一种水下无人机弹射装置的制作方法

2021-02-13 05:02:52|

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[0001]
本发明涉及无人机弹射器技术领域，尤其是涉及一种水下无人机弹射装置。

背景技术：

[0002]
随着海洋作战环境、作战任务的日益复杂化，对战场态势的感知要求也越来越高。在现代海洋探测或战争对抗中，深处水下的人或设备常需要侦察海面以上的空域环境和舰船行驶情况。潜艇等水下设备主要利用声纳、雷达和潜望镜等设备进行探测，隐蔽性好，机动性高，突击能力强，但是，其严重依赖于传感器生存和执行任务，获取信息的手段有限，已不能充分满足现代高技术战争的需求。
[0003]
无人机具有隐蔽性好、机动能力强和航程远等特点，在无制空制海权的条件下，可深入战场进行侦察以获取目标信息，并且在配备了光电、红外和合成孔径雷达等先进的传感器后，具备全天候侦察能力，能够在恶劣的气候条件下，以低空飞行状态进行侦察，具备实现侦察、目标监视、中继制导、毁伤评估、电磁干扰乃至攻击等功能。
[0004]
潜艇等水下设备装载无人机后，感知能力大大增强，能为载体提供更强的信息支援能力，有效扩大了载体的作战能力。因此，水下无人机是扩大潜艇等水下设备感知能力很好的解决方案。
[0005]
然而，要从水下直接将无人侦察机发射至空中必须克服水中很大的阻力，对无人机的动力和密封性均有很高的要求。目前，对于水下无人机的发射，有湿式发射和干式发射。其中，湿式发射的无人机直接和海水接触，技术过于复杂，隐蔽性差；而干式发射是指将无人机整体装入运载器，在水下航行和点火过程中无人机始终保持干燥状态，完全依靠运载器将无人机运至水面，在水面完成无人机与载体的分离。因此，干式发射是当今水下无人机的主流发射方式。
[0006]
干式发射方式需要配套提供无人机水下发射运载器。运载器大多是低阻力的圆柱体外形，进而为无人机提供干燥密封的保存环境，并通过潜艇发射到水面，无人机从运载器中发射升空。鉴于海面情况的复杂性，结构简单、安全、可靠、性价比高的水下无人机发射装置保证无人机成功发射的关键所在。但是，目前无人机水面发射多采用火药发射方式，发射时动静很大，不利于隐蔽，而且普遍采用气压/液压弹射方式，系统组成复杂，管路连接件多，容易泄漏，系统可靠性较差。
[0007]
因此，开发一种新型的水下无人机弹射装置，以解决上述问题，是本领域技术人员亟需解决的一项技术问题。

