一种飞艇的重心平衡装置及其调节方法与流程

1.本发明涉及飞艇重心平衡装置技术领域，尤其涉及一种飞艇的重心平衡装置及其调节方法。


背景技术：

2.飞艇是一种轻型航空器，飞艇由巨大的流线型艇体、位于艇体下面的吊舱、起稳定控制作用的尾面和推进装置组成，目前的飞艇主要用于科学实验和拍摄等领域，飞艇在使用的过程中，由于高海拔区域风速较大，会对飞艇表面产生较大的冲击力，从而使得飞艇整体的重心出现不稳定，因此需要设计一种重心平衡装置可以有效提高飞艇重心的平衡。
3.经检索，中国专利申请号为cn201820214577.6的专利，公开了一种航模起降重心平衡装置，包括框架，所述框架安装在航模重心位置，还包括舵机、动力传递装置和平衡块，所述舵机、动力传递装置和平衡块安装在框架内，所述舵机通过动力传递装置连接到平衡块，所述平衡块与框架滑动连接。
4.上述专利中的一种航模起降重心平衡装置存在以下不足：在航模起降的过程中，需要人工利用遥控组件对舵机进行控制，无法根据风力的具体大小实现对舵机的精确匹配控制，使得重心平衡存在误差。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种飞艇的重心平衡装置及其调节方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种飞艇的重心平衡装置，包括气囊主体和驾驶舱，所述气囊主体和驾驶舱之间通过减振组件进行连接，所述气囊主体尾部设置有驱动系统，所述驾驶舱弧面内壁设置有盖板，所述盖板底部外壁设置有空心筒一，所述空心筒一内壁活动连接有调节球，所述调节球球面外壁通过螺纹连接有连接柱，所述连接柱底部外壁设置有十字形卡位座，所述十字形卡位座四周内壁均通过螺丝固定有电磁吸板，所述电磁吸板表面吸附有平衡球，且平衡球球面外壁活动连接于十字形卡位座内壁，所述十字形卡位座底部内壁设置有限位杆。
7.优选的：所述驾驶舱弧面外壁设置有进风网，所述十字形卡位座外壁设置有四个导风板。
8.优选的：所述减振组件包括四个护板和四个套筒；四个所述护板均设置于盖板顶部外壁，四个所述套筒分别设置于四个护板一侧内壁。
9.作为本发明优选的：所述套筒圆周内壁活动连接有伸缩杆，所述伸缩杆一侧外壁和套筒一侧内壁卡接有同一个弹簧。
10.作为本发明一种优选的：四个所述伸缩杆一侧外壁设置有同一个固定板，所述固定板顶部外壁设置于气囊主体底部外壁。
11.作为本发明一种优选的：所述驾驶舱弧面内壁设置有支撑板，所述支撑板顶部外
壁设置有限位板和双孔柱，所述驾驶舱一侧外壁活动连接有空心柱，所述空心柱内壁通过螺纹连接有配重柱，所述空心柱圆周外壁设置有两个以上弧形拨动板。
12.进一步的：所述空心柱一侧外壁通过螺丝固定有偏心盘，所述偏心盘一侧外壁通过转轴活动连接有插杆，所述插杆一端活动连接有调节架，所述调节架一侧外壁设置有推杆，且推杆圆周外壁活动连接于限位板内壁。
13.作为本发明进一步的方案：所述双孔柱内壁活动连接有第二孔型座，所述第二孔型座顶部外壁设置有第一孔型座，所述第一孔型座顶部外壁设置有卡位盘，所述限位杆底部外壁设置有卡盘，且卡盘外壁卡接于卡位盘内壁。
14.作为本发明再进一步的方案：所述盖板顶部外壁设置有滑道，所述固定板底部外壁设置有两个空心筒二，两个所述空心筒二内壁均活动连接有万向球，两个所述万向球球面外壁均滚动连接于滑道内壁。
15.一种飞艇的重心平衡装置的调节方法，包括以下步骤：s1：在飞艇处于待机状态时，利用卡位盘对卡盘进行限位卡接，使得十字形卡位座处于水平静止状态；s2：利用气囊主体和驱动系统使得飞艇上升，当驾驶舱上升到一定高度后，风力作用使得空心柱旋转，使得推杆从第二孔型座内的通孔内脱离，使得卡位盘从卡盘表面脱离；s3：风力作用于驾驶舱表面，导致驾驶舱出现向某一方向倾斜的趋势时，此时位于十字形卡位座内同一直线方向的两个平衡球沿着十字形卡位座内壁进行同向滑动，使得十字形卡位座整体的重心发生改变，从而对驾驶舱整体的重心进行平衡；s4：风穿过进风网作用于导风板表面，使得调节球沿着进风网进行水平方向的旋转，从而使得平衡球根据风向对重心进行平衡；s5：利用弹簧对驾驶舱在升降过程中产生的振动进行缓解。
