一种飞行器电池弹射装置的制作方法

1.本发明属于新能源航空及电池技术领域，具体涉及一种飞行器电池弹射装置。


背景技术：

2.近年来，以电力作为能源的交通工具发展迅猛，陆地上一部分电动车采用更换电池的方式为电动车补充能源，方便快捷；同时，无人飞行器已然大显身手，在军事、农业、减灾救灾、工业、电力发挥着越来越重要的作用，无人飞行器大部分采用可更换式电池作为动力来源，而且国内外电动有人低空飞行器(飞行汽车等)日趋成熟，必将是一片蓝海市场。飞行器为了完成被赋予的工作任务，其电池仓通常被配备为至少一个电池单元，在飞行过程中，一旦电池出现故障，可能会产生发热、燃烧甚至爆炸等情况，对无人机安全、高价值资料、有人驾驶人员安全产生重大威胁，因此，需要及时将电池仓脱离出飞行器，减小或避免对人身、无人机设备及资料的伤害和损失，同时要求被脱离的电池仓尽可能减小对地面建筑物或人员的影响，并利于有效回收及进一步处置。
3.经检索，目前关于航空飞行器电池仓弹射装置及类似产品较少，近年在地面路边可更换电池的电池柜有类似技术和应用，其主要用于快递/美团等网络平台送货骑手更换电池的两轮/三轮电瓶车换电用，电池柜的电池数量较多，一个电池柜通常由4*5等数量的电池盒组成，数量搭配根据用户和需求而定。也有一些新能源汽车搭配了电池弹射装置，如中国专利cn113978299a公开了一种新能源汽车电池弹射装置，属于新能源汽车技术领域，包括电池包、固定在所述电池包底部的轨道、与所述轨道滑动配合的滑槽、用于弹射所述电池包的弹射部件，所述滑槽和弹射部件与车体固定连接；所述弹射部件包括线圈系统、释放系统、弹射系统和滑动导轨，所述电池包与所述弹射系统接触，所述弹射系统连接至释放系统，所述弹射系统与所述滑动导轨滑动配合，将所述线圈系统通入电流，所述线圈系统将弹射系统沿着滑动导轨弹射推出，所述弹射系统将所述电池包弹射而出。本发明装置可以在遇到紧急情况时，选择及时将电池包弹出，从而减少车主的损失。
4.对上述技术、实际应用产品及专利研究和调研后发现，其原理是弹射电池，而非弹射电池仓，且电池与盒四壁冗余空间不够，一旦真的发生危险情况，如电池爆炸、起火、严重鼓包等现象，电池大概率会被卡住而弹不出来，导致电池受损；此外，上述的弹射装置主要应用于陆地上的新能源车辆，若将其应用于飞行器中，电池弹出后掉落到地上很容易受损，而且存在危害地面人物的风险。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种飞行器电池弹射装置，用于解决现有技术中存在的上述问题。
6.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种飞行器电池弹射装置，包括弹射仓和弹射机构，所述弹射机构用于将弹射仓从飞行器上弹射出来，所述弹射仓内设有电池，弹射仓配设有降落伞。
7.作为上述技术方案的一种可选设计结构，所述弹射仓包括仓体，所述仓体内设有电池室和降落伞室，所述电池和降落伞分别设置在降落伞室中。
8.作为上述技术方案的一种可选设计结构，所述电池室的开口端设有电池室门，所述电池室门的一端转动安装在仓体上，电池室门的另一端与仓体可拆卸连接。
9.作为上述技术方案的一种可选设计结构，所述降落伞室的开口端设有伞门，所述伞门插装在仓体上，伞门连接有拉绳，所述拉绳的末端保持固定，以使弹射仓弹射时伞门可与仓体分离。
10.作为上述技术方案的一种可选设计结构，所述降落伞室远离伞门的一端设有降落伞出口，所述伞门上设有透风孔。
11.作为上述技术方案的一种可选设计结构，所述弹射机构包括弹射板、弹性件和固定板，所述弹性件的两端分别与弹射板和固定板连接，所述弹射仓配设有锁定机构和触发机构，所述锁定机构用于锁定弹射仓，以使弹射仓抵压在弹射板上；所述触发机构用于驱使锁定机构松开弹射仓，以使弹射机构将弹射仓从飞行器上弹射出来。
12.作为上述技术方案的一种可选设计结构，所述弹性件包括弹簧，弹射板与固定板之间设有多个弹簧。
