浮空器的着陆装置及浮空器的制作方法

本实用新型涉及着陆装置的技术领域，具体而言，涉及一种浮空器的着陆装置及浮空器。

背景技术：

临近空间浮空器是指只在或能在临近空间作长期、持续飞行的高空气球，具有航空、航天飞行器所不具有的优势，特别是在通信保障、情报收集、电子压制、预警、民用等方面极具发展潜力。临近空间浮空器一般是比重轻于空气的、依靠大气浮力升空的软式结构。临近空间浮空器的气囊由高分子复合材料制成，气囊内充入密度比空气小的浮升气体，一般为氦气，气球囊体内外气体的密度差提供浮空器浮力，从而完成升空。当需要浮空器下落时，则需要释放球内浮力气体减小浮力。

由于现有技术中通过释放囊体中的浮力气体来减小浮力实现着陆，返回着地时舱体的速度较大，与地面产生很大的冲击。一般通过在舱体底部安装气囊或者泡棉来缓冲，存在以下缺点：

1、由于没有动力控制装置，从而无法选择着陆回收地点，舱体可能降落在山区等回收困难的地方；

2、由于完全依靠释放浮力气体来实现着陆，舱体的速度难以控制，着陆时往往速度很大，产生很大的冲击导致气囊破坏，使舱体反弹或舱体被破坏。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种浮空器的着陆装置及浮空器，以解决现有技术中浮空器舱体着陆时冲击力较大导致舱体无法安全着陆的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种浮空器的着陆装置，浮空器包括舱体，着陆装置包括：多个旋翼组件，间隔设置在舱体的外表面，旋翼组件用于给舱体提供浮空力；多个侧部气囊系统，间隔设置在舱体上以支撑舱体。

进一步地，侧部气囊系统和旋翼组件绕舱体的周向交替设置。

进一步地，旋翼组件包括叶片和与叶片连接的驱动部，在驱动部的作用下，叶片旋转以为舱体提供沿竖直方向的浮空力。

进一步地，旋翼组件还包括用于支撑叶片的支撑架，支撑架与舱体连接。

进一步地，支撑架呈V形结构，V形结构的尖头端与叶片连接，V形结构的与尖头端相对设置的开口端与舱体连接。

进一步地，侧部气囊系统包括：气囊；第一支架，第一支架的第一端与舱体连接，第一支架的另一端与气囊连接。

进一步地，第一支架包括第一支撑杆和与第一支撑杆连接的第二支撑杆，第一支撑杆与第二支撑杆连接形成人字型结构。

进一步地，着陆装置还包括收纳部，收纳部与第一支架连接，当气囊处于展平状态时，气囊能够收纳在收纳部内；当气囊内充满气体时，气囊能够为舱体提供支撑力。

进一步地，着陆装置还包括设置在舱体底部的缓冲系统，缓冲系统用于给舱体提供缓冲作用力。

进一步地，缓冲系统包括：外层气囊，与舱体连接；内层气囊，设置在外层气囊的内部。

进一步地，外层气囊的囊体上设有减压阀。

进一步地，外层气囊和内层气囊为环形结构。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种浮空器，浮空器包括舱体和设置在舱体上的着陆装置，着陆装置为上述的着陆装置。

应用本实用新型的技术方案，在浮空器着陆的过程中，利用旋翼组件能够为舱体提供向上的浮空力，降低浮空器着陆时的冲击力；利用旋翼组件还可以调整浮空器的舱体回收时的姿态，在着陆阶段可以使舱体降落在指定的地点，便于舱体回收；间隔设置的侧部气囊系统用于支撑舱体，防止舱体在着陆时倾倒，提高舱体着陆的稳定性；进一步地，当侧部气囊系统充气时，侧部气囊系统浮力增大，也可以对舱体的着陆过程起到缓冲作用，进一步确保浮空器着陆的稳定性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的实施例的着陆装置的示意图(其中，侧部气囊系统中的气囊充满了气体)；

