一种为无人机气囊供气的气体反应装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及无人机领域，具体涉及一种为无人机气囊供气的气体反应装置，包括反应容器，反应容器连接有进料通道和供气通道，所述进料通道上安装有至少两个串联连接的进料阀门，在反应物进入进料阀门前的进料通道上，还设置有检控装置，用于检测和控制进入到反应容器内的反应物料量，所述供气通道通向气囊。本装置向无人机提供可控量的轻密度气体，使无人机只需要消耗较少机载能源即可飞行作业，同时，该反应装置生成的气体供应到气囊的整个过程中，气体均不会发生泄漏，便于控制。
【专利说明】
一种为无人机气囊供气的气体反应装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及无人机领域，特别是一种为无人机气囊供气的气体反应装置。【背景技术】
[0002]无人机又称为无人驾驶飞机、远程遥控或自巡航飞机，是一种成本低、损耗小、机动性高的可携带负载飞行器，已被广泛应用于军事、科研、民用等多种领域。在军事领域，无人机可应用于敌情侦查、通讯中继、早期预警、靶机训练等，甚至可直接组成无人机编队进行对敌作战;在科研领域，可用于飞行试验的验证、新设备及新方案的可行性模拟评估、航拍图像的获取、恶劣环境下的取样及条件监测等；在民用领域，无人机可用于农业墒情监测、农业施肥、灾情分析、工程监理、电网线路巡视等。在一些实际应用中，无人机技术已经取得了相当好的成果，人们已逐渐认识到它的巨大潜力与作用。
[0003]无人机在搭载重负荷条件下进行作业的飞行过程中，螺旋桨垂直方向上所提供的拉力不仅要克服无人机自身的重力，而且还要克服其负载的物体的重力。由于无人机自身的机载能源有限，在重负荷条件下会较快消耗完机载能源，难以完成长时间的飞行作业，采取在无人机上增加气体悬浮装置的方式，借助空气的浮力为无人机提供持续向上的拉力， 可以有效降低对机载能源的消耗速度，延长无人机在重负荷条件下的飞行作业时间，从而达到提升无人机的作业效率的目的，扩大无人机在重负荷条件下的作业时间和作业范围。
[0004]为了提高无人机的持续续航能力，现设计出一种无人机的气体悬浮装置，其包括气囊和反应装置，气囊用于贮存气体并借助空气的浮力为无人机提供持续向上的拉力，反应装置为可在其内部进行化学反应的反应器具或装置，用于为无人机气囊提供比空气密度轻的轻密度气体。由于无人机的自重和搭载的载荷重量是一定的，这就要求为气囊提供的轻密度气体为定量可控的，轻密度气体的提供量太少，则气囊向无人机提供的拉力较小，无法有效地实现节约机载能源的目的，轻密度气体的提供量太大，则气囊向无人机提供的拉力较大，无人机装置上升速度快，容易失控，此时需要将多余的气体排放掉，这势必造成浪费。同时，反应装置生成的气体容易泄露，不便控制。【实用新型内容】
[0005]本实用新型的发明目的在于:针对在使用气体悬浮装置为无人机提供向上拉力时，反应装置较难为气囊提供定量可控的轻密度气体，同时用于反应物生成的轻密度气体容易泄露的问题，提供一种为无人机气囊供气的气体反应装置，该装置根据无人机的需要提供定量可控的轻密度气体，使气囊提供的拉力处于合适程度，无人机螺旋桨只需要消耗较小机载能源的情况下即可对无人机进行调整控制，同时，该反应装置生成的气体供应到气囊中，在生成气体或供应气体的过程中，气体均不会发生泄漏，便于控制。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:
[0007]—种为无人机气囊供气的气体反应装置，包括反应容器，反应容器连接有进料通道和供气通道，所述进料通道上安装有至少两个串联连接的进料阀门，在反应物进入进料阀门前的进料通道上，还设置有检控装置，用于检测和控制进入到反应容器内的反应物料量，所述供气通道通向气囊。
