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一種無人機液壓彈射系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510983657.9

申請日:

2015.12.24

公開號:

CN105480430A

公開日:

2016.04.13

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):B64F 1/06申請日:20151224|||公開
IPC分類號: B64F1/06 主分類號: B64F1/06
申請人: 鄭州彩通科技股份有限公司
發明人: 梁大偉; 馬勝鋼
地址: 450001河南省鄭州市高新技術產業開發區翠竹街1號11幢
優先權:
專利代理機構: 河南科技通律師事務所41123 代理人: 樊羿; 郭銳
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510983657.9

授權公告號:

105480430B||||||

法律狀態公告日:

2017.06.16|||2016.05.11|||2016.04.13

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明無人機液壓彈射系統包括液壓驅動部分、液壓蓄能部分、液壓啟動部分、液壓緩沖部分、液壓制動部分和液壓油槽以及用于各部分之間連接的液壓管路;液壓驅動部分包括電機、變量泵和液壓馬達及電液換向閥;蓄能部分包括蓄能器、電磁溢流閥和壓力表;液壓啟動部分包括啟動液壓缸及電液換向閥;液壓緩沖部分包括緩沖液壓缸及電液換向閥;液壓制動部分包括制動液壓缸及電液換向閥;蓄能器同時與液壓馬達串聯,在蓄能器與液壓馬達之間的液壓管路上同時串聯有控制閥組;液壓馬達上同時設有制動閥組和充液閥;控制閥組同時與制動閥組連接。本發明驅動力強,緩沖制動迅速,性能穩定、可靠,適應于不同無人機起飛重量和起飛速度的使用要求。

權利要求書

1.一種無人機液壓彈射系統,其特征是:包括液壓驅動部分、液壓蓄能部分、液壓啟動部分、液壓緩沖部分、液壓制動部分和液壓油槽以及用于各部分之間連接的液壓管路;其中,液壓驅動部分包括電機、變量泵和液壓馬達,變量泵與液壓馬達之間的液壓管路上串聯有電液換向閥;蓄能部分包括蓄能器,該蓄能器與變量泵串聯,在蓄能器與變量泵之間的液壓管路上同時串聯有電磁溢流閥和壓力表;液壓啟動部分包括啟動液壓缸,該啟動液壓缸與變量泵串聯,在啟動液壓缸與變量泵之間的液壓管路上同時串聯有電液換向閥;液壓緩沖部分包括緩沖液壓缸,該緩沖液壓缸與變量泵串聯,在緩沖液壓缸與變量泵之間的液壓管路上同時串聯有電液換向閥;液壓制動部分包括制動液壓缸,該制動液壓缸與變量泵串聯,在制動液壓缸與變量泵之間的液壓管路上同時串聯有電液換向閥;所述蓄能器同時與液壓馬達串聯,在蓄能器與液壓馬達之間的液壓管路上同時串聯有控制閥組;所述液壓馬達上同時設有制動閥組和充液閥;控制閥組同時與制動閥組連接;充液閥同時分別和控制閥組、與制動液壓缸串聯的電液換向閥相連接;制動閥組中含有時間繼電器。2.根據權利要求1所述的無人機液壓彈射系統,其特征是:所述液壓管路包括液壓主管路和液壓支管路,其中變量泵安裝在液壓主管路上,液壓馬達、蓄能器、啟動液壓缸、緩沖液壓缸和制動液壓缸分別并行安裝在液壓支管路上。3.根據權利要求2所述的無人機液壓彈射系統,其特征是:所述變量泵的進油口和出油口所在的液壓主管路上分別設有過濾器。4.根據權利要求2所述的無人機液壓彈射系統,其特征是:所述在蓄能器與變量泵之間的液壓支管路上同時串聯有單向閥,其中單向閥的進油口與變量泵的出油口相連,單向閥的出油口與蓄能器的進油口相連。5.根據權利要求2所述的無人機液壓彈射系統,其特征是:所述緩沖液壓缸進油口所在的液壓支管路上同時設有節流口,該節流口與液壓油槽之間串聯有單向閥,其中單向閥的進油口與節流口連通,單向閥的出油口與液壓油槽連通。6.根據權利要求2所述的無人機液壓彈射系統,其特征是:所述液壓馬達有多個,且并聯在一起;所述蓄能器有多個,且并聯在一起。7.根據權利要求2所述的無人機液壓彈射系統,其特征是:所述電磁溢流閥為先導式電磁溢流閥。8.根據權利要求2所述的無人機液壓彈射系統,其特征是:所述啟動液壓缸所在的液壓支管路上安裝的電液換向閥為兩位三通電液換向閥;所述制動液壓缸所在的液壓支管路上安裝的電液換向閥為兩位四通電液換向閥。9.根據權利要求2所述的無人機液壓彈射系統,其特征是:所述液壓馬達和緩沖液壓缸所在的液壓支管路上安裝的電液換向閥為三位四通電液換向閥。10.根據權利要求2所述的無人機液壓彈射系統,其特征是:所述啟動液壓缸、緩沖液壓缸和制動液壓缸分別為高速液壓缸。