图2示出了图1的剖视图；以及

图3示出了图1的着陆装置的另一状态的示意图(其中，侧部气囊系统的气囊被收纳在收纳部内)。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、舱体；20、旋翼组件；21、叶片；22、支撑架；30、侧部气囊系统；31、第一支架；32、气囊；33、收纳部；40、缓冲系统；41、外层气囊；42、内层气囊；43、减压阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图3所示，本实用新型提供了一种浮空器的着陆装置，浮空器包括舱体10，着陆装置包括旋翼组件20和侧部气囊系统30。多个旋翼组件20间隔设置在舱体10的外表面，旋翼组件20用于给舱体10提供浮空力；多个侧部气囊系统30间隔设置在舱体10上以支撑舱体10。

本申请中，浮空器为临近空间浮空器，其包括用于提供浮升力的高空气球及悬挂于高空气球下方的舱体10，该舱体10可以为载人舱，从而浮空器可以提供临近空间的旅行服务，当然舱体10也可以为装载了载荷设备的载荷吊舱，用于完成空间监测或测量任务等。在浮空器完成相关旅行或测量任务后返回地面时，高空气球下方的舱体10在着陆时需要有更好的缓冲保护，以保护舱体10内的人员或设备安全。

通过上述设置，在浮空器着陆的过程中，利用旋翼组件20能够为舱体10提供向上的浮空力，降低浮空器着陆时的冲击力；利用旋翼组件20还可以调整浮空器的舱体10回收时的姿态，在着陆阶段可以使舱体10降落在指定的地点，便于舱体10回收；间隔设置的侧部气囊系统30用于支撑舱体10，防止舱体10在着陆时倾倒，提高舱体10着陆的稳定性；进一步地，当侧部气囊系统30充气时，侧部气囊系统30浮力增大，也可以对舱体10的着陆过程起到缓冲作用，进一步确保浮空器着陆的稳定性。

如图1和图3所示，在本实用新型的实施例中，侧部气囊系统30和旋翼组件20绕舱体10的周向交替设置。

具体地，在本实用新型中，多个侧部气囊系统30均匀间隔设置在舱体10的外壁面上，多个旋翼组件20均匀间隔设置在舱体10的外壁面上，侧部气囊系统30和旋翼组件20绕舱体10的周向交替设置。上述设置中，多个旋翼组件20为舱体10提供沿舱体10的周向均匀间隔分布的向上的浮空力，能够保证舱体10的受力平衡；侧部气囊系统30在舱体着陆时为舱体10提供均匀的支撑力，防止舱体10在着陆时倾倒。多个侧部气囊系统30和多个旋翼组件20在舱体10的周向交替设置，确保舱体10受力均衡，从而保证舱体10着陆时更加稳定。

如图1和图3所示，在本实用新型的实施例中，旋翼组件20包括叶片21和与叶片21连接的驱动部，在驱动部的作用下，叶片21旋转以为舱体10提供沿竖直方向的浮空力。

通过上述设置，当浮空器着陆时，驱动部驱动叶片21旋转，为舱体10提供竖直向上的浮空力，从而可以将舱体10的着陆速度控制在预设的合理的范围之内，以减小舱体10着陆时的冲击力，避免舱体10及其内部载荷设备受到破坏；同时，浮空器还包括与驱动部连接的控制器，控制器将信号传递给驱动部，通过驱动部控制叶片21以一定速度旋转，为舱体10提供浮空力以调整浮空器的飞行姿态，在着陆阶段可以使舱体10降落在指定的地点，便于舱体10回收。

