一种用于小型系留气球自动充气展开的锚放装置的制作方法

本发明涉及系留气球的锚泊领域，特别是涉及一种用于小型系留气球自动充气展开的锚放装置。

背景技术：

系留气球属于浮空器的一种，利用球体内气体的浮力实现空中浮升。通过控制系留气球下部系留索的长度，可以控制系留气球的升降高度，通过控制系留气球锚泊索的约束，使操作气球处于锚泊或系留状态。作为一种升空平台，系留气球可为球载设备提供较大的对地视界范围，滞空高度越高，覆盖范围越大。因此，系留气球可用于大气和环境监测、缉私等民用领域，在军用领域，一般多用于预警、电子对抗、技术侦察与监视、超长波通信、信息中继等方面。

无论在空中系留还是锚泊状态，为了停留在空气中，需要通过系缆或锚泊装置平衡空气阻力。由于系留气球体积的不同，所受空气阻力不同，因而所需要的锚泊装置的大小、重量也不尽相同。对于重量较轻的载荷而言，需要体积较小的系留气球即可满足驻空需求。体积小于百立方米的可自动充气展开的小型系留气球因其运输转场方便，操作简单，越来越受到重视和广泛应用。然而系留气球整体呈流线型，充气成形后的气动阻力很小，并且在充气过程中，因囊体不成形，气动阻力大，地面风极大地影响了操作和安全。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种用于小型系留气球自动充气展开的锚放装置，该锚放装置能够实现系留气球充气展开、操作简单、安全性高且运输转场方便。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于小型系留气球自动充气展开的锚放装置，所述系留气球上设置有用于调节气球的升空高度的系留索和用于保持气球的高空位置的锚泊索，该锚放装置包括用于操纵系留气球的系留索的绞盘，用于固定系留气球的锚泊索的鼻塔，其中，该锚放装置还包括框架以及设置在框架上方用于装载系留气球的球箱，该球箱包括球箱主体、与球箱主体的左侧壁可转动式连接的左盖板以及与球箱主体的右侧壁可转动式连接的右盖板。

其中，还包括与打开状态下的球箱连接的球托，所述球托包括分别向下弯曲的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件分别与所述左盖板和所述右盖板的前端可拆卸式连接，所述第二连接件分别与所述左盖板和所述右盖板的后端可拆卸式连接。

其中，还包括锁止机构，所述第一连接件分别通过锁止机构与所述左盖板和所述右盖板锁止，所述第二连接件分别通过锁止机构与所述左盖板和所述右盖板锁止。

其中，在所述球箱打开状态下，所述左盖板与所述球箱上表面的夹角为90°-150°，所述右盖板与所述球箱上表面的夹角为90°-150°。

其中，所述鼻塔与所述球箱连接，所述球箱以可转动方式连接到所述框架上。

其中，所述鼻塔包括一端与所述球箱连接的鼻塔横梁，与鼻塔横梁的另一端枢接的鼻塔立梁，在鼻塔立梁的自由端设置有头锥垫，该鼻塔还包括斜撑，所述斜撑的两端分别与鼻塔横梁和鼻塔立梁连接。

其中，所述鼻塔立梁是可折叠的。

其中，在所述球箱上还设置有第三连接件，所述鼻塔的鼻塔横梁与所述第三连接件可拆卸式连接。

其中，所述框架底部设有可调节高度的支腿，该支腿以可转动方式连接至所述框架上。

其中，所述框架底部设有用于辅助所述锚放装置移动的移动轮。

(三)有益效果

本发明提供的用于小型系留气球自动充气展开的锚放装置将系留气球锚放装置集成在一起，充分兼顾了气球的展开收放和运输两种状态，且操作简单，安全性高，具有极大的灵活性和较高的通用性，可在特定地点长时间驻空服务，也可以通过运输设备将其在系留状态进行转场运输，可广泛用于对地观测、通信中继、大气探测、空中侦察等多种载荷的快速部署。