說明書

一種無人機液壓彈射系統

技術領域

本發明屬于無人機發射技術領域,特別是涉及一種無人機液壓彈射系統。

背景技術

無人駕駛飛機簡稱無人機,是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。由于其具有體積小、造價低、使用方便、對作戰環境要求低、戰場生存能力較強等優點,備受世界各國軍隊的青睞,被廣泛應用在軍事領域中。此外,目前世界各國都在積極拓展民用無人機的應用范圍,在電力、通信、氣象、農林、海洋、勘探等領域應用無人機的技術效果和經濟效果都非常被看好。

隨著無人機在社會各領域中的廣泛應用,與之相配套的發射裝置也得到了充分的發展,在無人機的整個工作過程中,發射階段往往被認為是最困難、最重要的階段之一,目前國內外對無人機的發射起飛作了大量的研究和嘗試,并取得了一定的成果。無人機的發射方式眾多,如手拋、機載投放、車載發射、彈射、火箭助推發射等。其中滑跑起飛發射設備簡單可靠、加速的過載小、成本低,但對環境要求苛刻、機動靈活性差;電磁彈射燃氣彈射只在少數發達國家有所研究,國內尚無研究;彈力彈射只適用于輕小型無人機;火箭助推發射占地面積小、前期投入低、受環境影響小、適應性較好,但是涉及火工品的貯存、運輸和使用、安全隱患大、應用范圍窄;氣液壓彈射安全隱蔽性好、經濟性好、適應性好、可連續多次使用。

據相關資料調研得知,火箭助推發射是目前最常用的無人機發射方式,而無人機液壓彈射起飛方式是近年來國際上出現的一種先進的無人機發射方式,與前者相比,具有安全隱蔽性好、經濟性好、適應性好等優點,不會產生光、聲、熱、煙霧等信號,便于起飛場地的隱蔽,不存在火控器材的存儲、運輸和管理問題,且每次進行無人機發射時消耗性器材及支援保障的費用較低。液壓彈射起飛裝置可安裝于運載車上,便于機動作戰和運輸轉移,由此裝置又具有很好的機動靈活性。

通過綜合分析各發射方式的優缺點、結合當前我國的技術發展水平,研究設計一種驅動力強、緩沖制動有效,能夠適應于不同無人機起飛重量和起飛速度的使用要求的彈射液壓系統,具有十分重要的意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題就是克服上述現有技術的不足,而提供一種驅動力強、緩沖制動有效,能夠適應于不同無人機起飛重量和起飛速度的使用要求的無人機液壓彈射系統。

為解決上述技術問題,本發明的技術方案為:

設計一種無人機液壓彈射系統,包括液壓驅動部分、液壓蓄能部分、液壓啟動部分、液壓緩沖部分、液壓制動部分和液壓油槽以及用于各部分之間連接的液壓管路;其中,液壓驅動部分包括電機、變量泵和液壓馬達,變量泵與液壓馬達之間的液壓管路上串聯有電液換向閥;

蓄能部分包括蓄能器,該蓄能器與變量泵串聯,在蓄能器與變量泵之間的液壓管路上同時串聯有電磁溢流閥和壓力表;