13.作为上述技术方案的一种可选设计结构，所述锁定机构包括锁定插销，所述锁定插销配设有电磁驱动器和手动驱动器。
14.作为上述技术方案的一种可选设计结构，所述触发机构包括检测装置，所述检测装置连接有控制器，所述控制器与电磁驱动器连接。
15.作为上述技术方案的一种可选设计结构，所述弹射仓表面设有拉环，所述拉环连接有报警器，拉环移动时可触发报警器。
16.作为上述技术方案的一种可选设计结构，所述固定板上设有电池连接器，所述弹射板上设有电池接孔，弹性件受压时，电池连接器通过电池接孔与电池的接口连接；弹射仓弹射出来时，电池连接器与电池的接口分离。
17.作为上述技术方案的一种可选设计结构，所述弹射仓设有滑轨组件，弹射仓通过滑轨组件与飞行器连接。
18.作为上述技术方案的一种可选设计结构，所述滑轨组件包括相互配合的滑块和限位滑轨，所述弹射仓与飞行器之间通过滑块和限位滑轨的配合作用滑动连接。
19.本发明的有益效果为：
20.本发明提供了一种飞行器电池弹射装置，弹射仓内设有电池，弹射仓配设有降落伞，弹射机构可以将弹射仓从飞行器上弹射出来。在遇到紧急情况时，弹射机构能够及时将弹射仓弹出，以便降低飞行器的机体、资料、人员及地面的风险。本发明采用整仓弹射的方式，避免电池燃烧/爆炸等高危因素导致电池卡壳而危及飞行器整机资产和人员安全；而且在弹射仓下落过程中，降落伞展开，并利用空气阻力降低弹射仓的下落速度，能够提高电池以及地面人物的安全性。
附图说明
21.图1是本发明一种实施方式中电池弹射装置的剖面结构示意图；
22.图2是本发明一种实施方式中电池弹射装置的背面结构示意图；
23.图3是本发明一种实施方式中弹射仓的背面结构示意图；
24.图4是本发明一种实施方式中滑轨组件的结构示意图；
25.图5是本发明一种实施方式中弹射机构的结构示意图；
26.图6是本发明一种实施方式中弹簧的布设结构示意图；
27.图7是本发明一种实施方式中弹射板的结构示意图。
28.图中：1-弹射仓；2-弹射机构；3-电池；4-降落伞；5-电池室门；6-伞门； 7-拉绳；8-弹射板；9-固定板；10-弹簧；11-锁定插销；12-检测装置；13-拉环； 14-电池连接器；15-电池接孔；16-滑块；17-限位滑轨。
具体实施方式
29.实施例
30.如图1-图7所示，本实施例提供了一种飞行器电池弹射装置，其主要应用于新能源飞行器如无人机中，可以在遇到紧急情况时，选择及时将弹射仓1弹出，以便降低飞行器的机体、资料、人员及地面的风险。
31.如图1所示，该电池弹射装置包括弹射仓1和弹射机构2，弹射仓1安装在飞行器上，飞行器设有安装腔，弹射仓1安装在安装腔内。所述弹射仓1内设有电池3，电池3用于对飞行器进行供电，弹射仓1配设有降落伞4。所述弹射机构2用于将弹射仓1从飞行器上弹射出来，弹射机构2可以采用人为控制的方式，也可以采用自动控制的方式，弹射机构2被触发后，弹射机构2立即将弹射仓1 弹射出来，使弹射仓1与飞行器分离，弹射仓1在空中落下时，降落伞4展开，并利用空气阻力降低弹射仓1的下落速度，提高电池3以及地面人物的安全性。
32.如图3所示，具体地，所述弹射仓1包括仓体，所述仓体内设有电池室和降落伞室，所述电池3和降落伞4分别设置在降落伞室中。电池3安装在电池室内，电池3的接口设置在仓体表面，通常将电池3设计为可更换的结构，在电池3电量低时可进行更换。仓体的底部为电池室，仓体的顶部为降落伞室，降落伞4规格应与仓体及电池3整体重量匹配，电池室用于放置电池3，为飞行器提供动力，飞行时电池3与电池室面接触，且与地面平行，当遇到紧急情况时弹射仓1被弹射机构2弹出，降落伞4脱离降落伞室然后展开，使仓体缓慢下落，对电池3提供保护，电池3可设计为自带gps/bds定位功能，方便引导回收。弹射仓1通常设置为矩形结构，但是也可以根据需求设置为其它形状的结构，如三角形结构等。
33.如图2所示，其中，所述电池室的开口端设有电池室门5，电池室门5用于封闭电池室，防止电池3脱落。所述电池室门5的一端通过合页转动安装在仓体上，电池室门5的另一端与仓体可拆卸连接，具体可采用卡扣、弹簧插销等结构实现，方便打开电池室门5对电池3进行更换。
