一种减速分离装置的制作方法

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种减速分离装置。

背景技术：

目前针对无人飞行器的回收减速装置多为一级减速伞装置或背部减速板等模块化的单一装置，其相对成本略高，且对于后置螺旋桨无人机采用减速伞容易引起减速伞与桨叶的干扰，而背部减速板在减速状态时容易引起附加力矩，减速效果不佳。此外现有的减速装置也未涉及分离装置。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种减速分离装置，在实现减速功能后，能有效与飞行器进行分离，减少飞行器自由飞行时的重量，提高飞行器的续航能力。

为达到上述目的，本申请提供一种减速分离装置，包括：减速伞舱、组合作动器、减速伞包、电池盒和子机控制板；减速伞舱包括伞舱主体和伞舱盖；伞舱主体的第一端口与伞舱盖卡接；伞舱主体的第二端口通过第一连接件与无人机的子机保护筒连接；组合作动器固定设置于伞舱主体内部；组合作动器的一端为抛伞器，且与伞舱盖连接；组合作动器的另一端为爆炸螺栓，且与无人机的过渡接头连接；减速伞包设置于减速伞舱内部，并通过第二连接件分别与伞舱盖和组合作动器连接；电池盒设置于伞舱主体内部，并分别与抛伞器和爆炸螺栓连接；子机控制板设置于伞舱主体内部，并分别与抛伞器和爆炸螺栓通信连接。

如上的，其中，组合作动器还包括承接伞盘、连接中轴和切割器；承接伞盘的一侧与连接中轴固定连接，连接中轴远离轴承伞盘的一端与切割器连接，切割器远离连接中轴的一端与抛伞器连接；承接伞盘的另一侧面与爆炸螺栓螺纹连接。

如上的，其中，承接伞盘包括伞盘外圈和伞盘内圈；伞盘外圈套接于伞盘内圈的外侧；伞盘内圈的第一侧面通过第三连接件与连接中轴固接；伞盘内圈的第二侧面具有螺纹，爆炸螺栓通过螺纹与伞盘内圈螺纹连接。

如上的，其中，伞盘内圈包括伞盘本体和轴承内圈；伞盘本体的第一侧面通过螺钉与连接中轴连接；伞盘本体的第二侧面设置轴承内圈，轴承内圈与爆炸螺栓螺纹连接。

如上的，其中，伞盘外圈上设置有至少一个伞包连接件；伞包连接件的位置与连接中轴的位置位于承接伞盘的同一侧。

如上的，其中，抛伞器、爆炸螺栓和切割器均为火工品。

如上的，其中，伞舱主体的内部设置有隔板；隔板将伞舱主体的内部分割为第一空腔和第二空腔；隔板具有连接通孔；组合作动器通过连接通孔固定设置于伞舱主体内部。

如上的，其中，伞舱主体上还设置有多个安定面，安定面设置于伞舱主体靠近伞舱盖的一侧，并沿伞舱主体的外壁呈圆周状均匀间隔设置。

如上的，其中，伞舱盖为圆台体，圆台体的底侧面大于上侧面，伞舱盖靠近底侧面的一端的外边缘上设置有凸台，凸台卡接于伞舱主体的内边缘中。

如上的，其中，减速伞包包括主伞和引导伞；主伞通过第二连接件与伞包连接件连接；引导伞通过两个第二连接件分别与伞舱盖、切割器和主伞连接；其中，引导伞与切割器连接的第二连接件的长度小于与主伞连接的第二连接件的长度。

本申请实现的有益效果如下：

(1)本申请的减速分离装置的安定面在挂飞阶段具有整流作用，且在降速过程中对无人机的飞行姿态具有一定的稳定性作用。

(2)本申请的减速分离装置具有足够的刚度和强度，在开伞阶段能够承受一定的过载冲击。

(3)本申请的减速分离装置通过减速伞包实现分级减速，有效的降低了无人机飞行器的过载冲击。

(4)本申请的减速分离装置具有可靠的分离部件，提高了多级分离的可靠性，在分离阶段能够保证与飞行器的分离顺利。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为减速分离装置一种实施例的结构图；