16.本发明的有益效果为：1.当风速过大对驾驶舱表面产生冲击时，使得驾驶舱会产生向某一方位倾斜的趋势，此时需要对飞艇的重心进行平衡时，通过断开电磁吸板对平衡球的吸附，由于惯性的作用，从而使得十字形卡位座朝向与风吹动的方向相反的方向进行摆动，在十字形卡位座摆动的过程中，使得位于同一直线上的两个平衡球可以沿着十字形卡位座内壁进行滚动，在滚动的过程中其中一个平衡球逐渐运动到限位杆表面，另外一个平衡球运动到电磁吸板表面，由于平衡球本身具有重量，从而可以利用位于同一直线上的两个平衡球对飞艇的重心进行平衡。
17.2.通过设置有进风网可以使得风力可以进入到驾驶舱内部，从而使得风力在作用于导风板表面后可以使得十字形卡位座进行水平方向的旋转，从而使得调节球可以沿着进风网进行水平方向的转动，从而可以对十字形卡位座在水平方向的旋转角度进行调节，从而可以使得十字形卡位座内的平衡球可以更好地根据风向进行重心的调节，从而可以更好地提高重心调节的效果。
18.3.通过设置有弹簧可以使得在风力作用于驾驶舱表面时可以减少水平方向的振动，从而可以始终保证其中两个弹簧拉伸，另外两个弹簧收缩，从而可以使得驾驶舱相对于固定板之间可以在水平方向产生做往复运动，从而可以有效减少驾驶舱受到的振动。
19.4.当飞艇在使用的过程中逐渐上升，风速逐渐增加，使得风力对两个以上弧形拨
动板表面产生拨动，从而使得空心柱可以进行旋转，从而使得偏心盘可以在转动的过程中利用插杆的调节作用，使得推杆可以沿着限位板进行水平往复移动，推杆在水平横移的过程中逐渐从第二孔型座内设置的通孔内脱离，从而使得第一孔型座和第二孔型座整体在重力的作用下下落到双孔柱底部，从而可以实现卡位盘从卡盘表面自动脱离，从而可以使得当风速达到一定的量时，使得十字形卡位座可以自动实现对驾驶舱进行重心的平衡。
20.5.通过设置有万向球可以使得固定板在水平方向进行横向移动的过程中可以沿着滑道内壁进行滚动，从而可以提高固定板在水平滑移时的稳定性，从而可以实现更加稳定的减振。
附图说明
21.图1是本发明提出的一种飞艇的重心平衡装置的整体安装结构示意图；图2是本发明提出的一种飞艇的重心平衡装置的驾驶舱整体结构示意图；图3是本发明提出的一种飞艇的重心平衡装置的驾驶舱侧视结构示意图；图4是本发明提出的一种飞艇的重心平衡装置的减振组件爆炸结构示意图；图5是本发明提出的一种飞艇的重心平衡装置的重心平衡组件整体爆炸结构示意图；图6是本发明提出的一种飞艇的重心平衡装置的重心平衡组件局部爆炸结构示意图；图7是本发明提出的一种飞艇的重心平衡装置的平衡球组件爆炸结构示意图。
22.图中：1
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气囊主体、2
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驱动系统、3
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驾驶舱、4
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偏心盘、5
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空心筒一、6
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进风网、7
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支撑板、8
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空心柱、9
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弧形拨动板、10
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配重柱、11
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盖板、12
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固定板、13
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套筒、14
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空心筒二、15
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万向球、16
