一种翼伞归航控制装置的制作方法

本发明涉及工业装置设计领域，特别是涉及一种能够实现翼伞归航控制的装置。

背景技术：

随着国家经济实力和航天事业的发展，翼伞归航控制系统受到了越来越多的关注，在军事领域，依靠可控翼伞的空降作战已经成为了现代战场上一种重要战术，对翼伞良好的控制帮助士兵穿过难以逾越的山川河流，从而获得超越对方的机动优势，另外，利用翼伞给军队补给物资也可以达到事半功倍的效果,在航空航天领域，航空器的回收就主要依赖可控翼伞来实现，高效的控制可以让航天器在指定的位置着陆的同时减小其在落地时受到的损伤，除此之外，我们国家疆土辽阔、地形复杂，一旦某个地方发生自然灾害，利用翼伞空投救灾物资进行灾区的物资补给可以最大化救援效果，提高受灾群众的生存率；在民用领域，滑翔伞运动项目受到越来越多人的关注，在滑翔时能够安全地到达目的地也就显得尤为重要。

目前，国内翼伞归航控制技术的发展还不够成熟，比如有系统的鲁棒性不高、控制的过程中需要频繁操纵、归航轨迹和翼伞实际飞行轨迹偏差较大等问题，本专利中涉及的一种翼伞归航控制装置提供了一种重要的硬件平台，可供科研工作者在此基础上探索研究，解决上述问题。

技术实现要素：

本发明针对上述不足提供了一种翼伞归航控制装置。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的翼伞归航控制装置，包括箱体，箱盖，底架；所述的箱体为顶端开放式；箱体的顶端通过箱盖封闭；箱体布置在底架上，其箱体内设有引导操纵绳机构，操纵绳从箱盖顶部延伸至上方并与伞翼相连；引导操纵绳机构控制操控绳的伸缩从而调整伞翼姿态。

本发明所述的翼伞归航控制装置，所述的箱体内设有驱动电机及转轴机构；驱动电机的驱动轴上设有转盘；操纵绳缠绕在转盘上，操纵绳的一端延伸至转轴机构内，并从转轴机构由箱盖向往外延伸直至与翼伞相连。

本发明所述的翼伞归航控制装置，所述的转轴机构由底转轴及两根相互平行的顶转轴组成；操纵绳从底转轴底部向上从两根相互平行的顶转轴之间穿过。

本发明所述的翼伞归航控制装置，所述的箱体外侧壁设有承重绳搭扣；承重绳搭扣上固定承重绳。

本发明所述的翼伞归航控制装置，所述的箱盖的上设有出绳口；出绳口位于箱盖的边缘处；操纵绳从出绳口向上延伸；出绳口上方设有滚动轴；滚动轴为两根相互平行的轴体，出绳口延伸出的操纵绳贯穿滚动轴；滚动轴之间设有伞包架。

本发明所述的翼伞归航控制装置，所述的底架包括两个缓冲架体，两个缓冲架体之间通桁架相互固定；两个缓冲架体为框架结构，两个缓冲架体与桁架组合构成“船”形状结构架体；两个缓冲架体的上端分别设有“l”型钢架；箱体布置在桁架上；箱体与底架形成“品”字形结构。

本发明所述的翼伞归航控制装置，所述的箱体与桁架支架设有避震弹簧。

本发明所述的翼伞归航控制装置，还包括伞绳限位环；伞绳限位环的环体上设有两对相互平行的限位对轴；伞绳限位环中部设有可拆卸的固定轴；操纵绳从限位对轴中穿出一翼伞相连。

本发明所述的翼伞归航控制装置，所述的承重绳从伞绳限位环内穿出与翼伞相连。

有益效果

本发明提供的翼伞归航控制装置，通过一个简单、易安装的机械结构让翼伞的承重绳和操纵绳靠近，同时让操纵绳可以自由地上下移动。

本发明提供的翼伞归航控制装置，伞绳利用上下相互配合的结构，保持操纵绳始终位于翼伞的两侧，避免其在翼伞运动过程中相互纠缠在一起。

本发明提供的翼伞归航控制装置，若以箱体的长度方向为前后方向，第一级转轴机构限制了操纵绳的前后偏移，同时也减小了伞绳受到的摩擦力，由于第二级转轴是前后方向放置的，经过该转轴机构的伞绳就无法在左右方向上偏移，同时也减小了伞绳在移动过程中所受到的摩擦力。这样，经过这两级转轴机构之后的操纵绳在左右和前后方向的偏移都减小了，也就减小了电机输出力的在侧向的分力，提高了电机的操纵效率。

本发明提供的翼伞归航控制装置，其箱体内部以及底架和箱体之间的缓冲装置可以起到底架撞击地面时箱体及其内部元件不会受到过大的冲击的作用。

本发明提供的翼伞归航控制装置，由于底架上没有缓冲装置，因而加速度传感器可以直接装在底架上，把风速传感器和近地传感器安装在底架的镂空处既可以使得传感器测量数据不受影响，同时又使得整个设备落地时它们会受到保护。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为翼伞归航控制设备中的箱体部分；