[0008]检控装置可以检测进入反应容器内的反应物的量，并根据系统设定好的反应量定量向反应容器内供给，保证进入反应容器内的反应物料量是定量可控的，根据反应物的化学反应式来配置好各反应物比例，同时根据需要的气体量设置好用于反应的反应物的量， 通过检控装置向进料通道定量输入反应物，这就实现了该反应装置提供的轻密度气体的量是确定的。然后将配制好的反应物通过进料通道进入到反应容器中进行反应，进料通道设置有至少两个串联连接的进料阀门，首先将一号进料阀门打开，使反应物通过进料通道进入到串联连接的阀门的中间通道内，由于反应容器侧的二号进料阀门切断了反应容器内外连接通道，此时不会有气体泄漏出来，再然后关闭反应物进入进料通道的一号进料阀门，打开反应容器侧的二号进料阀门/其他阀门，使反应物进入到反应容器内进行化学反应，此时，由于一号进料阀门已经关闭，此时，气体不会泄漏出去，同时关闭二号进料阀门/其他阀门，使生成的气体通过供气通道进入到气囊中，反应物在进入反应容器内进行反应时的量是定量可控的，通过设置两个进料阀门，使进入进料通道的反应物的量是适量的，同时设置两个进料阀门，在保证反应物顺利进入反应容器的同时，不会是反应容器内的气体泄漏出来。
[0009]作为本实用新型的优选方案，所述供气通道上还安装有用于打开或关闭供气通道的供气阀门。在供气通道上安装供气阀门，使生成的气体通过供气阀门供应到气囊中，在供应气体的过程中，气体不会发生泄漏，而且便于控制。
[0010]作为本实用新型的优选方案，所述进料阀门和供气阀门均为单向阀。进料通道中设置的进料阀门使用单向阀，使反应容器中气体及反应物不会倒流进入进料通道，防止未进入反应容器内的反应物原料被污染，供气通道中安装的供气阀门也使用单向阀可以防止气囊中的气体倒流进入反应容器。
[0011]作为本实用新型的优选方案，所述供气阀门上安装有用于控制阀门开闭状态的自动控制装置，自动控制装置上安装有测量无人机高度、速度及加速度的感应器件。通过感应器所测得的无人机的高度、速度及加速度数据，反馈给自动控制装置来实现对阀门的自动开启和自动闭合，从而保证气体反应装置向气囊供应的气体是适量可控的。
[0012]作为本实用新型的优选方案，所述进料通道的数量与反应物的种类相对应。每种反应物都对应着各自的进料通道，确保每一种反应物都从单独的进料通道中进入到反应容器，防止反应物在进入反应容器之前提前接触而发生化学反应，造成气体的泄露和损失。
[0013]作为本实用新型的优选方案，所述检控装置为流量开关，且流量开关安装于进入进料阀门前的进料通道上。检控装置采用灵敏度较高的流量开关可用于监测反应物的质量和重量，便于控制参加反应物的量，使生成的气体使定量可控的。
[0014]作为本实用新型的优选方案，气体反应装置还包括用于向反应容器提供反应物的储放容器，所述储放容器通过进料通道与反应容器连接。储放容器用于放置反应物，在反应物通过进料通道进入到反应容器中反应前，各类反应物放置在储放容器内分类保存，使反应物处于良好的状态，避免发生氧化等影响其状态的问题，当需要进行气体供给时，通过自动供料系统向进料通道内输送反应物。
[0015]作为本实用新型的优选方案，所述反应容器上安装有用于释放反应容器内气体的泄压阀，所述泄压阀上配置有测量反应容器内部气压的压力表。根据配置在泄压阀上的压力表，可随时监测反应容器内的压力，使反应容器内的气压小于反应容器工作的额定压强， 当反应容器内的气压高于反应容器工作的额定压强时，泄压阀启动，释放掉容器内的部分气体，避免反应容器内的压力过高而对反应容器造成损坏，此优选方案只在供应反应物的比例和量的检测装置损坏等紧急情况下启用。