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伸缩杆、17
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护板、18
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弹簧、19
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滑道、20
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限位板、21
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双孔柱、22
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导风板、23
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十字形卡位座、24
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摇杆、25
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调节架、26
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卡位盘、27
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第一孔型座、28
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第二孔型座、29
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推杆、30
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调节球、31
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电磁吸板、32
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限位杆、33
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卡盘、34
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平衡球、35
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连接柱。
具体实施方式
23.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
24.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
25.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是限定所指的装置、结构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
26.在本专利的描述中，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”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
27.实施例1：
一种飞艇的重心平衡装置，如图1
‑
7所示，包括气囊主体1和驾驶舱3，所述气囊主体1和驾驶舱3之间通过减振组件进行连接，所述气囊主体1尾部设置有驱动系统2，所述驾驶舱3弧面内壁通过螺钉固定有盖板11，所述盖板11底部外壁通过螺钉固定有空心筒一5，所述空心筒一5内壁转动连接有调节球30，所述调节球30球面外壁通过螺纹连接有连接柱35，所述连接柱35底部外壁通过螺栓固定有十字形卡位座23，所述十字形卡位座23四周内壁均通过螺丝固定有电磁吸板31，所述电磁吸板31表面吸附有平衡球34，且平衡球34球面外壁滑动连接于十字形卡位座23内壁，所述十字形卡位座23底部内壁通过螺钉固定有限位杆32；通过设置有驱动系统2可以用于对气囊主体1进行驱动和方向的调节，通过设置有减振