一种用于中小型无人机的通用型弹射架的制作方法

1.本发明涉及无人机弹射装置技术领域，尤其涉及一种用于中小型无人机的通用型弹射架。


背景技术：

2.目前，常见的弹射架包括架体、弹射机构、缓冲机构、锁紧机构、弹射小车、保险装置、挂钩和释放装置，弹射机构多采用弹力绳作为核心弹射部件。使用时，首先在地面上按要求找好位置将弹射架用地脚钉固定，将弹射小车拉向架体储能端直到被锁紧机构锁定并启动保险装置，此时弹力绳处于设计的最长状态，其拉伸势能也达到要求的最大值。确定好状态后，将无人机安放在弹射小车上并锁定。待操作人员撤离后启动弹射程序，解除保险，启动释放装置以解锁锁紧机构，弹射小车在弹力绳拉力作用下开始沿架体向前运动，同时弹射小车上无人机的锁定机构解锁。待弹射小车运动到架体最前端时其速度已达到和超过无人机的起飞速度，弹射小车与缓冲机构碰撞很快减速并停下来，无人机则凭借惯性离开弹射小车继续向前向上运动并起飞，被碰撞压缩的缓冲机构推动弹射小车恢复到使用就绪状态。
3.弹射架操作简单、性能稳定，用于中小型无人机弹射起飞具有可靠性和便捷性，已经成为中小型无人机的常用起飞装置。但是，现有的弹射架在使用时要预先将弹力绳绕过架体发射端的定滑轮，一端从架体内部穿过固定在架体的储能端，另一端固定在弹射小车上，之后再将弹射小车套装在架体上并将弹射小车拉回到储能端进行锁定，因此要一次性完成所需弹力绳的安装和固定，当所需弹射力较大时，会造成单人甚至多人难以操作的局面，导致弹射架的使用范围受到很大的局限。此外，当前的弹射架由于较难进行弹力绳的更换，因此通常是根据无人机的重量和起飞速度要求进行定制设计，专机专用，即使重量和起飞速度较为接近的无人机也难以兼顾通用。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种用于中小型无人机的通用型弹射架，能够解决现有技术中弹力绳一次性安装固定操作难度大，弹力绳较难更换导致弹射架不具备通用性的技术问题。
5.根据本发明的一方面，提供了一种用于中小型无人机的通用型弹射架，通用型弹射架包括：弹射架本体，弹射架本体包括滑杆、前支腿和后支腿，滑杆具有储能端和发射端，前支腿与发射端相连，后支腿与储能端相连，以支撑滑杆起竖到发射状态；弹射小车，弹射小车可移动地设置在滑杆上，用于带动无人机在滑杆上移动加速；弹射机构，弹射机构包括多条弹力绳和至少一对定滑轮组件，一对定滑轮组件对称地设置在发射端的两侧，多条弹力绳设置在滑杆的两侧，一端与弹射小车相连，另一端绕过定滑轮组件与后支腿相连，为无人机提供弹射力；缓冲机构，缓冲机构设置在弹射架本体上，用于为弹射小车提供与其移动方向相反的作用力以减缓其速度；解锁保险装置，解锁保险装置设置在滑杆的储能端，用于锁紧和释放弹射小车。
6.进一步地，定滑轮组件包括第一固定转轴和多个第一定滑轮，多个第一定滑轮可转动地独立套接在第一固定转轴上。
7.进一步地，滑杆为中空三棱柱。
8.进一步地，滑杆相邻的两条棱突出滑杆的外表面形成两条滑轨，弹射小车卡设在两条滑轨上，沿两条滑轨移动。
9.进一步地，弹射小车下方具有至少一对平放的第二定滑轮，第二滑轮具有与滑轨相匹配的滑轮槽，一对第二定滑轮通过滑轮槽对称地卡设在两条滑轨的外侧，沿两条滑轨移动。
10.进一步地，弹射架本体还包括多个加固支腿，多个加固支腿设置在滑杆下方的任意部位。
11.进一步地，缓冲机构包括拉力绳，拉力绳一端与弹射架本体相连，另一端与弹射小车相连。
12.进一步地，拉力绳为凯夫拉拉绳。
13.进一步地，滑杆还包括多节单元杆和多节导向块，每相邻两个单元杆通过一个导向块可拆卸地对接在一起，导向块一端与其中一个单元杆固接，另一端插入另一个单元杆内。
