一种用于冲压翼伞的收展和弹射回收装置的制作方法

发明涉及一种用于冲压翼伞的装置，具体涉及一种用于冲压翼伞的收展和弹射回收装置。

背景技术：

冲压翼伞具备良好的升阻比、滑翔比和操控性，应用十分广泛。现有冲压翼伞起伞采用拖拽方式，对起伞场地要求较高，否则容易受地面刮磨损坏翼伞，致使飞行不安全或翼伞使用寿命降低；且现有翼伞不具备弹射回收的功能。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种用于冲压翼伞的收展和弹射回收装置，直接弹射到空中打开翼伞起飞，回落时回收翼伞储能用于下一次起伞，使起伞场地要求大大降低，适用于更多复杂地形起伞。

所述冲压翼伞包括：伞衣和载荷舱，所述伞衣通过一根以上翼伞绳与载荷仓相连；所述伞衣包括由翼伞布制成的上翼面和下翼面，上翼面和下翼面之间沿冲压翼伞的纵向分布有两根以上翼伞肋片；令所述翼伞的横向即展开方向为左右方向，纵向为前后方向；

所述的用于冲压翼伞的收展和弹射回收装置包括：收展装置和弹射回收装置；

所述收展装置设置在位于所述冲压翼伞中间部位的气室内，令该气室为中间气室；所述中间气室上设置有用于使空气进入所述中间气室的进气口；所述收展装置包括：收伞支架、翼伞收绳和收绳卷轴；所述收伞支架设置在所述中间气室内部，用于支撑所述中间气室，使所述中间气室保持设定外形；所述收绳卷轴及其动力单元均支撑在所述收伞支架上，所述收绳卷轴在其动力单元的驱动下转动；所述翼伞收绳包括一根以上左翼伞收绳和一根以上右翼伞收绳；所述左翼伞收绳和所述右翼伞收绳的一端在所述收绳卷轴上，另一端分别与所述中间气室左右两侧的翼伞的端部连接；当所述收绳卷轴转动时，所述左翼伞收绳和所述右翼伞收绳卷绕或同时释放，从而带动所述伞衣折叠或展开；

所述弹射回收装置设置在所述载荷仓内部，包括：弹射回收支架、弹射回收绳、回收板、弹射回收卷筒以及用于带动弹射回收卷筒转动的动力单元；两根以上所述弹射回收绳一端与所述收展装置中的收伞支架相连，另一端连接在所述弹射回收卷筒上；所述回收板通过储能元件与所述弹射回收支架相连；当所述弹射回收卷筒转动缠绕所述弹射回收绳时，所述弹射回收绳拉动折叠状态的冲压翼伞，将所述冲压翼伞回收至位于所述载荷仓内部的回收板上，同时所述储能元件储能；当需要发射冲压翼伞时，所述储能元件释能，助推回收在回收板上的冲压翼伞升起。

作为本发明的一种优选方式，所述收伞支架包括：底板、上支杆和立支架，所述立支架包括：左立支架、右立支架、前立支架和后立支架；所述上支杆设置在所述中间气室顶部用于支撑中间气室顶面，所述上支杆与所述中间气室内的翼伞上翼面连接；所述底板放置在中间气室底面上，与中间气室内的翼伞下翼面连接；在所述中间气室的左右两侧分别设置左立支架和右立支架，所述左立支架和右立支架分别与中间气室左右两侧的翼伞肋片连接；在中间气室内部横向两端分别设置有前立支架和后立支架，所述前立支架和后立支架的左右两端分别与左立支架和右立支架固接；所述收绳卷轴的轴向两端分别支撑在所述前立支架和后立支架上。

作为本发明的一种优选方式，每个所述翼伞肋片上均设置有用于使所述翼伞收绳穿过的收绳扣，所述翼伞收绳的一端依次穿过对应侧翼伞肋片上的收绳扣后与翼伞的端部连接。

作为本发明的一种优选方式，所述收绳卷轴的动力单元包括收绳电机和收绳离合器，所述收绳电机的动力输出端通过收绳离合器与所述收绳卷轴相连；当所述收绳离合器处于结合状态时，所述收绳电机转动带动收绳卷轴转动；当所述收绳离合器处于分离状态时，断开所述收绳电机与所述收绳卷轴之间的动力传递。