组件可以有效减少在高空时由于风力导致的对驾驶舱3产生的冲击，从而可以提高驾驶舱3在使用时的安全性，随着气囊主体1高度的不断上升，使得风速随着海拔的升高逐渐加大，从而会对气囊主体1和驾驶舱3整体产生冲击，使得驾驶舱3会产生晃动，导致重心出现偏差，连接柱35外径小于进风网6的内径，从而使得连接柱35可以在调节球30的滚动作用下沿着进风网6进行任意角度的摆动，从而使得十字形卡位座23可以根据连接柱35的摆动产生水平方向的倾斜和晃动，从而使得平衡球34可以在倾斜的过程中沿着十字形卡位座23内壁进行滚动，电磁吸板31可以在飞艇停靠时对平衡球34进行吸附，从而可以避免在飞艇处于待机状态时发生移动；当风速过大对驾驶舱3表面产生冲击时，使得驾驶舱3会产生向某一方位倾斜的趋势，此时需要对飞艇的重心进行平衡时，通过断开电磁吸板31对平衡球34的吸附，由于惯性的作用，从而使得十字形卡位座23朝向与风吹动的方向相反的方向进行摆动，在十字形卡位座23摆动的过程中，使得位于同一直线上的两个平衡球34可以沿着十字形卡位座23内壁进行滚动，在滚动的过程中其中一个平衡球34逐渐运动到限位杆32表面，另外一个平衡球34运动到电磁吸板31表面，由于平衡球34本身具有重量，从而可以利用位于同一直线上的两个平衡球34对飞艇的重心进行平衡，利用限位杆32可以避免四个平衡球34之间出现相互接触，从而可以对平衡球34起到限位的作用。
28.为了更好对驾驶舱3的重心进行平衡；如图5所示，所述驾驶舱3弧面外壁设置有进风网6，所述十字形卡位座23外壁通过螺钉固定有四个导风板22，四个所述导风板22之间呈90度等距分布；由于风向具有不确定性和任意性，因此通过设置有进风网6可以使得风力可以进入到驾驶舱3内部，从而使得风力在作用于导风板22表面后可以使得十字形卡位座23进行水平方向的旋转，从而使得调节球30可以沿着进风网6进行水平方向的转动，从而可以对十字形卡位座23在水平方向的旋转角度进行调节，从而可以使得十字形卡位座23内的平衡球34可以更好地根据风向进行重心的调节，从而可以更好地提高重心调节的效果。
29.为了减少驾驶舱3在升降过程中的振动；如图4所示，所述减振组件包括四个护板17和四个套筒13；四个所述护板17均通过螺栓固定于盖板11顶部外壁，四个所述套筒13分别通过螺栓固定于四个护板17一侧内壁，所述套筒13圆周内壁滑动连接有伸缩杆16，所述伸缩杆16一侧外壁和套筒13一侧内壁卡接有同一个弹簧18，四个所述伸缩杆16一侧外壁通过螺栓固定有同一个固定板12，所述固定板12顶部外壁通过螺栓固定于气囊主体1底部外壁；飞艇在前进的过程中，风力和驾驶舱3之间产生摩擦阻力，通过设置有弹簧18可以使得在风力作用于驾驶舱3表面时可以减少水平方向的振动，从而可以始终保证其中两个弹簧18拉伸，另外两个弹簧18收缩，从而可以使得驾驶舱3相对于固定板12之间可以在水平方向产生做往复运动，从而可以有效减少驾驶舱3受到的振动。
30.本实施例在使用时，通过对气囊主体1内部填充的气体进行调节可以使得气囊主体1带动驾驶舱3进行上下运动，通过驱动系统2可以对气囊主体1进行驱动和方向上的调节，当飞艇处于较低海拔时，由于风速相对较小，使得飞艇可以平稳运动，随着飞艇逐渐的上升，由于风速逐渐提高，对气囊主体1和驾驶舱3整体产生晃动的趋势，使得驾驶舱3整体的重心出现不平衡，通过断开电磁吸板31对平衡球34的吸附，从而使得四个平衡球34可以自由沿着十字形卡位座23内壁进行滚动，当驾驶舱3出现向一侧倾斜的趋势时，在惯性和重力的作用下，使得连接柱35朝向与驾驶舱3倾斜方向相反的方向进行运动，从而使得位于同一直线上的两个平衡球34沿着十字形卡位座23进行同向运动，从而可以使得十字形卡位座23整体的重心发生改变，从而可以对驾驶舱3的重心进行平衡，同时通过设置有进风网6可以保证风力可以进入到驾驶舱3内部，从而使得风力可以对导风板22进行拨动，从而使得使得十字形卡位座23可以在水平方向进行旋转，从而可以使得平衡球34可以更好地根据风向的变化，可以对驾驶舱3的重心进行调节。
31.实施例2：一种飞艇的重心平衡装置，如图5
‑