14.进一步地，滑杆还包括连接搭扣，每相邻两个单元杆通过连接搭扣可拆卸地连接。
15.应用本发明的技术方案，提供了一种用于中小型无人机的通用型弹射架，该弹射架通过在滑杆发射端的两侧对称设置定滑轮组件，将弹力绳绕过定滑轮组件设置在滑杆的两侧，实现弹力绳外置，便于使用多股弹力绳多次安装的方式将弹射力分散到多股弹力绳上，从而降低操作难度，同时也便于针对不同大小、类型和起飞速度的无人机及时更换弹力绳，结构简单，更换方便，操作简单，能够实现一架多用，具备较强的灵活性和通用性。与现有技术相比，本发明的技术方案能够解决现有技术中弹力绳一次性安装固定操作难度大，弹力绳较难更换导致弹射架不具备通用性的技术问题。
附图说明
16.所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1示出了根据本发明的具体实施例提供的用于中小型无人机的通用型弹射架的侧视图；
18.图2示出了根据本发明的具体实施例提供的用于中小型无人机的通用型弹射架的结构示意图；
19.图3示出了图1中的弹射小车与滑轨的连接示意图；
20.图4示出了图2中的弹射小车锁紧状态示意图；
21.图5示出了根据本发明的具体实施例提供的单元杆连接方式示意图。
22.其中，上述附图包括以下附图标记：
23.10、弹射架本体；11、滑杆；11a、滑轨；111、单元杆；112、导向块；113、连接搭扣；
114、支腿座；12、前支腿；12a、前支腿脚；13、后支腿；13a、后支腿脚；20、弹射小车；21、第二定滑轮；21a、滑轮槽；211、第二固定转轴；22、小车底座；23、小车支架；30、弹射机构；31、弹力绳；32、定滑轮组件；321、第一固定转轴；322、第一定滑轮；40、缓冲机构；41、拉力绳。
具体实施方式
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
25.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
26.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
27.如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种用于中小型无人机的通用型弹射架，通用型弹射架包括：弹射架本体10、弹射小车20、弹射机构30、缓冲机构40和解锁保险装置。弹射架本体10包括滑杆11、前支腿12和后支腿13，滑杆11具有储能端和发射端，前支腿12与发射端相连，后支腿13与储能端相连，以支撑滑杆11起竖到发射状态。弹射小车20可移动地设置在滑杆11上，用于带动无人机在滑杆11上移动加速。弹射机构30包括多条弹力绳31和至少一对定滑轮组件32，一对定滑轮组件32对称地设置在发射端的两侧，多条弹力绳31设置在滑杆11的两侧，一端与弹射小车20相连，另一端绕过定滑轮组件32与后支腿13相连，为无人机提供弹射力。缓冲机构40设置在弹射架本体10上，用于为弹射小车20提供与其移动方向相反的作用力以减缓其速度。解锁保险装置设置在滑杆11的储能端，用于锁紧和释放弹射小车20。
28.如图2所示，本发明通过在滑杆11发射端的两侧对称地设置一对定滑轮组件32，将传统的弹力绳31内置结构转变为弹力绳31外置结构。通过此种配置方式，能够实现先将弹射架本体10组装完整再将弹力绳31分股单独安装在弹射架本体10外的安装方式，方便在弹射现场进行快速安装。弹力绳31的分股数量和最大拉力值可以根据实际需要进行设计，作为本发明的一个具体实施例，将每股弹力绳31的最大拉力值设计在单人可操作的拉力范围内，以方便单人分股安装和拉紧，对每股弹力绳31设置预拉伸量来提高其做功效率，所有弹
