑动至转动盘101的第一端后被抛飞。当中轻型航空器为有人驾驶的航空器时，该结构的起飞装置中，在转动盘101的第一端的线速度未达到中轻型航空器3起飞的预设速度时，该有人驾驶的中轻型航空器不随 转动盘101转动，从而避免驾驶员出现晕眩。此时中轻型航空器3在加速过程中的路径即为托盘102的圆心到转动盘101的第一端之间的距离，加速路径可控，便于设计人员进行计算。若托盘102与转动盘101偏心设置，则中轻型航空器在加速过程中容易出现加速不到位或位置出现偏移，导致中轻型航空器的起飞失败。需要说明的是，该结构的起飞装置也可用于无人驾驶的中轻型航空器。

优选地，为避免中轻型航空器3在加速过程中出现偏移，托盘上设置有第一滑轨，转动盘上设置有第二滑轨，托盘和转动盘通过连接件固连时，第一滑轨和第二滑轨对接形成加速滑轨。当托盘与转动盘同步转动时，中轻型航空器沿加速滑轨加速滑动至转动盘的第一端并飞出。中轻型航空器在加速过程中出现偏移会导致中轻型航空器的起飞方向发生改变，不利于中轻型航空器的正常工作，同时，偏移有可能导致中轻型航空器的加速效果，使中轻型航空器飞出时的速度不能达到预设速度，导致起飞失败。

进一步地，为避免中轻型航空器在加速过程中出现倾倒等问题，加速滑轨上滑动设置有锁定装置，托盘静止时，锁定装置将中轻型航空器锁止于第一滑轨上；第一滑轨和第二滑轨对接后，锁定装置带动中轻型航空器沿加速滑轨滑动至转动盘的第一端后解锁。

具体地，如图1所示，动力组件2包括驱动结构21及传动结构22，驱动结构21的输出轴211与加速器1通过传动结构22传动连接，以驱动加速器1转动。驱动结构21可以是电机或马达或内燃机等。使用传动结构22来加速器转动，相较于使用电机等驱动结构直接驱动的方式，使用传动结构22来驱动的方式耗能相对较小，且噪音更低。传动结构22可以为涡轮传动结构、链传动结构、带传动结构或者齿轮传动结构。

其中，采用涡轮传动结构能够获得更高的传动精度，且结构尺寸紧凑。但涡轮传动结构的轴向力大、易发热且传动效率低，同时涡轮传动结构对工作环境的要求较高，设备易损坏。

采用链传动结构具有安装精度低和传动结构简单的优势，但链传动结构的传动平稳性差，传动链的抗冲击、振动能力差，极易损坏。

采用带传动结构具有结构简单、成本低廉的优势，且带传动结构自身 具有缓和振动、吸收冲击的功能，能够防止其他构件发生损坏，但带传动结构中，带的寿命较短，需经常更换，且带传动结构的带极易打滑，使得传动比经常发生变化，不能保证机构的稳定运转。

传动结构为锥齿轮组传动结构，如图1所示，驱动结构21的输出轴211上设置有第一锥齿轮221，加速器1上固定设置有中间轴222，中间轴222上设置有可与第一锥齿轮22I啮合的第二锥齿轮223。第一锥齿轮221与第二锥齿轮223时，第一锥齿轮221的轴线和第二锥齿轮223的轴线之间存在一定夹角，将该夹角选择为直角时，也即驱动结构21的输出轴211的轴线与中间轴222的轴线相互垂直，此时，驱动结构21无需承载加速器1等结构的重力，减小了驱动结构21的负载，确保了该起飞装置的使用寿命。同时，锥齿轮自身使用寿命长，能够承载负荷较大，这也在一定程度上保障了传动结构的稳定运转。

可选地，解锁方式为机械式解锁，当中轻型航空器滑动至加速器的第一端后，锁定装置与设置于加速器第一端的挡片产生碰撞，使锁定装置打开。锁定装置可以为卡扣式锁定装置等。

可选地，解锁方式也可以为程控式解锁，当系统检测到中轻型航空器滑动至加速器的第一端后，中控系统发出解锁信号将锁定装置解锁。例如，在加速器的第一端设置位置传感器，当中轻型航空器滑动至加速器的第一端时，位置传感器感应到中轻型航空器后向中控系统发出信号，中控系统收到信号后发出解锁信号，从而使中轻型航空器可与加速滑轨脱开。

可选地，解锁方式也可以为机械式解锁与程控式解锁的组合结构，当中轻型航空器滑动至加速器的第一端后，锁定装置与设置于加速器第一端的挡片产生碰撞，碰撞产生信号后传递至中控系统，由中控系统控制锁定装置解锁。

还包括支撑座4，动力组件2设置于支撑座4上。支撑座用以缓冲加速器转动时产生的震动，以使中轻型航空器起飞时的起飞方向及起飞速度更为稳定，同时，还能减小该起飞装置运转过程中产生的噪音。

示例地，如图1所示，支撑座4为支架，支架具有较好的可移动 性，便于选定地点。同时，支架还可设计为可收缩型支架，便于运输及收纳。

示例地，支撑座还可以为平台，平台稳固性较好，加速器转动时产生的震动较小，但平台搬运较为困难，且体积和质量较大。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。