附图说明

图1为根据本发明的一种用于小型系留气球自动充气展开的锚放装置的结构示意图；

图2为图1中的锚放装置承载的系留气球处于锚泊状态下的结构示意图；

图3为图1中的锚放装置承载的系留气球处于系留状态下的结构示意图；

图4为图1中的锚放装置在鼻塔展开状态下的结构示意图；以及

图5为图1中的锚放装置处于折叠运输状态下的结构示意图。

图中，1：框架；11：支腿；2：球箱；21：球箱主体；22：右盖板；23：左盖板；3：球托；31：第一连接件；32：第二连接件；4：鼻塔；41：鼻塔横梁；42：第一鼻塔立梁；43：第二鼻塔立梁；44：头锥垫；45：斜撑；5：系留气球；6：系留索；7：转盘轴承；8：第三连接件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1至图5示出了根据本发明的一种用于小型系留气球自动充气展开的锚放装置的一个优选实施例。如图所示，该系留气球5上设置有用于调节系留气球5的升空高度的系留索6和用于保持系留气球5的高空位置的锚泊索(未示出)，该锚放装置包括用于操纵系留气球5的系留索6的绞盘(未示出)，用于固定系留气球5的锚泊索的鼻塔4，鼻塔4是气球5锚泊状态下抵抗地面风阻的关键设备，系留气球5在地面受到风阻作用，鼻塔4将平衡和约束地面风阻，确保系留气球5安全。该锚放装置还包括框架1，绞盘安装在框架1内部，在系留气球5升降时通过释放或收拢绞盘的方式控制气球5升降；该锚放装置还包括设置在框架1上方的球箱2，球箱2主要用于装载放气后的气球5，在气球5充气自动展开过程中，气球5将整体在球箱2中充气并自动展开，具体地，该球箱2包括球箱主体21，以及与球箱主体21的左侧壁可转动式连接的右盖板22和与球箱主体21的右侧壁可转动式连接的左盖板23。

当系留气球5需要展开时，连接好充气管，打开氦气阀，即可开始气球充气，气球5充气过程中，将在球箱2内逐渐展开，直至成形进入锚泊状态；给锚泊状态下的系留气球5挂载载荷，气球5即具备升空条件，根据任务需要，可快速升空；当载荷执行完任务后，收拢绞盘，便将系留气球5从系留状态收拢，进而转为锚泊状态；整个试验完成后，将系留气球5内的氦气排出，气球5逐渐收拢后，折叠在球箱2之内。运输时，气球5收拢在球箱2内，整个装置处于折叠状态，根据需要可通过小型货车或皮卡车运输，可在二级公路或山路运输至部署地点，进而实现快速部署。本发明提供的锚放装置能够实现系留气球地面充气自动展开，也能进行气球5短距离转场和长途运输；此外，该装置结构紧凑，对气球运输和部署所需要的条件较低，安全性高，且操作简单，需2名操作人员即可完成气球充气展开部署。

具体地，在框架1上设置有转盘轴承7，球箱2通过转盘轴承7与绞盘框架1连接，以使得球箱2可绕转盘轴承7自由旋转。在锚泊状态，球箱2和系留气球5均可随风绕转盘轴承7自由旋转，使得系留气球5实时处于顺风状态。

此外，该锚放装置还包括用于托起气球5的球托3，具体地，该球托包括分别向下弯曲的第一连接件31和第二连接件32，其中第一连接件31的两端分别插接到打开状态下的球箱2的右盖板22和左盖板23的后端的上部的孔中，第二连接件32的两端分别插接到打开状态下的球箱2的右盖板22和左盖板23的前端的上部的孔中。为了保证球托3与球箱2连接可靠，该锚放装置还包括用于将第一连接件31与右盖板22、左盖板23锁止的锁止机构(例如插销)，以及用于将第二连接件32与右盖板22、左盖板23锁止的锁止机构(例如插销)。该球托3是气球5与锚放装置之间的缓冲装置，也是气球5在锚泊状态时的依托，当气球5受到地面不稳定气流，而使得尾部下沉时，球托3将托起气球5尾部，确保气球5与地面保持在安全高度内。

虽然在该实施例中示出了第一连接件31、第二连接件32采用弯管的形式，本领域技术人员应当理解，第一连接件31、第二连接件32也可采用其它形式，例如板状件等。

鼻塔4包括一端连接到球箱2的鼻塔横梁41，与鼻塔横梁41的另一端枢接的鼻塔立梁，在鼻塔立梁的自由端设置有头锥垫44。为了保证鼻塔4的稳固性，该鼻塔还包括斜撑45，该斜撑45的两端分别与鼻塔横梁41和鼻塔立梁连接。具体地，斜撑45通过销钉与鼻塔立梁连接，且与鼻塔横梁41可转动式连接，在鼻塔横梁41上设置有用于容纳斜撑45的凹槽，当将鼻塔4收起时，可将斜撑45与鼻塔立梁分离，并将其转动至鼻塔横梁41的凹槽中。进一步地，由于鼻塔立梁具有较大的长度，所以鼻塔立梁包括第一鼻塔立梁42和通过折叠关节(例如销轴)与第一鼻塔立梁42连接的第二鼻塔立梁43，以便在将锚放装置收起时将第一鼻塔立梁42和第二鼻塔立梁43折叠在一起，从而使锚放装置在收起状态时具有最小的尺寸和体积。为了保证鼻塔4在展开状态下的稳定性，该鼻塔还设置有用于将第一鼻塔立梁42和第二鼻塔立梁43在展开状态下固定的限位销。