力绳31的拉伸势能叠加能够满足无人机的弹射能量要求。如图2所示，滑杆11两侧各安装三股弹力绳31。此外，通过将弹力绳31外置，能够在弹射现场基于一套弹射架快速地增减或更换弹力绳31，来适应不同的弹射能量要求。另外，通过将弹力绳31外置能够实现在不增加滑杆11宽度的前提下将单股弹力绳31分解为多股安装，弹射架整体体积较小，重量较轻，便于携带。弹力绳31的材质和规格可以根据实际需要进行选择，例如可以选用规格为5*9(内径5mm，外径9mm)的高弹力橡皮绳作为蓄能装置，分别在滑杆11两侧各配置两股或三股或更多股，为弹射小车20提供弹射力。
29.应用此种配置方式，提供了一种用于中小型无人机的通用型弹射架，该弹射架通过在滑杆11的发射端的两侧对称设置定滑轮组件32，将弹力绳31绕过定滑轮组件32设置在滑杆11的两侧，实现弹力绳31外置，便于使用多股弹力绳31多次安装的方式将弹射力分散到多股弹力绳31上，从而降低操作难度，同时也便于针对不同大小、类型和起飞速度的无人机及时更换弹力绳31，结构简单，更换方便，操作简单，能够实现一架多用，具备较强的灵活性和通用性。与现有技术相比，本发明的技术方案能够解决现有技术中弹力绳31一次性安装固定操作难度大，弹力绳31较难更换导致弹射架不具备通用性的技术问题。
30.进一步地，定滑轮组件32包括第一固定转轴321和多个第一定滑轮322，多个第一定滑轮322可转动地独立套接在第一固定转轴321上。应用此种配置方式，能够实现每股弹力绳31彼此独立地绕设在第一定滑轮322上，从而避免多股弹力绳31之间相互干扰，影响弹射效果。第一定滑轮322的数量可以根据实际需要进行选择，作为本发明的一个具体实施例，如图2所示，第一定滑轮322的数量为四个，滑杆11的两侧分别设置两个。
31.传统的滑杆11为长方体，为了进一步减轻弹射架的重量，便于单人携带和快捷地组装拆卸，滑杆11配置为中空三棱柱。作为本发明的一个具体实施例，滑杆11采用特制的三角型铝型材模具挤压成型，断面为非常规的三角形断面，内部具有空腔。
32.此外，滑杆11相邻的两条棱突出滑杆11的外表面形成两条滑轨11a，弹射小车20卡设在两条滑轨11a上，沿两条滑轨11a移动。应用此种配置方式，弹射小车20相对于滑杆11向上、向下、向左和向右的运动被限制，能够避免小车晃动和飞出，保证其沿滑轨11a平稳移动，相较于现有技术中将弹射小车20利用盒体结构套装在滑杆11上安装方式，本发明的结构更简捷，同时也便于以内置或外置的方式安装和更换弹力绳31。
33.作为本发明的一个具体实施例，弹射小车20下方具有至少一对平放的第二定滑轮21，第二定滑轮21具有与滑轨11a相匹配的滑轮槽21a，一对第二定滑轮21通过滑轮槽21a对称地卡设在两条滑轨11a的外侧，沿两条滑轨11a移动。如图3所示，第二定滑轮21包括第二固定转轴211，第二固定转轴211垂直于两条滑轨11a所在的平面，第二定滑轮21通过滑轮槽21a实现限位功能，这种配置方式能够使弹射小车20只沿滑杆11上部的滑轨11a运动，其优点在于，当滑杆11较长或无人机较重时，能够在滑杆11下方任意位置加装支腿而不影响弹射小车20的运动，显著拓宽弹射架的使用范围。第二定滑轮21的数量根据实际需要进行选择，例如如图3和图4所示，第二定滑轮21的数量为两对，分别对称卡设在两条滑轨11a的外侧。第二定滑轮21在滑轨11a上的运动方式为滑动或滚动，作为本发明的一个具体实施例，第二定滑轮21在滑轨11a上的运动方式为滑动。