具体地，在本实用新型的实施例中，驱动部为电机，电机设置在舱体10的内部，电机的输出轴与叶片21的旋转轴连接。

如图1和图3所示，在本实用新型的实施例中，旋翼组件20还包括用于支撑叶片21的支撑架22，支撑架22与舱体10连接。

通过上述设置，将叶片21安装在支撑架22上，能够确保叶片21在舱体10周向上的稳定性。

如图1和图3所示，在本实用新型的实施例中，支撑架22呈V形结构，V形结构的尖头端与叶片21连接，V形结构的与尖头端相对设置的开口端与舱体10连接。

上述设置中，V形结构与舱体10的周向侧壁构成三角形结构，确保了支撑架22稳定设置在舱体10上。具体地，在本实用新型的实施例中，支撑架22由工字铝或工字钢焊接而成或通过螺栓连接形成。为便于安装，支撑架22V形结构的与尖头端相对设置的开口端通过螺栓与舱体10连接。

当然，在本实用新型未示出的替代实施例中，也可以将支撑架22设置为其它材料或者设为其它结构，只要能够支撑叶片21并保证稳定性即可。

如图1和图2所示，在本实用新型的实施例中，侧部气囊系统30包括气囊32和第一支架31。第一支架31的第一端与舱体10连接，第一支架31的另一端与气囊32连接。

具体地，当舱体10准备着陆时，气囊32被充气，充满气体的气囊32为椭球形，第一支架31支撑气囊32，充满气体的气囊32从周向上支撑舱体10，防止舱体10发生倾覆，从而保证舱体10的安全着陆。

如图1和图3所示，在本实用新型的实施例中，第一支架31包括第一支撑杆和与第一支撑杆连接的第二支撑杆，第一支撑杆与第二支撑杆连接形成人字型结构。

具体地，第一支撑杆沿水平方向(该水平方向指的是垂直于舱体10的中线轴线的方向)设置，第二支撑杆相对于第一支撑杆倾斜设置，气囊32设置在第一支撑杆的远离舱体10的一端，即气囊32沿竖直方向设置。

通过上述设置，第一支架31的人字形结构与舱体10的周向侧壁构成三角形结构，保证了第一支架31的稳定性。在本实用新型中，第一支架31由工字铝或工字钢焊接而成，第一支架31的人字形开口端通过螺栓与舱体10连接。

当然，在本实用新型未示出的替代实施例中，第一支架31的材料可以为其他材料，连接方式也可以为其他结构，只要能够支撑气囊32并保证连接的稳定性即可。

如图1至图3所示，在本实用新型的实施例中，着陆装置还包括收纳部33，收纳部33与第一支架31连接，当气囊32处于展平状态时，气囊32能够收纳在收纳部33内；当气囊32内充满气体时，气囊32能够为舱体10提供支撑力。

这样，当气囊32处于展平状态(即气囊32未充气)时，能够被收纳在收纳部33中，在浮空器运行过程中防止外界等部件损坏气囊32。

具体地，在浮空器启动及运行的过程中气囊32均处于展平状态，被收纳在收纳部33中，保证气囊32完整并避免因气囊32破损而影响浮空器的正常运行；在舱体10准备着陆时开始对气囊32充气，充气过程中气囊32由收纳部33伸出，充满气体后气囊32呈椭球形，能够为舱体10提供支撑力。

如图2所示，在本实用新型的实施例中，着陆装置还包括设置在舱体10底部的缓冲系统40，缓冲系统40用于给舱体10提供缓冲作用力。

在舱体10着陆时，设置缓冲系统40能够避免舱体10直接接触地面，有效减小着陆的冲击，保证舱体10不被破坏。

具体地，舱体10为柱状结构，在柱状结构的中心轴线上，舱体10的截面积逐渐减小。柱状结构的舱体10包括大头端和与大头端相对设置的小头端，缓冲系统40设置在大头端处。