液壓啟動部分包括啟動液壓缸,該啟動液壓缸與變量泵串聯,在啟動液壓缸與變量泵之間的液壓管路上同時串聯有電液換向閥;

液壓緩沖部分包括緩沖液壓缸,該緩沖液壓缸與變量泵串聯,在緩沖液壓缸與變量泵之間的液壓管路上同時串聯有電液換向閥;

液壓制動部分包括制動液壓缸,該制動液壓缸與變量泵串聯,在制動液壓缸與變量泵之間的液壓管路上同時串聯有電液換向閥;

所述蓄能器同時與液壓馬達串聯,在蓄能器與液壓馬達之間的液壓管路上同時串聯有控制閥組;

所述液壓馬達上同時設有制動閥組和充液閥;控制閥組同時與制動閥組連接;充液閥同時分別和控制閥組、與制動液壓缸串聯的電液換向閥相連接;制動閥組中含有時間繼電器。

優選地,在上述無人機液壓彈射系統中,所述液壓管路包括液壓主管路和液壓支管路,其中變量泵安裝在液壓主管路上,液壓馬達、蓄能器、啟動液壓缸、緩沖液壓缸和制動液壓缸分別并行安裝在液壓支管路上。

優選地,在上述無人機液壓彈射系統中,所述變量泵的進油口和出油口所在的液壓主管路上分別設有過濾器。

優選地,在上述無人機液壓彈射系統中,所述在蓄能器與變量泵之間的液壓支管路上同時串聯有單向閥,其中單向閥的進油口與變量泵的出油口相連,單向閥的出油口與蓄能器的進油口相連。

優選地,在上述無人機液壓彈射系統中,所述緩沖液壓缸進油口所在的液壓支管路上同時設有節流口,該節流口與液壓油槽之間串聯有單向閥,其中單向閥的進油口與節流口連通,單向閥的出油口與液壓油槽連通。

優選地,在上述無人機液壓彈射系統中,所述液壓馬達有多個,且并聯在一起。

優選地,在上述無人機液壓彈射系統中,所述蓄能器有多個,且并聯在一起。

優選地,在上述無人機液壓彈射系統中,所述電磁溢流閥為先導式電磁溢流閥。

優選地,在上述無人機液壓彈射系統中,所述啟動液壓缸所在的液壓支管路上安裝的電液換向閥為兩位三通電液換向閥;所述制動液壓缸所在的液壓支管路上安裝的電液換向閥為兩位四通電液換向閥。

優選地,在上述無人機液壓彈射系統中,所述液壓馬達和緩沖液壓缸所在的液壓支管路上安裝的電液換向閥為三位四通電液換向閥。

優選地,在上述無人機液壓彈射系統中,所述啟動液壓缸、緩沖液壓缸和制動液壓缸分別為高速液壓缸。

本發明的工作原理:

本發明無人機液壓彈射系統的工作原理是為無人機彈射提供動力,驅動彈射載體裝載的無人機在彈射架上進行加速至安全起飛速度,當彈射載體與無人機一起運動的速度達到起飛速度時,切斷動力源,彈射載體被緩沖吸能系統阻擋而急劇減速,而無人機則在慣性和發動機推力的作用下以起飛速度從彈射載體上分離起飛。

本發明技術方案的有益效果是:

本發明無人機液壓彈射系統作為無人機發射裝置的核心部分,能夠為無人機發射提供充足的動力;其中蓄能器可瞬時釋放大量的高壓油,可以使無人機瞬時達到較大的起飛速度。整個液壓驅動系統主要分為五個階段:蓄能器充壓、高壓油瞬時釋放啟動、彈射、緩沖制動和活塞返程。蓄能器充壓時,電磁溢流閥通電,變量泵對蓄能器進行充油,待其達到規定的充油壓力后,電磁溢流閥斷電,泵卸荷;高壓油瞬時釋放啟動,啟動液壓缸工作;彈射時,蓄能器和變量泵中的油液共同驅動液壓馬達,液壓馬達通過鋼絲繩帶動拖載小車及無人機高速運動,當拖載小車到達導軌頂端時,拖載小車開始減速緩沖,無人機則迅速脫離拖載小車起飛;拖載小車返回時,馬達反向轉動,通過鋼絲繩帶動拖載小車返回到原處。整個過程采用蓄能器和變量泵共同驅動液壓馬達,驅動力強;緩沖制動方面,除了采用液壓缸緩沖制動外,同時采用液壓動力系統及液壓制動器來對繩輪進行制動,緩沖制動迅速;而且,整體性能穩定、可靠,管路布局緊湊、合理,可以適應于不同無人機起飛重量和起飛速度的使用要求。因而,適于推廣實施。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明,其中:

圖1為本發明無人機液壓彈射系統的原理圖;

圖2為本發明無人機液壓彈射系統的工作流程圖;

圖中序號:1、電機,2、變量泵,3、先導式電磁溢流閥,4、壓力表,5、6、7、18、電磁換向閥,8、自制節流口,9、19、單向閥,10、自制緩沖液壓缸,11、自制啟動液壓缸,12、自制制動液壓缸,13、蓄能器,14、控制閥組,15、液壓馬達,16、制動閥組,17、充液閥,20、過濾器。

具體實施方式

下面將結合本發明中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚完整的描述,顯然所描述的實施例僅為本發明示意性的部分具體實施方式,并非用以限定本發明的范圍,任何本領域的技術人員在不脫離本發明構思和原則的前提下所做出的等同變化與修改,均應屬于本發明保護的范圍。

參見圖1,圖中,本發明無人機液壓彈射系統,包括液壓驅動部分、液壓蓄能部分、液壓啟動部分、液壓緩沖部分、液壓制動部分和液壓油槽以及用于各部分之間連接的液壓管路;其中,液壓驅動部分包括電機1、變量泵2和液壓馬達15,變量泵與液壓馬達之間的液壓管路上串聯有電液換向閥18;蓄能部分包括蓄能器13,該蓄能器與變量泵串聯,在蓄能器與變量泵之間的液壓管路上同時串聯有電磁溢流閥3和壓力表4;液壓啟動部分包括啟動液壓缸11,該啟動液壓缸與變量泵串聯,在啟動液壓缸與變量泵之間的液壓管路上同時串聯有電液換向閥6;液壓緩沖部分包括緩沖液壓缸10,該緩沖液壓缸與變量泵串聯,在緩沖液壓缸與變量泵之間的液壓管路上同時串聯有電液換向閥7;液壓制動部分包括制動液壓缸12,該制動液壓缸與變量泵串聯,在制動液壓缸與變量泵之間的液壓管路上同時串聯有電液換向閥5;所述蓄能器同時與液壓馬達串聯,在蓄能器與液壓馬達之間的液壓管路上同時串聯有控制閥組14;所述液壓馬達上同時設有制動閥組16和充液閥17;控制閥組同時與制動閥組連接;充液閥同時分別和控制閥組、與制動液壓缸串聯的電液換向閥相連接;制動閥組中含有時間繼電器。

參見圖2,整個液壓系統的工作流程主要分為五個階段:即蓄能器充壓、高壓油瞬時釋放啟動、彈射、緩沖制動和活塞返程。蓄能器充壓時,電磁溢流閥3通電,變量泵2通過單向閥19對蓄能器13進行充油,待其達到規定的充油壓力后,電磁溢流閥3斷電,泵卸荷;高壓油瞬時釋放啟動時,電液換向閥6開啟,自制啟動液壓缸11工作;彈射時,電磁溢流閥3和電液換向閥5、6通電,充液閥17反向開啟,蓄能器和變量泵中的油液驅動液壓馬達15,液壓馬達通過鋼絲繩帶動拖載小車及無人機高速運動,當拖載小車到達導軌頂端時,觸碰到行程開關,行程開關工作,電液換向閥5、6斷電,拖載小車開始減速緩沖,無人機則脫離拖載小車起飛;拖載小車返回時,電磁溢流閥3通電,電液換向閥7右端通電,馬達反向轉動,通過鋼絲繩帶動拖載小車返回到原處。整個過程采用蓄能器和變量泵共同驅動液壓馬達,驅動力強;緩沖制動方面,除了采用液壓缸緩沖制動外,同時采用液壓動力系統及液壓制動器來對繩輪進行制動,緩沖制動迅速;而且,整體性能穩定、可靠,管路布局緊湊、合理,可以適應于不同無人機起飛重量和起飛速度的使用要求,適于推廣實施。