技术实现要素：

[0008]
本发明的目的在于提供一种水下无人机弹射装置，该无人机弹射装置发射时安静，隐蔽性好，解决了现有技术无人机发射时动静大、不利于隐蔽、系统可靠性差的问题。
[0009]
本发明提供一种水下无人机弹射装置，包括主壳体以及可与所述主壳体分离的头罩，所述主壳体内设置有固定框架、驱动电机、适配连接板、无人机、第一导向部件和第二导
向部件；
[0010]
所述固定框架固定设置在所述主壳体的内部，所述适配连接板通过第一导向部件与所述固定框架滑动连接；
[0011]
所述无人机设置在所述适配连接板上，且所述无人机通过第二导向部件与所述固定框架滚动连接；
[0012]
所述驱动电机的两端分别与所述固定框架和所述适配连接板固定连接。
[0013]
进一步，所述适配连接板沿所述主壳体横截面的径向方向对称布设；
[0014]
所述适配连接板包括托盘和固定环绕设置在所述托盘周围的u型连接板，所述u型连接板的竖梁分别通过沿所述适配连接板轴向对称布设的第一导向部件与所述固定框架滑动连接；
[0015]
所述驱动电机的两端分别与所述固定框架和所述u型连接板的横梁固定连接。
[0016]
进一步，与任一侧所述竖梁固定连接的第一导向部件均包括基座、导轨和滑块；
[0017]
其中，所述基座固定设置在所述固定框架上，所述导轨设置在所述基座上，所述滑块滑动设置在所述导轨上；
[0018]
所述竖梁与所述滑块固定连接。
[0019]
进一步，任意一个沿所述适配连接板的轴向对称设置在所述固定框架上的第二导向部件均包括滚轮座和通过轴承滚动设置在所述滚轮座上的滚轮；
[0020]
其中，所述滚轮座固定安装在所述固定框架上，所述滚轮与所述无人机滚动连接。
[0021]
进一步，所述主壳体内还设置有位于所述适配连接板的对称轴上的主滚轮，所述主滚轮通过轴承滚动设置在所述固定框架上，所述主滚轮与所述无人机滚动连接。
[0022]
进一步，所述无人机与所述滚轮、所述主滚轮滚动连接的位置均设置有限位板；
[0023]
所述滚轮和所述主滚轮分别卡设在所述限位板上，并沿所述限位板的延伸方向与所述无人机滚动连接。
[0024]
进一步，所述驱动电机为直线电机，所述直线电机的定子和动子分别与所述固定框架和所述横梁固定连接。
[0025]
进一步，所述定子与所述固定框架固定连接处沿所述适配连接板的轴向对称设置有l型支撑板；
[0026]
所述l型支撑板的横向板和竖向板分别与所述固定框架和所述定子固定连接。
[0027]
进一步，所述定子和所述动子之间的间隙为0.5-2mm。
[0028]
进一步，所述主壳体内部还设置有控制模块和电池组，所述控制模块和所述电池组均设置在所述适配连接板的下方。
[0029]
本发明的水下无人机弹射装置，与现有技术相比，具有以下优点：
[0030]
本发明水下无人机弹射装置的主壳体内设置有固定框架、驱动电机、适配连接板、无人机、第一导向部件和第二导向部件。其中，固定框架固定设置在主壳体的内部，用于固定适配连接板及驱动电机，适配连接件支撑待发射的无人机，而适配连接板和无人机分别通过第一导向部件、第二导向部件与固定框架滑动连接，进而用于限定和导向适配连接板及无人机的运动轨迹，第一导向部件和第二导向部件采用无油自润滑，摩擦系数低，既满足了无人机的发射导向，又减小了无人机发射时的阻力，有效保证了水下无人机的弹射速度；而驱动电机的设置有效保证了适配连接板及无人机的高精度运动轨迹。因此，本发明的无
人机弹射装置结构简单、发射时安静、隐蔽性好，有效解决了现有技术无人机发射时动静大、不利于隐蔽、系统可靠性差的问题。
附图说明
[0031]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
[0032]
图1为本发明水下无人机弹射装置的示意图；
[0033]
图2为本发明水下无人机弹射装置抛掉头罩后的俯视图；
[0034]
图3为本发明水下无人机弹射装置抛掉头罩后的a-a剖视图。
[0035]
附图标记说明：
[0036]
1：主壳体；2：头罩；3：固定框架；4：适配连接板；5：无人机；6：托盘；7：竖梁；8：横梁；9：基座；10：导轨；11：滑块；12：滚轮座；13：滚轮；14：主滚轮；15：限位板；16：直线电机；17：横向板；18：竖向板；19：控制模块；20：电池组；21定子；22：动子。
具体实施方式
[0037]
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
[0038]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。
[0039]
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0040]
如图1-3所示，本发明提供的一种水下无人机弹射装置，包括主壳体1以及可与所述主壳体1分离的头罩2，所述主壳体1内设置有固定框架3、驱动电机、适配连接板4、无人机5、第一导向部件和第二导向部件；所述固定框架3固定设置在所述主壳体1的内部，所述适配连接板4通过第一导向部件与所述固定框架3滑动连接；所述无人机5设置在所述适配连接板4上，且所述无人机5通过第二导向部件与所述固定框架3滚动连接；所述驱动电机的两端分别与所述固定框架3和所述适配连接板4固定连接。