34.如图2所示，所述降落伞室的开口端设有伞门6，所述伞门6可倾斜插装在仓体上，伞门6连接有拉绳7，所述拉绳7的末端保持固定，以使弹射仓1弹射时伞门6可与仓体分离。仓体具有边框，电池室门5的一端通过合页与边框连接，边框设有插槽，伞门6插在插槽中，仓体被弹射出来时，由于拉绳7对伞门6存在拉力作用，伞门6将从仓体上脱离，弹射仓1在下落过程中降落伞4能够从降落伞室的开口端脱离降落伞室并展开，为弹射仓1提供保护作用。优选地，所述降落伞室远离伞门6的一端设有降落伞出口，所述伞门6上设有透风孔。弹射仓 1在弹射时，伞门6是迎风面，气流压力大，气流通过透风孔为降落伞4充气，使得降落
伞4迅速从降落伞出口伸出并撑开。其中，伞门6可设置成网板的结构，其插装在仓体上，伞门6设计透风孔的目的在于即使没拔出伞门6也不影响降落伞4顺利充气开伞。
35.如图5所示，在本实施例中，所述弹射机构2包括弹射板8、弹性件和固定板9，所述弹性件的两端分别与弹射板8和固定板9连接，所述弹射仓1配设有锁定机构和触发机构，所述锁定机构用于锁定弹射仓1，以使弹射仓1抵压在弹射板8上；所述触发机构用于驱使锁定机构松开弹射仓1，以使弹射机构2将弹射仓1从飞行器上弹射出来。固定板9固定在安装腔内，弹射仓1安装在安装腔内，并通过锁定机构对弹射仓1进行锁定，此时弹射仓1将弹射板8压紧，弹性件处于压缩状态；需要弹出弹射仓1时，锁定机构松开弹射仓1，弹性件的弹力通过弹射板8作用于弹射仓1上，使弹射仓1从安装腔内弹射出来。其中，弹射机构2也可以通过电动推杆等电动设备来实现，但是其成本较高。弹射板8上也可以加装几根推片或推杆，用于推开安装腔的门卡口。
36.具体地，所述弹性件包括弹簧10，弹簧10两端分别与弹射板8和固定板9 连接。如图6所示，优选地，弹射板8与固定板9之间设有多个弹簧10，一般为四个弹簧10，四个弹簧10呈环状布设，四个弹簧10的弹力作用于弹射板8上，使弹射板8推动弹射仓1运动。
37.所述固定板9上设有电池连接器14，如图7所示，所述弹射板8上设有电池接孔15，弹性件受压时，电池连接器14通过电池接孔15与电池3的接口连接；弹射仓1弹射出来时，电池连接器14与电池3的接口分离。弹簧10均匀合理分布并固定在固定板9上，且弹簧10末端与弹射板8连接，安装弹射仓1时弹簧 10为压紧储能模式，且电池3的接口与电池连接器14能有效对接，并预留冗余空间。当锁定机构松开弹射仓1时，弹簧10的储能立即释放，弹射板8推动弹射仓1弹出安装腔。
38.如图4所示，所述弹射仓1设有滑轨组件，弹射仓1通过滑轨组件与安装腔滑动配合，以便弹射仓1顺利弹射出来。作为一种可选实施方案，所述滑轨组件包括相互配合的滑块16和限位滑轨17，所述弹射仓1与安装腔之间通过滑块16 和限位滑轨17的配合作用滑动连接。
39.具体地，弹射仓1设有四个滑块16，安装腔设有四个限位滑轨17，四个限位滑轨17平行设置，弹射仓1只能在水平方向滑动。滑块16的横截面呈t形，四个滑块16被安装在弹射仓1的四个角落，四个限位滑轨17设置在安装腔的内壁，其形状与位置与滑块16匹配，类似抽屉的结构，使弹射仓1水平滑动。需要说明的是，滑块16和限位滑轨17的数量及位置可根据具体需求设置，本发明对此并不限定。其中，下面或上面两组滑块16都可以合并或精简为一组，限位滑轨17呈框架三角形状结构，但此处以矩形示例，弹射仓1将被整体弹出。
40.如图1所示，在本实施例中，所述锁定机构包括锁定插销11，锁定插销11 可设置在弹射仓1的一端，用于阻挡弹射仓1脱离安装腔；也可以在弹射仓1的表面设置插槽，锁定插销11可插入插槽中，阻挡弹射仓1脱离安装腔。锁定插销11一般具有两个，提高弹射仓1的锁定效果。所述锁定插销11配设有电磁驱动器和手动驱动器，电磁驱动器用于电动控制锁定插销11的伸缩运动，手动驱动器用于电动控制锁定插销11的伸缩运动，锁定插销11伸长时，锁定机构将弹射仓1锁定，锁定插销11缩回时，锁定机构松开弹射仓1，此时弹射机构2可将弹射仓1从安装腔内弹射出来。电磁驱动器通过电磁控制锁定插销11的伸缩运动，手动驱动器通过在锁定插销11末端设置机械拉出结构实现手动控制锁定插销11的伸缩运动，由于锁定插销11配设有电磁驱动器和手动驱动器，其构成双保险的结构，在电磁驱动器失效的情