作为本发明的一种优选方式，所述弹射回收支架包括：弹射回收上支架、弹射回收下支架和弹射回收立支架，所述弹射回收立支架的顶部与所述弹射回收上支架相连，底部与所述弹射回收下支架相连；所述回收板设置在弹射回收上支架的中部，通过两根以上作为储能元件的弹力绳与所述弹射回收上支架相连；所述载荷舱上表面与所述回收板对应的位置设置有开口，用于使折叠状态的冲压翼伞进入载荷舱内部后回收至所述回收板上。

有益效果：

(1)将收展装置设计在翼伞内部，与翼伞中部气室融为一体，确保翼伞中部气室外形始终保持一定的进气口打开状态，更加便于翼伞弹射升空后充气展开。

(2)本发明中的收展装置有利于保持翼伞回收状态的一致性，弹射回收装置有利于保持翼伞回收状态的方向性，便于翼伞的弹射展开，可重复完成弹射回收动作。

(3)保留了成熟翼伞原有气动外形特征，使成熟翼伞具备了很好的继承性，便于实现自动收展和弹射回收新功能推广，简便易行，减少大量新品研发试验验证费，节约大量研发成本。

附图说明

图1为冲压翼伞的结构示意图；

图2为收伞支架和翼伞连接的结构示意图；

图3为收伞支架的结构示意图；

图4为弹射回收装置的结构示意图。

其中：1-伞衣，2-翼伞绳，3-载荷舱，4-翼伞肋片，5-底板，6-上支杆、7-翼伞收绳，8-左立支架，9-右立支架，10-前立支架，11-后立支架，12-弹力绳，13-收绳扣，14-收绳卷轴，15-加强底板，16-弹射回收绳栓，17-加强立支架，18-弹射回收绳，20-回收板，21-弹射回收卷筒，22-弹射回收电机，23-弹射回收离合器，24-弹射回收上支架，25-弹射回收下支架，26-弹射回收立支架，27-弹射回收绳孔。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供一种用于冲压翼伞的收展和弹射回收装置，使用时能够将翼伞直接弹射到空中，然后打开翼伞起飞；回落时回收翼伞的同时储能，用于下一次起伞，使起伞场地要求大大降低，适用于更多复杂地形起伞。

如图1所示，冲压翼伞包括：伞衣1、翼伞绳2、载荷舱3和牵引绳。其中伞衣1通过多根翼伞绳2与载荷仓3相连。同时在载荷仓3上设置有牵引绳，牵引绳与地面或甲板上的绞车相连。伞衣1包括由翼伞布制成的上翼面和下翼面，上翼面和下翼面之间设置有多根翼伞肋片4，翼伞肋片4沿翼伞的横向(展开方向)均匀间隔分布，形成多个气室(每两根翼伞肋片4之间上翼面和下翼面包围的区域为一个气室)。伞衣前缘设有翼伞进气口，以便于空气进入形成气室。翼伞肋片4上设有通气孔，便于各气室间空气流通，以保证伞衣迅速充气和各气室压力均匀。

所述的用于冲压翼伞的收展和弹射回收装置包括：收展装置和弹射回收装置。

收展装置设置在伞衣1的中部，用于拉动左右两侧的伞衣1向中部平移回收，实现伞衣1的折叠。收展装置包括：收伞支架、翼伞收绳7和收绳卷轴14。

如图2和图3所示，收伞支架置于翼伞最中间部位的气室(简称为中间气室)内部，用于支撑中间气室，确保中间气室外形始终保持进气口打开状态，即保证中间气室在回收时也能保持外形，便于翼伞释放后的展开。收伞支架包括：底板5、上支杆6和立支架，收伞支架采用碳钎维和玻璃钎维等轻质高强度材料制备。令翼伞的横向(展开方向)为左右方向，翼伞的纵向为前后方向，立支架包括：左立支架8、右立支架9、前立支架10和后立支架11。其中上支杆6包括设置在中间气室顶部用于支撑中间气室顶面(即中间气室内上翼面)的四根杆，上支杆6与翼伞中间气室内的翼伞上翼面连接；底板5为与翼伞中间气室底面(即中间气室内下翼面)形状一致的板形结构，底板5放置在中间气室底面上，与中间气室内的翼伞下翼面连接；在中间气室的左右两侧分别设置左立支架8和右立支架9，左立支架8和右立支架9均为矩形框架，左立支架8和右立支架9分别与中间气室左右两侧的翼伞肋片4连接。上述连接(包括上支杆6与上翼面之间的连接、底板5与下翼面之间的连接、左右立支架为与翼伞肋片4之间的连接)均可采用粘胶、布套或连接绳等方式。在中间气室内部横向两端分别设置有前立支架10和后立支架11，前立支架10和后立支架11的左右两端分别与左立支架8和右立支架9固接。前立支架10和后立支架11用于支撑收绳卷轴14，具体为：收绳卷轴14的前后两端分别通过轴承支撑在前立支架10和后立支架11上，收绳卷轴14与前后立支架上的卷轴旋转部件采用自润滑超高分子量聚乙烯或尼龙材料(不限制轴承等其他轻质零部件)。收绳卷轴14为带离合器的直筒式电动卷轴，即收绳电机的动力输出端通过收绳离合器与直筒式收绳卷轴相连，收绳电机和收绳离合器支撑在底板5上。