图2为减速分离装置一种实施例的半剖图；

图3为组合作动器一种实施例的结构图；

图4为图3的立体图；

图5为伞盘内圈与隔板的连接结构图；

图6a和图6b均为伞舱盖一种实施例的结构图；

图7为减速伞包打开状态的示意图；

1为减速伞舱；11为伞舱主体；12为伞舱盖；13为安定面；14为隔板；111为第一端口；112为第二端口；121为底侧面；122为上侧面；123为凸台；124为螺母；125为伞绳拉扣；1121为第一连接法兰；2为组合作动器；21为抛伞器；22为爆炸螺栓；23为切割器；24为连接中轴；25为承接伞盘；26为轴承滚子；231为切割器孔；251为伞包连接件；252为伞盘内圈；253为伞盘外圈；2521为伞盘本体；2522为轴承内圈；3为减速伞包；31为主伞；32为引导伞；33为第二连接件；4为电池盒；5为衬垫；a为断裂位置。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动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和图2所示，本申请提供一种减速分离装置，包括：减速伞舱1、组合作动器2、减速伞包3、电池盒4和子机控制板。减速伞舱1包括伞舱主体11和伞舱盖12。其中，伞舱主体11为复合材料，伞舱主体11为整体式结构。伞舱主体11的第一端口111与伞舱盖12卡接；伞舱主体11的第二端口112通过第一连接件与无人机的子机保护筒卡箍连接。其中，伞舱主体11为空心柱体；该空心柱体可以为空心圆柱体、空心矩形柱体、空心h形柱体、空心t形柱体或空心不规则形柱体等，本申请优选为空心圆柱体，有利于减少空气阻力，并便于内部部件的设置。进一步的，第二端口112设置有第一连接法兰1121，该第一连接法兰1121通过铆接形式与伞舱主体11连接；子机保护筒设置有第二连接法兰，第一连接法兰1121和第二连接法兰之间通过卡箍连接。组合作动器2固定设置于伞舱主体11内部；该组合作动器2的一端为抛伞器21，且与伞舱盖12连接。如图3所示，组合作动器2的另一端为爆炸螺栓22，且与无人机的过渡接头连接。具体的，爆炸螺栓22的两端设置有螺纹，无人机的连接头通过螺钉与过渡连接头的一端连接，过渡连接头另一端通过螺母与爆炸螺栓22连接，其中，爆炸螺栓22是一种火工品，外形结构类似螺栓，其内部填充火药和引信，通电进行引爆，爆炸螺栓22薄弱点断裂(如图5所示，a为断裂位置)，连接的两部分完成分离，用于实现减速伞包3与无人机的子机保护筒分离。减速伞包3设置于减速伞舱内部，并通过第二连接件33分别与伞舱盖12和组合作动器2连接。电池盒4设置于伞舱主体11内部，并分别与抛伞器21和爆炸螺栓22连接。子机控制板设置于伞舱主体11内部，并分别与抛伞器21和爆炸螺栓22通信连接，用于控制火工品接收指令。

进一步的，如图3和图4所示，组合作动器2还包括承接伞盘25、连接中轴24和切割器23。承接伞盘25的一侧与连接中轴24固定连接，连接中轴24远离轴承伞盘的一端与切割器23连接，切割器23远离连接中轴24的一端与抛伞器21连接；抛伞器21与伞舱盖12连接。承接伞盘25的另一侧面与爆炸螺栓22螺纹连接。具体的，连接中轴24与切割器23之间通过螺纹连接；切割器23和抛伞器21之间通过螺纹连接。

进一步的，承接伞盘25包括伞盘外圈253和伞盘内圈252。伞盘外圈253套接于伞盘内圈252的外侧。伞盘内圈252的第一侧面通过第三连接件与连接中轴24固接，其中，第三连接件为螺钉。伞盘内圈252的第二侧面具有螺纹，爆炸螺栓22通过螺纹与伞盘内圈252螺纹连接。

进一步的，伞盘内圈252包括伞盘本体2521和轴承内圈2522；伞盘本体2521的第一侧面通过螺钉与连接中轴24连接；伞盘本体2521的第二侧面设置轴承内圈2522，轴承内圈2522与爆炸螺栓22螺纹连接。

进一步的，伞盘外圈253上设置有至少一个伞包连接件251；伞包连接件251的位置与连接中轴24的位置位于承接伞盘25的同一侧。

具体的，伞包连接件251为吊耳。该吊耳通过螺钉和螺母与伞盘外圈253连接。伞包连接件251的具体个数根据实际情况而定，本申请优选为两个。两个吊耳分别设置于连接中轴24相对两侧的伞盘外圈253上。吊耳和承接伞盘25用于传递主伞31的拉力，并具有避免伞绳缠绕的作用。

进一步的，如图3所示，组合作动器2中还设置有轴承滚子26。具体的，轴承滚子26能够使伞盘外圈253相对于伞盘内圈252转动，从而避免伞绳缠绕。

进一步的，切割器23为柱状体，该切割器23上设置有切割器孔231。切割器23与电池盒电连接，与子机控制板通信连接。其中，柱状体可以为圆柱体、矩形柱体或不规则柱体等，本申请优选为圆柱体。具体的，切割器23为一种火工品，两端设置有螺纹，其中，一端为内螺纹，另一端为外螺纹。切割器23的内部填充火药和引信，同时内部设置有一个切割刀，当通电引爆时，切割刀在爆炸冲击的作用下将伞绳切断。

具体的，抛伞器21是一种火工品，其内部填充火药和引信，同时内部还有具有一个活塞柱，当通电引爆，活塞柱在爆炸冲击的作用下对抛伞器21的头部产生冲击力，该冲击力令头部发生断裂，同时伞舱盖12在冲击的作用下，产生加速运动，脱离伞舱主体11。此时，伞绳拉扣125通过伞绳拉出引导伞32，引导伞32张开，对无人机进行一级降速。抛伞器21用于实现伞舱盖12与伞舱主体11的连接或分离。