需要说明的是，虽然在该实施例中，鼻塔立梁包括能够折叠在一起的第一鼻塔立梁42和第二鼻塔立梁43，但是本领域技术人员应当理解，鼻塔立梁可包括能够折叠在一起的多个鼻塔立梁，以使该锚放装置在收起状态时具有最小的尺寸和体积。

此外，为了使鼻塔4与球箱2的连接牢靠，该锚放装置还包括设置在球箱上的第三连接件8，鼻塔横梁41通过螺栓与第三连接件8连接。在锚泊状态，由于球箱2可随风绕转盘轴承7自由旋转，使得鼻塔4也可随风绕转盘轴承7自由旋转，使系留气球5实时处于顺风状态。

在所示实施例中，绞盘通过马达驱动，其转动使得气球5的系留索6被收回至绞盘或者从绞盘松释，从而实时调制气球5的系留索6的长度，进而控制气球5的升空高度。在框架1内部还设置有与绞盘连接的排线机构，以便获取气球5的系留索的长度。

此外，框架1下面设置有移动轮以方便锚放装置的移动。当需要移动时，推动装置，可进行短距离移动。

为了使框架1具有更好的支撑功能，在框架1上还设置了可调节高度的支腿11，在气球5工作时，升起支腿11，将移动轮脱离地面。这样的结构尤其适合地面不平的使用环境，因为可以通过调节支腿11的高度使框架1处于水平或其它合适的位置。同时，支腿11在水平方向的长度还可以增加框架1的倾覆阻力矩，使得框架1具有更好的稳定性。所述支腿11以铰接的方式连接至所述框架1，从而在需要锚泊气球5时，可以展开该支腿11以获得较大的倾覆阻力矩，而在需要运输时可以收起该支腿11以能减小体积方便运输。当然，所述支腿11也可以以其它的可转动连接方式连接至绞盘框架1上。

根据本发明的锚放装置的操作步骤包括：

(1)准备阶段

首先将支腿11展开，并根据地面情况调节支腿11的高度以让该锚放装置水平地放置在地面上；之后将鼻塔4展开连接，将头锥垫44安装在第二鼻塔立梁43上，第二鼻塔立梁43和第一鼻塔立梁42之间通过轴销连接，将其展开，并安装限位销；将展开后的第一鼻塔立梁42与鼻塔横梁41连接，调整第一鼻塔立梁42和鼻塔横梁41，使其保持垂直，将斜撑45两端连接在第一鼻塔立梁42和鼻塔横梁41之间；鼻塔横梁41与第三连接件8通过螺栓连接，如图4所示。然后将球箱2的右盖板22和左盖板23打开，使其到达打开限位附近，将球托3的第一连接件31和第二连接件32分别插入球箱右盖板22和左盖板23的端部插孔中，到位后锁止机构会自动锁定，如图1所示。

(2)充气展开

当天气情况满足系留气球5升空试验时，开始气球5充气。此时，未展开的系留气球5处于折叠状态，收拢在球箱2之内，将系留气球5充气阀与氦气充气管连接，打开氦气阀，给系留气球5充气，系留气球5将在球箱2中逐渐展开成形，随着系留气球5囊体内氦气增加，系留气球5将由净重转为净轻状态，系留索6将逐渐承力，并约束系留气球5，使其保持在球箱2和球托3的约束框架之内，系统充气完毕后，最终处于锚泊状态。在锚泊状态，球箱2、鼻塔4和系留气球5均可随风绕转盘轴承7自由转动，其系留气球5实时处于顺风状态。

(3)收球与运输

任务结束，需要收球时，操作顺序与展开顺序基本相反。

首先将系留气球5氦气充气管连接，将系留气球5囊体内的氦气排出后，将其折叠在球箱2之内，然后解除氦气充气管与系留气球5之间的连接；取出球托3的第一连接件31和第二连接件32与球箱右盖板22和左盖板23之间的插销，将球托3的第一连接件31和第二连接件32分别从球箱右盖板22和左盖板23的插孔中取出，合拢球箱右盖板22和左盖板23。然后进行鼻塔4的拆除，将鼻塔横梁41与连接板8之间的螺栓拆除，取下鼻塔4，将斜撑45与第一鼻塔立梁42之间的销钉拔出，使斜撑45收拢到鼻塔横梁41的凹槽中；取出第二鼻塔立梁43和第一鼻塔立梁42之间的限位销，将其收拢；拆除头锥垫44与第二鼻塔立梁43之间的连接。此时，锚放装置处于收起状态，其与使用时的展开状态相比，重量和体积均明显减小，从而可以很方便地进行保存或运输。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。