34.进一步地，弹射架本体10还包括多个加固支腿，多个加固支腿设置在滑杆11下方的任意部位。应用此种配置方式，能够在滑杆11较长或无人机较重的情况下，避免滑杆11向
下弯曲变形而导致滑行效率下降，增强弹射架弹射时的稳定性，显著拓宽弹射架的使用范围，同时有效地保护滑杆11以延长其使用寿命。
35.作为本发明的一个具体实施例，如图1和图2所示，缓冲机构40包括拉力绳41，拉力绳41一端与弹射架本体10相连，另一端与弹射小车20相连。作为本发明的另一个具体实施例，缓冲机构40包括气弹簧缓冲机构，气弹簧缓冲机构安装在滑杆11发射端的末端，用来与运动到末端的弹射小车20碰撞使其减速。在使用时根据实际需要选用拉力绳41或气弹簧缓冲机构或同时选用两者作为缓冲机构40的核心部件。
36.拉力绳41的材质可以根据实际需要进行选择，例如，拉力绳41为凯夫拉拉绳。凯夫拉拉绳富有弹性，具有很好的抗拉性和耐磨性，当弹射小车20运动到滑杆11发射端的末端时，凯夫拉拉绳能够将其拉紧并使其停下来。从使用情况来看，气弹簧缓冲机构较易因弹射小车20的冲击而发生损坏，甚至导致其安装部位也因撞击而变形，为了降低损坏风险，通常选用长杆的气弹簧缓冲机构以增加缓冲距离，相应地，弹射架长度和重量显著增大，不利于携带。因此，在弹射小车重量较轻，弹射末速度要求较小的情况下，首选拉力绳41作为缓冲机构40的核心部件，实践证明，凯夫拉拉绳具有很好的使用效果。
37.为了进一步拓宽弹射架的使用范围，增强其通用性，将滑杆11配置为长度可调的结构，如图1和图5所示，滑杆11还包括多节单元杆111和多节导向块112，每相邻两个单元杆111通过一个导向块112可拆卸地对接在一起，导向块112一端与其中一个单元杆111固接，另一端插入另一个单元杆111内。将储能端的单元杆111定义为尾节单元杆，将发射端的单元杆111定义为首节单元杆，首节单元杆的下方安装前支腿12，尾节单元杆的下方安装后支腿13，上方安装解锁保险装置。单元杆111的数量根据实际需要进行选择，每节单元杆111相邻的两条棱突出单元杆111的外表面形成两条滑轨单元，每相邻两个单元杆111对接在一起后，导向块112整体隐藏于单元杆111的空腔内，使滑轨单元依次对接形成滑轨11a，供弹射小车20在其上运动。导向块112的应用能够使相邻单元杆111实现快速对接并有效避免错位，提高组装效率和性能稳定性。作为本发明的一个具体实施例，单元杆111由特制的三角型铝型材模具挤压而成，导向块112为特制铝型材。
38.应用此种配置方式，本发明的弹射架能够对滑杆11的长度和弹力绳31的拉力进行调节和匹配，从而满足不同无人机的弹射要求。
39.进一步地，为了使单元杆111之间的连接更紧固，如图5所示，滑杆11还包括连接搭扣113，每相邻两个单元杆111通过连接搭扣113可拆卸地连接。作为本发明的一个具体实施例，连接搭扣113为金属材质。
40.本发明中，弹射小车20不是通用的部件，根据无人机的结构进行特制，弹射小车20包括小车底座22和用于支撑无人机的小车支架23，小车底座22下方与第二定滑轮21连接，上方与小车支架23连接。
41.此外，解锁保险装置包括平钩和插销，无人机发射前，弹射小车20通过平钩和插销锁紧在滑杆11的储能端，发射时，解除平钩和插销对弹射小车20的锁定。
42.作为本发明的一项具体实施例，滑杆11还包括多个支腿座114和多个插拔销，每个支腿座114都具有空腔，支腿座114一端与滑杆11连接，另一端与插入空腔中的支腿(包括前支腿12、后支腿13和加固支腿)连接，插拔销穿过支腿座114和支腿将支腿座114和支腿可拆卸地固定在一起。