翼伞收绳7采用抗拉、高强度、轻量质、耐磨等性能超高分子量聚乙烯材料或尼龙材料等制成，该冲压翼伞上每个翼伞肋片4的中间位置均设置有收绳扣13，两根翼伞收绳7的一端分别穿过左右两边翼伞肋片4上的收绳扣13后分别与中间气室左右两侧的翼伞的端部连接，另一端卷绕在收绳卷轴14上，通过收绳卷轴14卷绕翼伞收绳7，实现翼伞收绳7的收放，两根翼伞收绳7在收绳卷轴14上的缠绕方向相同，保证当收绳卷轴14转动时，两根翼伞收绳7同时卷绕或同时释放。翼伞收绳7能够在翼伞肋片4上的收绳扣13中滑动，收绳扣13能够对翼伞收绳7的收放起导向作用。收绳扣13采用超高分子量聚乙烯或尼龙材料制成，保持一定的硬度和光滑性。收绳扣13可以为中空钮扣或暗扣或其他中空硬质连接扣，确保翼伞收绳7便于从收绳扣13中心孔穿过。翼伞收绳7可以采用弹力绳，当翼伞收绳7采用弹力绳时，能够提供翼伞展开的辅助动力，便于配合充气空气动力使翼伞快速展开。

实际使用时，可以根据需求确定翼伞收绳7数量，通常左右两边各布置多根翼伞收绳7，当布置多根翼伞收绳7时，在翼伞肋片4上设置与每侧翼伞收绳7一一对应的收绳扣13，多个收绳扣13沿翼伞的纵向排列在翼伞肋片4上，每根翼伞收绳7的一端连接翼伞左右两侧端部，另一端穿过与之对应的收绳扣13后缠绕在收绳卷轴14上，且每根翼伞收绳7从翼伞的左右两侧端部到收伞支架沿翼伞的横向呈直线布置，使中间气室左右两侧的翼伞向中部均衡平移回收。

在前立支架10和后立支架11之间设置加强立支架17，收绳卷轴14通过卷轴旋转部件支撑在加强立支架17上，用于增强收绳卷轴14在收伞支架上的支撑强度；收绳卷轴14与加强立支架17上的卷轴旋转部件采用自润滑超高分子量聚乙烯或尼龙材料(不限制轴承等其他轻质零部件)。在底板5中部设计加强底板15，用于增强底板5的结构强度。

收展装置的工作原理为：当收绳离合器结合时，收绳电机转动带动收绳卷轴14转动，将左右两侧的翼伞收绳7收回缠绕在卷轴上，此时翼伞收绳7拉动中间气室左右两侧的翼伞向中部平移收回，将翼伞收回至中间气室左右两侧(由于收绳离合器为常闭式离合器，当收回翼伞收绳7后，能够防止收绳卷轴14反转，即向收绳卷轴14提供制动力)；当收绳离合器分离时，收绳电机的动力不能传递至收绳卷轴14，能够释放翼伞收绳7在收绳卷轴14上的制动力，此时收绳电机空转或不工作，在弹射和充气空气压力共同作用下拉动翼伞收绳7，翼伞收绳7从收绳卷轴14上释放，使翼伞快速展开，形成具备升力的气动外形。

如图4所示，弹射回收装置设置在冲压翼伞的载荷舱3内，用于实现翼伞的弹射回收。弹射回收装置包括：弹射回收支架、弹力绳12、弹射回收绳18、电缆绳19、回收板20、弹射回收卷筒21以及用于带动弹射回收卷筒21转动的动力单元。其中动力单元包括弹射回收电机22和弹射回收离合器23，弹射回收电机22通过设置有弹射回收离合器23的动力输出轴与弹射回收卷筒21同轴相连，当弹射回收离合器23结合时，弹射回收电机22转动带动弹射回收卷筒21绕其轴线转动；当弹射回收离合器23分离时，弹射回收电机22的动力不传递至弹射回收卷筒21。