[0016]作为本实用新型的优选方案，所述反应容器设置有便于对反应容器内部进行清理的连接结构。反应容器在用于进行反应生成气体时，处于密闭状态，保证生成的气体不会发生泄漏，用于生成气体的反应物在反应容器中充分反应后，需要定期将反应容器清理干净， 将反应容器设计为可拆分结构或窗门，对清理反应容器具有重要的作用。
[0017]作为本实用新型的优选方案，所述反应容器内安装有用于将反应物搅和的搅拌器。搅拌器主要用于将反应容器内的反应物充分搅拌，使反应物充分接触，便于更好地进行化学反应，参加化学反应的反应物从各自的进料通道中进入到反应容器中，但是由于反应物进入到反应容器后主要分布在各自的位置，相互之间未能充分接触，存在反应不充分的问题，使用搅拌器可以有效解决反应物与反应物之间不能充分接触的缺点，使化学反应更加充分有效。
[0018]综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0019]1、将反应物放置在储放容器内，根据配置好的反应物比例和量，使进入进料通道的反应物的量是适量的，同时设置两个进料阀门，可有效防止反应容器内的气体通过进料通道泄露；
[0020]2、供气通道上设置有供气阀门，并且供气阀门连接有感应器，通过感应器所测得的无人机的高度、速度及加速度来实现对阀门的自动开启和自动闭合，从而保证气体反应装置向气囊供应的气体是适量可控的，同时，在供应气体的过程中，气体不会发生泄漏，而且便于控制；
[0021]3、在反应容器上安装有泄压阀和压力表，根据压力随时监测反应容器内的压力， 当出现故障等紧急情况下，反应容器内的气压高于反应容器工作的额定压强时，泄压阀启动，释放掉容器内的部分气体，有效避免反应容器内的压力过高而对反应容器造成损坏；
[0022]4、在反应容器内安装搅拌器，使用搅拌器可以有效解决反应物与反应物之间不能充分接触的问题，使反应物充分混合解除，发生化学反应更加有效。【附图说明】
[0023]图1为实施例1中的气体反应装置的结构示意图。
[0024]图2为实施例2中的气体反应装置的结构示意图。
[0025]图中标记:1-反应容器，2-—号进料阀门，3-二号进料阀门，4-气囊，5-供气阀门， 6-储放容器。【具体实施方式】
[0026]下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0027]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0028]实施例1
[0029]本实施例用于为无人机等飞行器的气囊提供气体时的场合。
[0030]—种为无人机气囊供气的气体反应装置，如图1所示，包括反应容器1，反应容器1 连接有进料通道和供气通道，所述进料通道上安装有至少两个串联连接的进料阀门，在反应物进入进料阀门前的进料通道上，还设置有检控装置，用于检测和控制进入到反应容器1 内的反应物料量，所述供气通道通向气囊4,供气通道上还安装有用于打开或关闭供气通道的供气阀门5，进料通道的数量与反应物的种类相对应，每种反应物都对应着各自的进料通道，确保每一种反应物都从单独的进料通道中进入到反应容器1，防止反应物在进入反应容器之前提前接触而发生化学反应，造成气体的泄露和损失，在本实施例中，反应物的种类数为2,对应的气体反应装置上设置有两条进料通道。