图3为翼伞归航控制设备中的避震弹簧；

图4为翼伞归航控制设备中的箱盖部分；

图5为翼伞归航控制设备中的底架部分；

图6为翼伞归航控制设备中的伞绳限位环部分；

图7为设备受到单侧操纵绳拉力时的受力分析图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

如图1所示：翼伞归航控制装置，包括箱体1，箱盖2，底架3；所述的箱体1为顶端开放式；箱体1的顶端通过箱盖2封闭；箱体1布置在底架3上，其箱体1内设有引导操纵绳机构，操纵绳从箱盖2顶部延伸至上方并与伞翼相连；引导操纵绳机构控制操控绳的伸缩从而调整伞翼姿态。

如图2所示：箱体1内设有驱动电机12及转轴机构14；驱动电机的驱动轴上设有转盘13；操纵绳缠绕在转盘13上，操纵绳的一端延伸至转轴机构14内，并从转轴机构14从箱盖2向往外延伸直至与翼伞相连。箱体内有整个控制系统的主板、电机、电池、数据采集卡等电气元件。

箱体的四个角落上是用于安装翼伞承重绳的搭扣11，电机12的输出轴上安装有轮盘机构13，第一级转轴机构14的下方有一个大转轴，用于引导操纵绳，其上方有两组平行的固定轴，用于限制伞绳在前后方向上的偏移。在电机输出轴的轮盘上会缠绕2米长的操纵绳，从大轮盘上引出的操纵绳首先会被绕在第一级转轴机构下方的转轴上，随后操纵绳从其上方两组平行的固定轴之间穿过。同时，在箱体下部安装有四个如图3中所示的避震弹簧，避震弹簧的一面和箱体连接，另一面用于和底架相连接。

如图4所示：箱盖2的上设有出绳口23；出绳口23位于箱盖2的边缘处；操纵绳从出绳口23向上延伸；出绳口23上方设有滚动轴22；滚动轴22为两根相互平行的轴体，出绳口23延伸出的操纵绳贯穿滚动轴22；滚动轴22之间设有伞包架21

箱盖上伞包架21由两个垫块将其垫高，伞包架21两侧的滚动轴22由两根可以转动的轴组成，翼伞的操纵绳通过两根转轴之间的空隙伸出，因而从整体上来看，从第一级转轴机构出的操纵绳会由出绳口23上引出，之后再经过箱盖上的第二级转轴机构。

如图6所示的伞绳限位环4；伞绳限位环4的环体上设有两对相互平行的限位对轴41；伞绳限位环4中部设有可拆卸的固定轴42；操纵绳从限位对轴41中穿出一翼伞相连。两根操纵绳经过转轴之后分别从伞绳限位环两侧的限位对轴41中间穿过，四根承重绳被捆扎在一起之后会从环的中间穿过，同时，在伞绳限位环4的中间有一根可拆卸的固定轴42，用于卡在承重绳节下防止环往上滑动。

如图5所示：底架3包括两个缓冲架体31，两个缓冲架体31之间通桁架32相互固定；两个缓冲架体31为框架结构，两个缓冲架体31与桁架32组合构成“船”形状结构架体；两个缓冲架体31的上端分别设有“l”型钢架33；箱体1布置在桁架32上；箱体1与底架3形成“品”字形结构。“品”字形底架的各个位置会安装不同的的传感器，底架前部可以安装风速传感器，底架中间可以安装近地传感器，底架上的两个l形的槽钢上可以安装加速度等其他传感器。箱体1与桁架32支架设有避震弹簧。

如图7所示：归航设备的晃动主要是由于设备受到横向的力导致的，使用伞绳限位环可以将翼伞的操纵绳和承重绳靠在一起，这样可以改变操纵绳上拉力作用的方向，从而减小设备受到的横向力，沿着翼伞的展向看过去，整个系统的受力情况可以简化为图7种所示的模型。

归航控制设备在图中用方框表示，在未使用伞绳限位环时，其两侧的操纵绳上拉力如fa、fb所示，显然，它们在横向上的分力为fa1、fb1,其中的数量关系为：

fa1＝fa*cos(a)(1)

fb1＝fb*cos(b)(2)

使用伞绳限位环之后，操纵绳上的拉力方向改变，由fa和fb变成了fa和fb，从而它们在横向的分力也就变成了fa1和fb1，从而新的操纵绳拉力与各自的横向力关系如下：

fa1＝fa*cos(a)(3)

fb1＝fb*cos(b)(4)

由于翼伞的展长一般都很大，从而角a和角b会远大于角a和角b，所以使用伞绳限位环之后操纵绳上横向分力fa1和fb1远小于fa1和fb1，当单侧的操纵绳被拉动时，横向力就明显减小了，而真正在进行翼伞的归航控制时，重要的改变翼伞飞行轨迹的操作都是单侧下拉，所以使用伞绳限位环可以减小翼伞归航设备的晃动，同时提高归航效率，在实际的实验过程中同样也验证了这一点。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。