7所示，为了在飞艇处于待机状态时保证十字形卡位座23的稳定；本实施例在实施例1的基础上作出以下补充：所述驾驶舱3弧面内壁通过螺栓固定有支撑板7，所述支撑板7顶部外壁通过螺栓固定有限位板20和双孔柱21，所述驾驶舱3一侧外壁转动连接有空心柱8，所述空心柱8内壁通过螺纹连接有配重柱10，所述空心柱8圆周外壁通过螺钉固定有两个以上弧形拨动板9，所述空心柱8一侧外壁通过螺丝固定有偏心盘4，所述偏心盘4一侧外壁通过转轴转动连接有插杆24，所述插杆24一端转动连接有调节架25，所述调节架25一侧外壁通过螺钉固定有推杆29，且推杆29圆周外壁滑动连接于限位板20内壁，所述双孔柱21内壁滑动连接有第二孔型座28，所述第二孔型座28顶部外壁通过螺钉固定有第一孔型座27，所述第一孔型座27顶部外壁通过螺钉固定有卡位盘26，所述限位杆32底部外壁通过螺钉固定有卡盘33，且卡盘33外壁卡接于卡位盘26内壁；当飞艇处于待机状态时，通过将推杆29插入到第二孔型座28内部设置有通孔内，从而可以对第二孔型座28相对于双孔柱21的位置进行限定，使得卡位盘26顶部可以对卡盘33进行限位卡接，从而可以避免连接柱35相对于进风网6发生转动，当飞艇在使用的过程中逐渐上升，风速逐渐增加，使得风力对两个以上弧形拨动板9表面产生拨动，从而使得空心柱8可以进行旋转，从而使得偏心盘4可以在转动的过程中利用插杆24的调节作用，使得推杆29可以沿着限位板20进行水平往复移动，推杆29在水平横移的过程中逐渐从第二孔型座28内设置的通孔内脱离，从而使得第一孔型座27和第二孔型座28整体在重力的作用下下落到双孔柱21底部，从而可以实现卡位盘26从卡盘33表面自动脱离，从而可以使得当风速达到一定的量时，使得十字形卡位座23可以自动实现对驾驶舱3进行重心的平衡，通过对配重柱10的重量进行调节，从而可以对十字形卡位座23在不同的风速区间内实现重心平衡进行调节，从而提高了使用的灵活性；同时通过设置有偏心盘4和插杆24可以保证不同风向作用于两个以上弧形拨动板9表面时，推杆29均可以正常进行往复运动，同时随着第一孔型座27和第二孔型座28整体的下落，使得推杆29在往复运动的过程中可以沿着第一孔型座27内设置的通孔进行水平滑移，从而可以避免推杆29出现卡死导致空心柱8和弧形拨动板9在风力作用下产生径向损坏。
32.为了提高固定板12水平移动时的稳定性；如图4所示，所述盖板11顶部外壁通过螺
栓固定有滑道19，所述固定板12底部外壁通过螺钉固定有两个空心筒二14，两个所述空心筒二14内壁均转动连接有万向球15，两个所述万向球15球面外壁均滚动连接于滑道19内壁；通过设置有万向球15可以使得固定板12在水平方向进行横向移动的过程中可以沿着滑道19内壁进行滚动，从而可以提高固定板12在水平滑移时的稳定性，从而可以实现更加稳定的减振。
33.本实施例在使用时，在飞艇处于待机状态时，人工将推杆29滑入到第二孔型座28内的通孔中，使得卡位盘26对限位杆32进行卡接，从而使得十字形卡位座23处于水平状态，同时由于配重柱10的配重作用，可以保证推杆29卡入到第二孔型座28内时的整体稳定性，当飞艇在使用的过程中逐渐上移，风速逐渐增加，空心柱8在弧形拨动板9的导风作用下旋转，使得推杆29在插杆24的调节作用下沿着水平方向进行往复滑动逐渐从第二孔型座28内脱离，使得卡位盘26在重力作用下沿着双孔柱21进行下落，从而使得卡位盘26从卡盘33表面脱离，此时由于风速较大，使得十字形卡位座23可以同时间段实现对重心的平衡，从而保证了同步性。
34.实施例3：一种飞艇的重心平衡装置的调节方法，包括以下步骤：s1：在飞艇处于待机状态时，利用卡位盘26对卡盘33进行限位卡接，使得十字形卡位座23处于水平静止状态；s2：利用气囊主体1和驱动系统2使得飞艇上升，当驾驶舱3上升到一定高度后，风力作用使得空心柱8旋转，使得推杆29从第二孔型座28内的通孔内脱离，使得卡位盘26从卡盘33表面脱离；s3：风力作用于驾驶舱3表面，导致驾驶舱3出现向某一方向倾斜的趋势时，此时位于十字形卡位座23内同一直线方向的两个平衡球34沿着十字形卡位座23内壁进行同向滑动，使得十字形卡位座23整体的重心发生改变，从而对驾驶舱3整体的重心进行平衡；s4：风穿过进风网6作用于导风板22表面，使得调节球30沿着进风网6进行水平方向的旋转，从而使得平衡球34根据风向对重心进行平衡；s5：利用弹簧18对驾驶舱3在升降过程中产生的振动进行缓解。
35.以上所述，为本发明较佳的具体实施方式，但并非本发明唯一的具体实施方式，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内结合现有技术或公众常识，在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。