[0031]根据2种反应物的化学反应式来配置调整好各反应物比例，例如用于气体C的反应物A和B的反应式为:mA+nB=xC+yD，A、B为用于参加反应生成气体的两种反应物，C、D为反应物参加反应后生成的物质或气体，m、n、x、y为化学方程式中的配平系数。则反应物A、B应按照m:n的比例进行配置，同时根据需要的气体量设置好用于反应的反应物的量，这就实现了该反应装置提供的轻密度气体的量是确定的，气体反应装置包括用于向反应容器提供反应物的储放容器6,储放容器6通过进料通道与反应容器1连接，各类反应物放置在储放容器6 内分类保存，使反应物处于良好的状态，避免发生氧化等影响其状态的问题，在需要向反应容器1内供给反应物时，通过储放容器6进行供给。
[0032]然后将配制好的反应物通过设置在反应容器上的进料通道进入到反应容器1内， 在反应物进入进料阀门前的进料通道上，还设置有检控装置，本实施例中，检控装置采用流量开关。同时，两条进料通道均设置有两个串联连接的一号进料阀门2和二号进料阀门3,首先确保二号进料阀门3是关闭状态，将一号进料阀门2打开，使反应物通过进料通道进入到两个阀门中间的通道内，此时，二号进料阀门关闭防止了反应容器内的气体泄漏，然后关闭反应物进入进料通道的一号进料阀门2,打开靠近反应容器侧的二号进料阀门3,使反应物进入到反应容器1内进行化学反应，此时，一号进料阀门2阻止了气体向外泄漏，同时关闭二号进料阀门3。两条进料通道中设置的进料阀门2和进料阀门3均使用单向阀，使反应容器1 中气体及反应物不会倒流进入进料通道，防止未进入反应容器1内的反应物原料被污染。
[0033]反应容器1内安装有用于将反应物搅和的搅拌器，由于参加化学反应的反应物从各自的进料通道中进入到反应容器1后，主要分布在各自的位置，相互之间未能充分接触， 存在反应不充分的问题，使用搅拌器可以有效解决反应物与反应物之间不能充分接触的缺点，使化学反应更加充分有效。通过搅拌器将反应容器1内的反应物充分搅拌，使反应物充分接触进行化学反应后产生比空气密度轻的轻密度气体。
[0034]打开供气通道上的供气阀门5,使生成的气体通过供气通道进入到气囊4中，气囊4 用于充满气体后借助空气的浮力为无人机提供持续向上的拉力，可以有效降低对机载能源的消耗速度，延长无人机在重负荷条件下的飞行作业时间，从而达到提升无人机的作业效率的目的，扩大无人机在重负荷条件下的作业时间和作业范围。所述供气阀门5使用单向阀，有效防止气囊中的气体倒流进入反应容器，同时，所述供气阀门5上安装有用于控制供气阀门5开闭状态的自动控制装置，自动控制装置上安装有测量无人机高度、速度及加速度的感应器件。通过感应器所测得的无人机的高度、速度及加速度数据，反馈给自动控制装置来实现对供气阀门5的自动开启和自动闭合，从而保证气体反应装置向气囊4供应的气体是适量可控的。
[0035]在实践应用中，反应容器1上还安装有用于释放反应容器内气体的泄压阀，泄压阀上配置测量反应容器内部气压的压力表，通过压力表随时监测反应容器内的压力，使反应容器内的气压小于反应容器工作的额定压强，当反应容器内的气压高于反应容器工作的额定压强时，泄压阀启动，释放掉容器内的部分气体，避免反应容器内的压力过高而对反应容器造成损坏，当检测供应反应物的比例和量的检测装置损坏等紧急情况下，泄压阀启用。
[0036]所述反应容器设置有便于对反应容器内部进行清理的连接结构，在本实施例中， 反应容器1为可拆卸结构，反应容器在用于进行反应生成气体时，处于密闭状态，保证生成的气体不会发生泄漏，用于生成气体的反应物在反应容器中充分反应后会产生残留物等杂质，需要定期将反应容器清理干净，将反应容器设计为多部分构成的可拆卸结构，对清理反应容器具有重要的作用。
[0037]由于反应物在进入反应容器内进行反应时的比例和量是预先设定好的，然后通过流量开关依次进入进料阀门，最后在反应容器内产生的气体定量可控，通过设置两个进料阀门，可有效防止反应容器内的气体通过进料通道泄露，生成气体后，打开供气通道上的供气阀门，使生成的气体供应到气囊中，供应气体的过程中，气体也不会发生泄漏，而且便于控制。并且通过供气阀门，保证气体反应装置向气囊供应的气体也是适量可控的。