弹射回收支架包括：弹射回收上支架24、弹射回收下支架25和弹射回收立支架26，其中弹射回收上支架24用于安装弹力绳27，弹射回收下支架25用于安装弹射回收卷筒21及其动力单元，弹射回收立支架26用于连接弹射回收上支架24和弹射回收下支架26，提供弹力绳12的拉升空间。具体为：弹射回收上支架24和弹射回收下支架26均固定在载荷舱3内，且弹射回收上支架24位于弹射回收下支架26上方，在载荷舱3上表面弹射回收上支架24对应的位置设置有开口，开口可以自动编程控制(也可通过载荷舱遥控或远程控制)开合的盖体封闭(当需要回收翼伞时，远程控制该盖体打开)，也可以不设置盖体，使其始终处于开口状态。弹射回收立支架26设置在弹射回收上支架24和弹射回收下支架26之间，两端分别与弹射回收上支架24和弹射回收下支架26连接。本例中，弹射回收上支架24为矩形框架结构，矩形的回收板20设置在弹射回收上支架24的中部，多根弹力绳12均匀分布在回收板20和弹射回收上支架24之间，可以依据所需弹力大小布设弹力绳的多少和粗细，实现弹力大小的调整。本例中，回收板20长度方向的左右两侧沿其长度方向并列设置多根弹力绳12，弹力绳12的两端分别连接回收板20和弹射回收上支架24。回收板20上沿其长度方向均匀间隔分布有一列弹射回收绳孔27，弹射回收绳18能够从弹射回收绳孔27自由通过，弹射回收绳孔27用于对弹射回收绳18起引导作用，引导与翼伞相连的收伞支架回位不偏转。在收展装置加强底板15上对应设置有一列弹射回收绳栓16，弹射回收绳18、弹射回收绳孔27以及弹射回收绳栓16一一对应。弹射回收绳18一端连接在收伞支架加强底板15上的弹射回收绳栓16上，另一端穿过与之对应的弹射回收绳孔27后缠绕在弹射回收卷筒21上，且缠绕方向均相同，当弹射回收卷筒21转动时，释放或回收弹射回收绳18。

电缆绳19用于为收伞支架上的电动卷轴(收绳电机和收绳离合器)以及弹射回收卷筒21的动力单元提供电能，电缆绳19采用可卷绕的轻质抗拉材料制成，其一端与载荷舱3内部的供电单元相连，另一端分别与电动卷轴的动力单元和弹射回收卷筒21的动力单元相连，电动卷轴的动力单元和弹射回收卷筒21的动力单元均可通过自动编程控制实现通断电(也可通过载荷舱遥控或远程控制)。

弹射回收装置的工作原理为：弹射回收离合器23为常闭离合器，当通过收展装置将中间气室左右两侧的翼伞向中部平移回收后，远程控制弹射回收电机22启动，此时，弹射回收电机22转动带动弹射回收卷筒21转动卷绕弹射回收绳18，弹射回收绳18穿过回收板20上的弹射回收绳孔27后，通过收伞支架上的弹射回收栓16拉动已经平移回收的翼伞，当底板5与回收板20接触后，推动回收板20向下移动，拉伸连接在回收板20和弹射回收上支架24之间的弹力绳12以储备弹射能量，为弹射储能。当底板5推动回收板20下移设定距离(通过控制电机转速和时间或通过位移传感器实现)后，远程控制弹射回收电机22停止转动，由于弹射回收离合器23为常闭离合器，当弹射回收电机22停止转动后，能够向弹射回收绳18提供制动力，防止弹射回收卷筒21反转。当需要发射冲压翼伞时，控制弹射回收离合器23分离，回收板20在弹力绳12弹力作用下向上弹出，推动附着在回收板20上的翼伞向上运动，使翼伞弹射出载荷舱，助推翼伞快速升起。

翼伞弹射出载荷舱时，同时控制收展装置上的收绳离合器分离，在弹射和充气空气压力共同作用下拉动翼伞收绳7，翼伞收绳7从收绳卷轴14上释放，使翼伞快速展开，形成具备升力的气动外形。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。