一種固定翼無人機單軌彈射架的制作方法

本實用新型涉及飛行器助推裝置技術領域，尤其是一種固定翼無人機單軌彈射架。

背景技術：

無人機是一種利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操控的不載人飛機，其被廣泛應用于航拍、農業植保、災難救援、地質測繪、新聞報道、電力巡檢、影視拍攝、軍事偵察等諸多領域。無人機的起飛技術在無人機的使用中一直占有重要的地位；目前，無人機的起飛方式主要有滑跑式起飛、垂直起飛、彈射起飛等幾種；其中，滑跑式起飛對場地要求較高，且由于無人機的起飛受限于場地的具體位置，而無法隨時隨地進行起落升降；垂直起飛雖然不需要固定的起飛場地，無人機使用的靈活性較強，但需要大功率發動機才能夠產生足夠大的升力；彈射起飛相比于前述起飛方式對起飛場地以及發動機的功率要求較低，尤其適用于固定翼無人機的起飛，已經成為一種被廣泛采用的起飛方式，這種方式的形成主要是依靠彈射架來實現的，因此，彈射架的結構性能對整個彈射起飛的過程具有至關重要的影響。

現有的彈射架由于受結構設計不完善等因素的限制，導致其普遍存在如下問題：1、結構復雜、自身重量大，不便于攜帶運輸及現場組裝拆卸；2、為保證無人機在放置于彈射架上時以及無人機在被彈射過程中具有足夠的平穩性，現有的彈射架一般會設置雙導軌或雙導輪結構(如申請號為201410546117.X的中國實用新型專利所公開的一種新型無人機彈射架)，從而造成了彈射架的尺寸偏大且結構相對復雜，不便于彈射架的實際使用；3、彈射力不足，彈射精度偏低，嚴重影響了無人機的起飛效果；4、制造成本高、不便于推廣應用。

技術實現要素：

針對上述現有技術存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種固定翼無人機單軌彈射架。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種固定翼無人機單軌彈射架，它包括彈力繩、相對于地面呈前高后低分布的導向承重梁、裝設于導向承重梁的前端面的轉向輪、裝設于導向承重梁的后端面上的卷揚器、置于導向承重梁的后端部的上方并與導向承重梁呈平行分布以用于放置無人機的彈射座、架設于導向承重梁的后端部的導向鎖止器以及一根架設于導向承重梁的上方并與導向承重梁呈平行分布的導軌；所述彈射座的底部且沿前后方向開設有用于供導軌貫穿彈射座分布的導滑孔，所述彈射座的后端部嵌合并鎖定于導向鎖止器內，所述彈力繩的一端固定于彈射座的前端、另一端繞過轉向輪后由導向承重梁的下方側連接至卷揚器上。

優選地，所述導向鎖止器包括裝設于導向承重梁的后端部上的第一龍門架、夾持于導向承重梁的后端部上且位于第一龍門架的后方側的對夾板、沿左右方向貫穿于對夾板分布的鎖軸、套裝并固定于鎖軸的左右兩端的鎖止片以及沿左右方向貫穿于鎖止片、對夾板和導向承重梁分布的鎖止銷；所述第一龍門架的橫梁板的內表面開設有導向槽，所述彈射座的后端部插套于第一龍門架內，且所述彈射座上設置有用于與導向槽對位嵌合的導向條，所述鎖軸上且位于對夾板之間裝設有一鎖舌，所述彈射座的后端裝設有一用于供鎖舌扣合的鎖帶。

優選地，所述卷揚器包括裝設于導向承重梁的后端面上的U型座、沿左右方向貫穿于U型座分布的卷軸、置于U型座內且套接在卷軸上的傳動齒盤、通過一操作柄裝設于U型座的其中一個側壁上并與傳動齒盤相嚙合的主動齒盤以及裝設于U型座內并卡至在主動齒盤的齒槽內的止位板；所述彈力繩的一端繞制在卷軸上。

優選地，所述導向承重梁包括兩個端部梁和若干個置于兩個端部梁之間并將兩個端部梁連接為一體的銜接梁，所述導向鎖止器、卷揚器均裝設于位于后方側的端部梁上，所述轉向輪裝設于位于前方側的端部梁的前端面上。