在本發明一具體實施例中,在上述無人機液壓彈射系統中,所述液壓管路包括液壓主管路和液壓支管路,其中變量泵安裝在液壓主管路上,液壓馬達、蓄能器、啟動液壓缸、緩沖液壓缸和制動液壓缸分別并行安裝在液壓支管路上。該管路結構緊湊、布局合理,節省管路長度。

在本發明一具體實施例中,參見圖1,圖中,在上述無人機液壓彈射系統中,所述變量泵的進油口和出油口所在的液壓主管路上分別設有過濾器20。過濾器的設置對進入系統各元器件的液壓油進行過濾,以提高各液壓元器件的使用壽命。

在本發明一具體實施例中,參見圖1,圖中,在上述無人機液壓彈射系統中,所述在蓄能器與變量泵之間的液壓支管路上同時串聯有單向閥19,其中單向閥的進油口與變量泵的出油口相連,單向閥的出油口與蓄能器的進油口相連。該單向閥的設置可以防止因液壓油回流而造成壓力的損失。

在本發明一具體實施例中,參見圖1,圖中,在上述無人機液壓彈射系統中,所述緩沖液壓缸進油口所在的液壓支管路上同時設有節流口8,該節流口與液壓油槽之間串聯有單向閥9,其中單向閥的進油口與節流口連通,單向閥的出油口與液壓油槽連通。該節流口及單向閥的設置可以防止因液壓油回流而造成壓力的損失。

在本發明一具體實施例中,在上述無人機液壓彈射系統中,所述液壓馬達有兩個,且并聯在一起。兩個或者多個液壓馬達并聯設置,可以為無人機發射提供充足的驅動力。

在本發明一具體實施例中,在上述無人機液壓彈射系統中,所述蓄能器有兩個,且并聯在一起。兩個或者多個蓄能器并聯設置,可以蓄存更多能量,然后瞬時釋放,使得無人機瞬時達到較大的起飛速度。

在本發明一具體實施例中,在上述無人機液壓彈射系統中,所述電磁溢流閥為先導式電磁溢流閥。采用先導式電磁溢流閥,使得整體結構更加簡單、緊湊,并且易于采購,生產使用成本也低。

在本發明一具體實施例中,在上述無人機液壓彈射系統中,所述啟動液壓缸所在的液壓支管路上安裝的電液換向閥為兩位三通電液換向閥;所述制動液壓缸所在的液壓支管路上安裝的電液換向閥為兩位四通電液換向閥。采用兩位三通、兩位四通電液換向閥,使得整體結構更加簡單、緊湊,并且易于采購,生產使用成本也低。

在本發明一具體實施例中,在上述無人機液壓彈射系統中,所述液壓馬達和緩沖液壓缸所在的液壓支管路上安裝的電液換向閥為三位四通電液換向閥。采用三位四通電液換向閥,使得整體結構更加簡單、緊湊,并且易于采購,生產使用成本也低。

在本發明一具體實施例中,在上述無人機液壓彈射系統中,所述啟動液壓缸、緩沖液壓缸和制動液壓缸分別為高速液壓缸。采用高速液壓缸,動作敏捷、響應速度快,轉換快,充分滿足無人機起飛的使用要求。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式進行描述,每個實施例重點說明的是與其它實施例的不同之處,各實施例之間相同相似的部分相互參照即可。

對所公開實施例的上述說明,使本領域技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多處修改對本領域技術人員來說是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離發明的精神或范圍的前提下,在其它實施例中實現。因此,本發明將不限制于本文所顯示的這些實施例,而是要符合與本文公開原理和新穎特點相一致的最寬范圍。

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一種 無人機 液壓 彈射 系統
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