进一步的，伞舱主体11的内部设置有隔板14；该隔板14将伞舱主体11的内部分割为第一空腔和第二空腔；隔板14具有连接通孔；组合作动器2通过连接通孔固定设置于伞舱主体11内部。具体的，第一空腔用于容纳挤压状态下的减速伞包3；第二腔室用于容纳天线等设备。其中，隔板14采用玻璃钢复合材料。

具体的，如图5所示，伞盘内圈252设置于第一空腔内，且轴承内圈2522贯穿隔板14的连接通孔，伞盘本体11位于隔板14与第一空腔相邻的一侧；隔板14邻与第二空腔相邻的一侧设置有衬垫5，通过螺钉依次穿过衬垫5、隔板14和伞盘内圈252连接。

进一步的，子机综控板设置于第二空腔内，并与隔板14连接。

进一步的，如图1和图2所示，伞舱主体11上还设置有多个安定面13，安定面13设置于伞舱主体11靠近伞舱盖12的一侧，并沿伞舱主体11的外壁呈圆周状均匀间隔设置。

具体的，安定面13的具体个数根据实际情况而定，本申请优选为4个。

进一步的，安定面13为流线型结构，通过铆钉与伞舱主体11连接。具体的，安定面13用于在挂飞阶段进行整流。

进一步的，如图6a和图6b所示，伞舱盖12为圆台体，圆台体的底侧面121大于上侧面122。伞舱盖12靠近底侧面121一端的外边缘上设置有凸台123，该凸台123卡接于伞舱主体11的内边缘中。

进一步的，伞舱盖12还设置有伞绳拉扣125和螺母124。伞舱盖12通过螺母124与抛伞器21连接。伞舱盖12通过伞绳拉扣125与减速伞包3连接。

进一步的，如图7所示，减速伞包3包括主伞31和引导伞32；主伞31通过第二连接33与伞包连接件251连接；引导伞32通过两个第二连接件33分别与伞舱盖12、切割器23和主伞31连接。其中，与切割器23连接的第二连接件33的长度小于与主伞31连接的第二连接件33的长度。具体的，第二连接件33为绳子，但不仅限于绳子，本申请优选为伞绳。伞包连接件251为吊耳。

进一步的，引导伞32包括引导伞体和引导伞绳，引导伞体的下部与引导伞绳连接；引导伞绳的上部通过第二连接件33与伞舱盖12的伞绳拉扣125连接；引导伞绳的下部通过第二连接件33与主伞31的主伞伞体的上部连接；引导伞绳通过第二连接件33与切割器23的切割器孔231连接。

进一步的，主伞31尺寸比引导伞32尺寸大。

进一步的，电池盒4通过螺钉连接于伞舱主体11内，且位于第二空腔中。具体的，电池盒4的作用是为火工品供电。

本申请减速分离装置的工作原理如下：

具体的，一种实施例，本申请的减速分离装置设置于抛投型无人飞行器上，其飞行阶段依次为挂飞阶段、抛投阶段、减速下降阶段以及分离阶段。抛投型无人飞行器由他机抛投，减速分离装置首先对抛投型无人飞行器进行二级减速，达到目标高度后，再由减速分离装置实现减速系统与抛投型无人飞行器的分离，完成分离后，抛投型无人飞行器进入自主飞行阶段。

当处于减速下降阶段时，抛伞器21接收子机控制板的命令，与电池盒4通电引爆，利用引爆时产生的冲击力使伞舱盖12脱离伞舱主体11，伞舱盖12的伞绳拉扣125通过伞绳拉出引导伞32，引导伞32张开，对无人机进行一级降速。当引导伞32张开后，通过与切割器23连接的第二连接件33将阻力传递至减速分离装置上，与主伞31连接的第二连接件33处于松弛状态。

当抛投型无人飞行器一级降速达到一定条件时，切割器23接收子机控制板的命令进行工作，将设置于切割器孔231内的伞绳(引导伞32包与切割器23进行连接的第二连接件33)切断，引导伞32包与主伞31包连接的第二连接件33(伞绳)被拉直，主伞31被引导伞32从伞包中拉出，主伞31张开，对抛投型无人飞行器进行二级降速。

当抛投型无人飞行器下降到一定高度时(即分离阶段)，爆炸螺栓22接收子机控制板的命令进行工作，其内部的爆炸冲击力将螺栓炸断，由此完成减速分离装置与无人机的分离(分离后过渡连接头会一直连接在无人机上)。

本申请实现的有益效果如下：

(1)本申请的减速分离装置的安定面在挂飞阶段具有整流作用，且在降速过程中对无人机的飞行姿态具有一定的稳定性作用。

(2)本申请的减速分离装置具有足够的刚度和强度，在开伞阶段能够承受一定的过载冲击。

(3)本申请的减速分离装置通过减速伞包实现分级减速，有效的降低了无人机飞行器的过载冲击。

(4)本申请的减速分离装置具有可靠的分离部件，提高了多级分离的可靠性，在分离阶段能够保证与飞行器的分离顺利。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附本申请的保护范围意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请的保护范围及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。