優選地，它還包括至少兩個支撐架，每個所述端部梁的左右表面均設置有一插接槽，所述支撐架上設置有對位插接于插接槽內的插接板。

優選地，所述彈力繩包括橡皮繩和橡皮筋，所述橡皮繩的一端固定于彈射座的前端、另一端繞過轉向輪后與橡皮筋的一端系合為一體，所述橡皮筋的另一端連接至卷揚器上。

優選地，所述導軌包括一根與導向承重梁呈平行分布并貫穿彈射座設置的鋼絲繩、裝設于導向承重梁的后端部上且位于導向鎖止器的后方側的收緊器以及架設于導向承重梁的前端部的限位器，所述鋼絲繩的前端固定于限位器上、后端連接于收緊器上，且所述鋼絲繩的前端還套接有緩沖柱。

優選地，所述收緊器包括裝設于導向承重梁上的固定塊、螺紋套接于固定塊上并貫穿固定塊分布的螺柄以及套接于螺柄的前端的固定環，所述鋼絲繩的后端固定于固定環上。

優選地，所述限位器包括裝設于導向承重梁的前端部的第二龍門架以及裝設于第二龍門架上且位于第二龍門架的橫梁板的前方側的固定桿，所述鋼絲繩的前端穿過第二龍門架的橫梁板后固定于固定桿上，且所述彈力繩由第二龍門架內且位于第二龍門架的橫梁板的下方側穿過。

由于采用了上述方案，本實用新型采用單根導軌的導向作用及彈力繩的彈力作為彈射力，使彈射座可在靜止狀態下保持無人機的姿態的穩定及平衡，在彈射座和無人機處于沖射狀態時，由于慣性以及空氣動力本身的作用，可保證無人機始終保持平衡；在保證彈射架具有足夠的彈射力和精準度的同時，也簡化了結構；其結構簡單緊湊、攜帶運輸及現場拆裝方便快捷，具有很強的實際應用價值和市場推廣價值。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的結構裝配示意圖；

圖2是本實用新型實施例的結構分解示意圖；

圖3是圖1中A區域的局部放大示意圖；

圖4是圖1中B區域的局部放大示意圖；

圖5是圖1中C區域的局部放大示意圖；

圖6是本實用新型實施例的卷揚器的裝配結構示意圖；

圖中：

a、彈力繩；b、導向承重梁；c、轉向輪；d、卷揚器；e、彈射座；f、導向鎖止器；g、導軌；h、導滑孔；k、支撐架；10、第一龍門架；11、對夾板；12、鎖軸；13、鎖止片；14、鎖止銷；15、導向槽；16、鎖舌；20、鎖帶；30、U型座；31、卷軸；32、傳動齒盤；33、操作柄；34、主動齒盤；35、止位板；40、端部梁；41、銜接梁；42、插接槽；50、插接板；61、橡皮繩；62、橡皮筋；70、鋼絲繩；71、緩沖柱；72、固定桿；73、固定塊；74、螺柄；75、固定環；76、第二龍門架。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

如圖1至圖6所示，本實施例提供的一種固定翼無人機單軌彈射架，它包括彈力繩a(其可根據具體情況采用具有足夠彈力的繩材或線材，如橡皮筋、橡皮繩或者橡皮筋與橡皮繩相組合的形式)、相對于地面(或者水平面)呈前高后低分布的導向承重梁b、裝設于導向承重梁b的前端面的轉向輪c、裝設于導向承重梁b的后端面上的卷揚器d、置于導向承重梁b的后端部的上方并與導向承重梁b呈平行分布以用于放置無人機的彈射座e、架設于導向承重梁b的后端部的導向鎖止器f以及一根架設于導向承重梁b的上方并與導向承重梁b呈平行分布的導軌g；其中，在彈射座e的底部且沿前后方向開設有用于供導軌g貫穿彈射座e分布的導滑孔h，彈射座e的后端部嵌合并鎖定于導向鎖止器f內，彈力繩a的一端固定于彈射座e的前端、另一端繞過轉向輪c后由導向承重梁b的下方側連接至卷揚器d上。