如图2所示，在本实用新型的实施例中，缓冲系统40包括外层气囊41和内层气囊42。外层气囊41与舱体10连接；内层气囊42设置在外层气囊41的内部。

通过上述设置，相比设置一层气囊而言，外层气囊41和内层气囊42充气后配合作用，增大了为舱体10提供的缓冲作用力，从而使缓冲效果更好。

如图2所示，在本实用新型的实施例中，外层气囊41的囊体上设有减压阀43。

通过上述设置，当舱体10着陆以后，由于舱体10的冲击力及自身重力的压迫，当外层气囊41内部的压力超过一定值时，减压阀43会被打开，排出部分气体，从而释放缓冲能量，防止外层气囊41破裂及舱体的反弹。此时，内层气囊42能够继续起到缓冲作用，保证舱体10的稳定性。

如图1和图2所示，在本实用新型的实施例中，外层气囊41和内层气囊42为环形结构。

具体地，外层气囊41和内层气囊42设置在舱体10的底部，呈环状结构(类似于充气后的游泳圈的形状)。通过上述设置，外层气囊41和内层气囊42能够分散舱体10着陆时的冲击力，保证了舱体10均匀受力，减小了舱体10着陆时的冲击力。

如图1至图3所示，本实用新型还提供了一种浮空器，浮空器包括舱体10和设置在舱体10上的着陆装置，着陆装置为上述的着陆装置。

下面，结合附图1至3，对本实施例的具体实施方式进行详细说明：

旋翼组件20包括叶片21和支撑架22，叶片21安装在支撑架22上面；旋翼组件20的支撑架22呈V形结构，由工字铝或工字钢焊接而成或通过螺栓连接形成；支撑架22的端部通过螺栓与舱体10的周向壁面连接；旋翼组件20均匀的分布在舱体10的周向，与侧部气囊系统30交替布置；旋翼组件20可以用来调整浮空器的飞行姿态，在返回着陆阶段可以使舱体10降落在指定的地点，便于舱体回收；旋翼组件20在舱体10返回着陆阶段给舱体10提供向上的浮空力，可以把舱体10的着陆速度控制在合理的范围之内，以减小舱体10的着陆冲击，避免舱体10及其内部载荷设备被破坏。

侧部气囊系统30的气囊32存放在侧部气囊系统的收纳部33中，侧部气囊系统30的收纳部33固定在第一支架31上；第一支架31为人字形结构，由工字钢或工字铝焊接而成，端部通过螺栓与舱体10的周向壁面连接；舱体10准备着陆时，气囊32被充气，充满气后的气囊32呈近似椭球型；侧部气囊系统30至少有六组，沿舱体10的周向均匀安装在舱体10的周向壁面；气囊32可以起到缓冲作用，同时起到支撑舱体10的作用，防止舱体10的侧倾，提高舱体10着陆稳定性。

缓冲系统40安装在舱体10的底部，缓冲系统40包括外层气囊41、内层气囊42和减压阀43。外层气囊41包裹在内层气囊42的外面，内层气囊42和外层气囊41均为环状结构；舱体10着陆之前内层气囊42和外层气囊41均会被充满气体，如图2所示；外层气囊41上安装有减压阀43，当舱体10着陆后，外层气囊41内部压力超过一定值时，减压阀43会被打开，排出部分气体，从而释放缓冲能量，防止外层气囊41破裂造成舱体10的破坏或因外层气囊41的压力过大造成舱体10的反弹。外层气囊41排出部分气体后，内层气囊42继续起到缓冲作用，保证舱体10着陆的稳定性。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：本实用新型提供了一种浮空器的着陆装置及浮空器。着陆装置包括旋翼组件、侧部气囊系统和缓冲系统。着陆装置采用多组旋翼组件来调整浮空器的舱体回收时的姿态和着陆地点，利用旋翼组件的叶片旋转产生的升力来降低舱体着陆速度，减小冲击；同时利用缓冲系统的外层气囊和内层气囊来有效减小着陆冲击，利用外层气囊上的减压阀来释放冲击能量，防止外层气囊爆裂和舱体的反弹；侧部气囊系统的气囊可以防止舱体的倾覆；通过上述方法可以实现浮空器的安全着陆。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。