况下，用户可以通过手动驱动器控制锁定插销11，以便弹射机构2顺利弹出弹射仓1。
41.所述触发机构包括检测装置12，所述检测装置12连接有控制器，所述控制器与电磁驱动器连接。检测装置12包括温度传感器、烟雾传感器以及视频检测设备，温度传感器、烟雾传感器以及视频检测设备设置在安装腔内，其位置根据需求设置，在电池3发生爆炸、冒烟、燃烧、鼓包等异常情况时，检测装置12 及时把信号传递到驾驶舱的控制器，供驾驶人或后台操作员判断及处理。
42.如图1所示，其中，所述弹射仓1表面设有拉环13，所述拉环13连接有报警器，拉环13移动时可触发报警器。弹射机构2将弹射仓1弹射出来时，拉环 13随着弹射仓1一起移动，拉环13触发报警器，报警器发出警示，如声音或者闪光，以便提示附近的飞行器以及地面人物。
43.本发明的飞行器电池弹射装置在使用时，将电池3装入电池室内并装好电池室门5，使电池3保持固定，然后将弹射仓1安装在飞行器的安装腔中，并通过锁定机构对弹射仓1进行锁定，弹射仓1抵压在弹射板8上，且弹簧10保持压紧储能状态，电池3的接口与电池连接器14能有效对接，电池3对飞行器进行供电；当电池3发生爆炸、冒烟、燃烧、鼓包等异常情况时，检测装置12将检测的信息传输至控制器，驾驶人根据检测装置12的信息进行判断及处理，然后控制电磁驱动器动作，使锁定机构松开弹射仓1，弹簧10的储能立即释放，弹射板8对弹射仓1施加作用力，在滑块16和限位滑轨17的配合作用下，弹射仓1 从安装腔中弹出，拉环13触发报警器，拉绳7拉开伞门6，降落伞4从降落伞室的开口端脱离降落伞室然后展开，报警器发出声音及闪光，警示附近的飞行器以及地面人类或动物，弹射仓1在降落伞4的作用下安全着陆，并通过gps/bds定位引导回收。
44.相对于现有技术，本发明具有以下优点：
45.1.发明开创性的提出电池弹射装置用于无人/有人飞行器；
46.2.发明把飞行器的贵重资料资产及人身安全放在第一位，价值导向突出，把电池3的风险隔离并降至最低；
47.3.发明的技术方案可操作性强，拥有电子/机械双重操纵模式，如为载人机，在电子操控失灵的情况下，驾驶人员可进行机械式弹出弹射仓1；
48.4.采用弹簧10等机械能式弹射简单高效，在危机关头不依赖额外动力和能源；
49.5.弹射仓1整仓弹射，避免电池3燃烧/爆炸等高危因素导致电池3卡壳而危及整机资产或人员安全；
50.6.环境友好，安全可控，弹射仓1带降落伞4设计，带出时自动高能声光报警，避免高空坠物伤及地面人物等；
51.7.可追潮和回收性强，电池3带北斗/gps定位功能，能够及时追踪处理；
52.8.弹射仓1智能、高效、可靠性高，省时省力省钱。
53.在本发明描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，可以是固定连接，可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接或电连接；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或两个元件的相互作用关系，对本领域技术人员而言，可以理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，实施例描述的具体特征、结构等包含于至少一种实施方式中，在不相互矛盾的情况下，本领域技术人员可以将不同实施方式的特征进行组合。本发明的保护范围并不局限于上述具体实施方式，根据本发明的基
本技术构思，本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本发明的保护范围。