如此，在起飛準備狀態下，可通過導滑孔h將彈射座e穿設于單根導軌g上，利用導向鎖止器f從彈射座e的后端側拉住彈射座e，同時，利用卷揚器d收卷彈力繩a使彈力繩a能夠從彈射座e的前端側拉緊彈射座e，并最終使彈力繩a收緊且在前后方向保持平直以存儲足夠的彈射力，而后將無人機放置在彈射座e上即可完成無人機的起飛準備工作；當啟動導向鎖止器f后，彈射座e的后端從導向鎖止器f內脫離，在彈力繩a的所提供的強大彈性收縮力的作用下，會使彈射座e帶動無人機沿導軌g快速地朝前上方沖射，當彈射座e行進至導軌g的前端時，由于彈射座e無法與導軌g相分離，此時無人機則會在慣性的作用下繼續向前上方沖擊直至脫離整個彈射架，從而完成無人機的起飛動作。由于整個彈射架采用了單根導軌g且利用彈力繩a的彈力作為彈射力，導軌g本身只起到單一的導向作用，彈射座e則可在無人機靜止的狀態下保持無人機的姿態的穩定及平衡，在彈射座e和無人機處于沖射狀態時，由于慣性以及空氣動力本身的作用(即：巧妙地利用了慣性力學和飛機的空氣動力學特性并配合飛控的實時控制，來維持無人機在彈射過程中的平穩性和穩定性，保證無人機能夠被平滑彈射；同時，在保證彈射架具有足夠的彈射力和精準度的同時，由于采用了兩端繃緊的單根導軌作為方向導引，替代了傳統彈射架中必須采用雙軌導道+導軌滑車的引導方式，大大地簡化了整個彈射架的結構并減輕了彈射架整體的重量，提高了彈射架的攜帶運輸及現場拆裝的便捷性。

為增強整個彈射架操作時的便捷性，尤其是能夠使無人機能夠快速地進行起飛沖射，本實施例的導向鎖止器f包括裝設于導向承重梁b的后端部上的第一龍門架10、夾持于導向承重梁b的后端部上且位于第一龍門架10的后方側的對夾板11、沿左右方向貫穿于對夾板11分布的鎖軸12、套裝并固定于鎖軸12的左右兩端的鎖止片13以及沿左右方向貫穿于鎖止片13、對夾板11和導向承重梁b分布的鎖止銷14；同時在第一龍門架10的橫梁板的內表面開設有導向槽15，彈射座e的后端部插套于第一龍門架10內，且彈射座e上設置有用于與導向槽15對位嵌合的導向條(圖中未示出)，在鎖軸12上且位于對夾板11之間裝設有一鎖舌16，彈射座e的后端裝設有一用于供鎖舌16扣合的鎖帶20。以此，利用導向槽15與導向條之間的對位嵌合關系可使彈射座e在初始狀態下平穩地放置在導向承重梁b上，并且在彈射動作的起步階段(此時彈射的速度較低)能夠利用兩者之間的嵌合關系，使彈射座e保持平穩；在起飛準備階段，鎖止銷14插套于鎖止片13、對夾板11以及導向承重梁b上，使得鎖舌16能夠扣合在鎖帶20上，一旦拔出鎖止銷14，在彈力繩a的拉力作用下可使鎖帶20快速地與鎖舌16脫離，從而保證了彈射架操作的便利性；同時，由于鎖止銷14采用橫插式結構，可大大提高并保證了彈射架在使用過程中的安全性。

為使操作人員能夠在施加最小的外力的情況下，使彈力繩a被順利收卷并存儲足夠的彈力，本實施例的卷揚器d包括裝設于導向承重梁b的后端面上的U型座30、沿左右方向貫穿于U型座30分布的卷軸31、置于U型座30內且套接在卷軸31上的傳動齒盤32、通過一操作柄33裝設于U型座30的其中一個側壁上并與傳動齒盤32相嚙合的主動齒盤34以及裝設于U型座30內并卡至在主動齒盤34的齒槽內的止位板35；彈力繩a的一端繞制在卷軸31上。以此，操作人員可通過轉動操作柄33使主動齒盤34進行轉動，以利用主動齒盤34與傳動齒盤32之間的嚙合關系帶動卷軸31對彈力繩a進行收卷，當彈力繩a被拉伸至具有足夠的張力的時候，即可利用止位板35將主動齒輪34進行鎖定，從而保持彈力繩a的張力。當然，為達到省時省力的效果，本實施例的主動齒盤34的直徑可小于傳動齒盤32的直徑。