[0038]实施例2
[0039]本实施例用于为无人机等飞行器的气囊提供气体时的场合。
[0040]如图2所示，为无人机气囊供气的气体反应装置，包括反应容器1，反应容器1连接有进料通道和供气通道，所述进料通道上安装有至少两个串联连接的进料阀门，在反应物进入进料阀门前的进料通道上，还设置有检控装置，用于检测和控制进入到反应容器1内的反应物料量，供气通道通向气囊4,供气通道上还安装有用于打开或关闭供气通道的供气阀门5,进料通道的数量与反应物的种类相对应，通过供气阀门5与气囊4连接，进料通道的数量与反应物的种类数相对应，每种反应物都对应着各自的进料通道，确保每一种反应物都从单独的进料通道中进入到反应容器1，防止反应物在进入反应容器之前提前接触而发生化学反应，造成气体的泄露和损失，在本实施例中，反应物的种类数为3，对应的气体反应装置上设置有三条进料通道。
[0041]根据三种反应物的化学反应式来配置调整好各反应物比例，例如用于气体C的反应物A、B和E的反应式为:mA+nB+lE =xC+yD+zF，A、B、E为用于参加反应生成气体的反应物， C、D、F为反应物参加反应后生成的物质或气体，!11、11、1^、7、2为化学方程式中的配平系数。 则反应物A、B、E应按照m:n:l的比例进行配置，同时根据需要的气体量设置好用于反应的反应物的量，这就实现了该反应装置提供的轻密度气体的量是确定的，气体反应装置包括用于向反应容器提供反应物的储放容器6,储放容器6通过进料通道与反应容器1连接，各类反应物放置在储放容器6内分类保存，使反应物处于良好的状态，避免发生氧化等影响其状态的问题，在需要向反应容器1内供给反应物时，通过储放容器6进行供给。
[0042]将配制好的反应物通过设置在反应容器上的进料通道进入到反应容器，在反应物进入进料阀门前的进料通道上，还设置有检控装置，本实施例中，检控装置采用流量开关。同时，两条进料通道均设置有两个串联连接的一号进料阀门2和二号进料阀门3,首先确保二号进料阀门3是关闭状态，将一号进料阀门2打开，使反应物通过进料通道进入到两个阀门中间，此时，由于二号进料阀门3使关闭着的，阻止了气体从反应容器1往外泄漏，然后关闭反应物进入进料通道的一号进料阀门2,打开靠近反应容器侧的二号进料阀门3,使反应物进入到反应容器1内进行化学反应，此时，一号进料阀门2阻止了气体向外泄漏，同时关闭二号进料阀门3。两条进料通道中设置的一号进料阀门2和二号进料阀门3均为单向阀，使反应容器1中气体及反应物不会倒流进入进料通道，防止未进入反应容器1内的反应物原料被污染。
[0043]反应容器1内安装有用于将反应物充分搅和的搅拌器，由于参加化学反应的反应物从各自的进料通道中进入到反应容器1后，主要分布在各自的位置，相互之间未能充分接触，存在反应不充分的问题，使用搅拌器可以有效解决反应物与反应物之间不能充分接触的缺点，使化学反应更加充分有效。通过搅拌器将反应容器1内的反应物充分搅拌，使反应物充分接触进行化学反应后产生比空气密度轻的轻密度气体。
[0044]打开供气通道上的供气阀门5,使生成的气体通过供气通道进入到气囊4中，气囊4 用于充满气体后借助空气的浮力为无人机提供持续向上的拉力，可以有效降低对机载能源的消耗速度，延长无人机在重负荷条件下的飞行作业时间，从而达到提升无人机的作业效率的目的，扩大无人机在重负荷条件下的作业时间和作业范围。所述供气阀门5使用单向阀，有效防止气囊中的气体倒流进入反应容器。同时，所述供气阀门5上安装有用于控制供气阀门5开闭状态的自动控制装置，自动控制装置上安装有测量无人机高度、速度及加速度的感应器件。通过感应器所测得的无人机的高度、速度及加速度数据，反馈给自动控制装置来实现对供气阀门5的自动开启和自动闭合，从而保证气体反应装置向气囊4供应的气体是适量可控的。