43.进一步地，为了使弹射架更稳固，多个支腿座114成对地设置在滑杆11的下方，每对支腿座114以滑杆11为交汇点向滑杆11下方呈八字形延伸，应用此种配置方式，前支腿12、后支腿13和加固支腿插入支腿座114后均呈八字形对称地设置在滑杆11的下方，形成多个稳固三角支撑。
44.此外，支腿座前支腿12具有前支腿脚12a，后支腿13具有后支腿脚13a，加固支腿具有加固支腿脚，弹射架还包括多个地锚，多个地锚分别穿过前支腿脚12a、后支腿脚13a和加固支腿脚将前支腿12、后支腿13和加固支腿固定在发射位置的底面上。
45.弹射架的装配关系和步骤为：
46.①
确定单元杆111的数量，将后支腿13插入尾节单元杆上的支腿座114内，调整后支腿脚13a的位置，使其与发射方向呈钝角，利用插拔销将后支腿13固定在支腿座114内；
47.②
将弹射小车20从尾节单元杆朝向发射端的一端倒装到尾节单元杆上，两对第二定滑轮21的四个滑轮槽21a可沿滑轨11a滑动地卡设在滑轨11a上，利用解锁保险装置将弹射小车20锁紧在滑杆11上；
48.③
取出第二节单元杆，通过导向块112将第二节单元杆与尾节单元杆对接在一起，并用连接搭扣113扣紧，依次完成后面若干节单元杆111的对接和固定，两节单元杆111对接前，清理导向块112和单元杆111内的异物，以避免卡涩，通过连接搭扣113上的螺母对连接搭扣113的松紧进行调整，直到卡紧时力度适中；
49.④
将前支腿12插入首节单元杆的支腿座114内，调整前支腿脚12a的位置，使其与发射方向呈锐角，利用插拔销将前支腿12固定在支腿座114内；
50.⑤
将弹射架位置调整好，使用多个地锚将前支腿12和后支腿13固定在地面上；
51.⑥
检查所有连接均可靠牢固后，将弹射小车20解锁，用手推动弹射小车20在滑轨11a上滑动的顺滑性并对各部件进行适应性调整，确定滑动顺滑后将弹射小车20重新锁紧在解锁保险装置上；
52.⑦
将弹力绳一根一根单独拉长并绕定滑轮组件32固定在滑杆11两侧，一端与弹力小车20连接，另一端与后支腿13连接；
53.⑧
将无人机安装在弹射小车20的小车支架23上，等待弹射起飞。
54.在不同海拔条件下针对不同的无人机进行了三十多架次的弹射试验，试验结果表明，本发明提供的用于中小型无人机的通用型弹射架工作性能稳定、可靠，安装和更换弹力绳31操作方便、快捷，也具有很好的便携性，完全达到了设计目的。
55.综上所述，本发明提供了一种用于中小型无人机的通用型弹射架，该弹射架通过在滑杆发射端的两侧对称设置定滑轮组件，将弹力绳绕过定滑轮组件设置在滑杆的两侧，实现弹力绳外置，便于使用多股弹力绳多次安装的方式将弹射力分散到多股弹力绳上，从而降低操作难度，同时也便于针对不同大小、类型和起飞速度的无人机及时更换弹力绳，结构简单，更换方便，操作简单，能够实现一架多用，具备较强的灵活性和通用性。与现有技术相比，本发明的技术方案能够解决现有技术中弹力绳一次性安装固定操作难度大，弹力绳较难更换导致弹射架不具备通用性的技术问题。
56.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位
之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
57.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
58.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。