為增強整個彈射架拆裝及收納的便捷性，本實施例的導向承重梁b可采用分體式結構，即：包括兩個端部梁40和若干個置于兩個端部梁40之間并將兩個端部梁40連接為一體的銜接梁41，導向鎖止器f、卷揚器d均裝設于位于后方側的端部梁40上，轉向輪c則裝設于位于前方側的端部梁40的前端面上；本實施例的端部梁40和銜接梁41可根據具體情況采用插套連接的形式或者對拼并利用鎖具等裝置進行鎖固的形式。以此，整個導向承重梁b可形成多段式結構(如三段式、四段式等等，當然，也可直接由兩個端部梁40拼接成型，)，極大地提高了彈射架現場拆裝和攜帶的便利性。

作為一個優選方案，本實施例的彈射架還包括至少兩個支撐架k，每個端部梁40的左右表面均設置有一插接槽42，而支撐架k上則設置有對位插接于插接槽42內的插接板50；以此，當導向承重梁b完成裝配后，可利用插接槽42及插接板50之間的對位插接關系快速地將支撐架k裝設于導向承重梁b上，以使整個彈射架相對于底面呈現前高后低的布置形式。

為便于對彈力繩a進行收卷，并同時最大限度地減小卷揚器d乃至整個彈射架的尺寸以及重量，本實施例的彈力繩a可采用具有足夠彈力且線徑較細的繩材，當然也可采用如下結構，即：彈力繩a包括線徑較粗的橡皮繩61和線徑較細的橡皮筋62，橡皮繩61的一端固定于彈射座e的前端、另一端繞過轉向輪c后與橡皮筋62的一端系合為一體，橡皮筋62的另一端連接至卷揚器d上。以此，在對彈力繩a進行收卷時，只需對橡皮筋62進行收卷即可拉緊整個彈力繩a，從而避免因橡皮繩61占據卷揚器d的空間而造成卷揚器d的尺寸偏大的問題。

為有效地降低整個彈射架的結構復雜性，同時保證導軌g具有良好的導向作用，本實施例的導軌g包括一與導向承重梁b呈平行分布并貫穿彈射座e設置的鋼絲繩70(當然，也可采用線徑較細的鋼絲或者類似的結構件)、裝設于導向承重梁b的后端部上且位于導向鎖止器f的后方側的收緊器以及架設于導向承重梁b的前端部的限位器，鋼絲繩70的前端固定于限位器上、后端連接于收緊器上，且在鋼絲繩70的前端還套接有緩沖柱71。以此，可利用收緊器和限位器的作用將鋼絲繩70拉直(即使其兩端在被拉伸的作用下整體始終處于繃緊的狀態)使其能夠與導向承重梁b保持平行，而且在彈射座e運動時不會因鋼絲繩70的彎曲或者柔軟性而彈射的精準度以及彈射的效果造成任何影響；同時緩沖柱71可采用諸如橡膠等柔性材料制成，以避免彈射座e與限位器之間出現硬性碰觸。

作為一個優選方案，本實施例的收緊器包括裝設于導向承重梁b上的固定塊73、螺紋套接于固定塊73上并貫穿固定塊73分布的螺柄74以及套接于螺柄74的前端的固定環75，鋼絲繩70的后端固定于固定環75上。以此，當鋼絲繩70的前端固定于限位器上時，可通過旋轉螺柄74使其通過固定環75帶動鋼絲繩70的后端相對于固定塊73向后移動，直至鋼絲繩70具有足夠的平直度。

而本實施例的限位器則包括裝設于導向承重梁b的前端部的第二龍門架76以及裝設于第二龍門架76上且位于第二龍門架76的橫梁板的前方側的固定桿72，鋼絲繩70的前端穿過第二龍門架76的橫梁板后固定于固定桿72上，且彈力繩a由第二龍門架內76且位于第二龍門架76的橫梁板的下方側穿過。

另外，由于整個彈射架采用單根鋼絲繩作為方向導引，同時巧妙地利用了慣性力學和無人機的空氣動力學的特性，無需像傳統彈射架一樣需要配置精密軸承等配件，可使得彈射架在惡劣環境中(如沙塵環境中)的適用性以及其本身的可維護性得到了大大的提升，增強了彈射架使用的可靠性。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。