[0045]在实践应用中，反应容器1上还安装有用于释放反应容器内气体的泄压阀，泄压阀上配置测量反应容器内部气压的压力表，通过压力表随时监测反应容器内的压力，使反应容器内的气压小于反应容器工作的额定压强，当反应容器内的气压高于反应容器工作的额定压强时，泄压阀启动，释放掉容器内的部分气体，避免反应容器内的压力过高而对反应容器造成损坏，当检测供应反应物的比例和量的检测装置损坏等紧急情况下，泄压阀启用。
[0046]所述反应容器设置有便于对反应容器内部进行清理的连接结构，在本实施例中， 反应容器1底部设置有用于将容器打开的活动盖板，活动盖板通过密封条与反应容器密闭盖合，所述活动盖板通过密封条与反应容器密闭盖合，保证反应容器的密闭性，使反应物和生成的轻密度气体均不会发生泄漏，用于生成气体的反应物在反应容器中充分反应后会产生残留物等杂质，需要定期将反应容器清理干净，在反应容器底部设置活动盖板，可打开盖板后对容器内部进行清理，方便实用。
[0047]由于反应物在进入反应容器内进行反应时的比例和量是预先设定好的，然后通过流量开关依次进入进料阀门，最后在反应容器内产生的气体定量可控，通过设置两个进料阀门，可有效防止反应容器内的气体通过进料通道泄露，生成气体后，打开供气通道上的供气阀门，使生成的气体供应到气囊中，供应气体的过程中，气体也不会发生泄漏，而且便于控制。并且通过供气阀门，保证气体反应装置向气囊供应的气体也是适量可控的。[〇〇48]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种为无人机气囊供气的气体反应装置，其特征在于，包括反应容器，反应容器连接 有进料通道和供气通道，所述进料通道上安装有至少两个串联连接的进料阀门，在反应物 进入进料阀门前的进料通道上，还设置有检控装置，用于检测和控制进入到反应容器内的 反应物料量，所述供气通道通向气囊。2.根据权利要求1所述的气体反应装置，其特征在于，所述供气通道上还安装有用于打 开或关闭供气通道的供气阀门。3.根据权利要求2所述的气体反应装置，其特征在于，所述进料阀门和供气阀门均为单 向阀。4.根据权利要求3所述的气体反应装置，其特征在于，所述供气阀门上安装有用于控制 阀门开闭状态的自动控制装置，自动控制装置上安装有测量无人机高度、速度及加速度的 感应器件。5.根据权利要求1所述的气体反应装置，其特征在于，所述进料通道的数量与反应物的 种类相对应。6.根据权利要求1所述的气体反应装置，其特征在于，所述检控装置为流量开关，且流 量开关安装于进入进料阀门前的进料通道上。7.根据权利要求1所述的气体反应装置，其特征在于，气体反应装置还包括用于向反应 容器提供反应物的储放容器，所述储放容器通过进料通道与反应容器连接。8.根据权利要求4-7之一所述的气体反应装置，其特征在于，所述反应容器上安装有用 于释放反应容器内气体的泄压阀，所述泄压阀上配置有测量反应容器内部气压的压力表。9.根据权利要求8所述的气体反应装置，其特征在于，所述反应容器设置有便于对反应 容器内部进行清理的连接结构。10.根据权利要求9所述的气体反应装置，其特征在于，所述反应容器内安装有用于将 反应物搅和的搅拌器。
【文档编号】B64B1/62GK205589479SQ201620388583
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】韦海成, 肖明霞, 王淼军, 潘俊涛, 张白
【申请人】北方民族大学