[0041]
为解决现有技术中无人机5发射时动静大、不利于隐蔽、系统可靠性差的问题，本发明提供了一种新型的无人机弹射装置。该弹射装置包括主壳体1以及罩设在主壳体1上且可与主壳体1分离的头罩2，主壳体1内固定设置的固定框架3分别通过第一导向部件及第二导向部件固定并限定适配连接板4及无人机5的运动轨迹，而适配连接板4用于支撑无人机5，驱动电机的两端分别与固定框架3和适配连接板4固定连接，用于驱动适配连接板4及适配连接板4上设置的无人机5沿固定框架3上下移动。本发明采用驱动电机牵引无人机5，配合高精度的第一导向部件及第二导向部件，具有结构简单、发射时安静、隐蔽性好、可靠性好的优点，可完全满足水下无人机5的弹射要求。
[0042]
在上述技术方案的基础上，进一步，所述适配连接板4沿所述主壳体1横截面的径向方向对称布设；所述适配连接板4包括托盘6和固定环绕设置在所述托盘6周围的u型连接板，所述u型连接板的竖梁7分别通过沿所述适配连接板4轴向对称布设的第一导向部件与所述固定框架3滑动连接；所述驱动电机的两端分别与所述固定框架3和所述u型连接板的横梁8固定连接。
[0043]
具体地，适配连接板4沿主壳体1横截面的径向方向对称布设，以保证无人机5发射时整个装置结构的稳定性及安全性。而适配连接板4由托盘6及固定环绕设置在托盘6周围的u型连接板，u型连接板的竖梁7的两侧分别对称设置有第一导向部件，任意一侧的竖梁7均通过相应的第一导向部件与固定框架3滑动连接。当一端固定在固定框架3上的驱动电机驱动u型连接板的横梁8运动时，横梁8可带动整个适配连接板4在第一导向部件的作用下沿特定轨道运动，而无人机5设置在适配连接板4的上方，进而也保证了无人机5的发射导向。
[0044]
在上述技术方案的基础上，进一步优选地，与任一侧所述竖梁7固定连接的第一导向部件均包括基座9、导轨10和滑块11；其中，所述基座9固定设置在所述固定框架3上，所述导轨10设置在所述基座9上，所述滑块11滑动设置在所述导轨10上；所述竖梁7与所述滑块11固定连接。
[0045]
然而，为进一步保证适配连接板4的高精度运动轨迹，任一侧的第一导向部件均包括基座9、导轨10和滑块11，其中，基座9通过螺钉固定设置在固定框架3上，导轨10使用螺钉设置在基座9上，而滑块11滑动设置在导轨10上，由此滑块11可带动与其固定连接的竖梁7沿导轨10方向高精度运动。本发明采用的驱动电机、高精度运动导轨10等均为标准产品，因此，该装置结构简单、造价低、维修保养方便，能够满足大规模装备要求。
[0046]
在上述优选技术方案的基础上，进一步，任意一个沿所述适配连接板4的轴向对称设置在所述固定框架3上的第二导向部件均包括滚轮座12和通过轴承滚动设置在所述滚轮座12上的滚轮13；其中，所述滚轮座12固定安装在所述固定框架3上，所述滚轮13与所述无人机5滚动连接。
[0047]
以适配连接板4的中心轴为对称轴，固定框架3上对称设置有两个第二导向部件，任意一个第二导向部件均包括滚轮座12及通过轴承滚动设置在滚轮座12上的滚轮13，其中，滚轮座12固定安装在固定框架3上，滚轮13与适配连接板4上设置的无人机5滚动连接。因此，由滚轮13及滚轮座12组成的第二导向部件进一步限定了无人机5的运动轨迹。
[0048]
如图3所示，为保证限位作用的连续性，第二导向部件沿主壳体1的轴向方向均匀设置在固定框架3上。
[0049]
在本发明的一个具体实施例中，滚轮13采用聚四氟乙烯材料制作，聚四氟乙烯具
有无油自润滑、摩擦系数低的优点，在满足无人机5发射导向的前提下，大大减少了无人机5发射时的阻力，有效保证了无人机5的弹射速度。
[0050]
在上述优选技术方案的基础上，更为优选地，所述主壳体1内还设置有位于所述适配连接板4的对称轴上的主滚轮14，所述主滚轮14通过轴承滚动设置在所述固定框架3上，所述主滚轮14与所述无人机5滚动连接。
[0051]
为进一步保证无人机5的高精度运动轨迹，固定框架3上还设置有一主滚轮14，并且该主滚轮14位于适配连接板4的对称轴上，即两个第二导向部件中的滚轮13对称设置在主滚轮14的两侧，由此形成了滚轮13、主滚轮14、滚轮13可从左、上、右三个方向限定无人机5的滚动，保证无人机5的高精度运动轨迹。
[0052]
在上述技术方案的基础上，进一步，所述无人机5与所述滚轮13、所述主滚轮14滚动连接的位置均设置有限位板15；所述滚轮13和所述主滚轮14分别卡设在所述限位板15上，并沿所述限位板15的延伸方向与所述无人机5滚动连接。
[0053]
具体地，无人机5与滚轮13、主滚轮14滚动连接的位置均设置有限位板15，滚轮13和主滚轮14分别卡设在相应的限位板15上，进而起到对无人机5的限位作用。
[0054]
本发明所使用的驱动电机为直线电机16，所述直线电机16的定子21和动子22分别与所述固定框架3和所述横梁8固定连接。
[0055]
其中，直线电机16的定子21与固定框架3固定连接，动子22与横梁8固定连接，由此直线电机16的动子22可通过带动与之固定连接的横梁8运动，进而带动适配连接板4运动。
[0056]
在上述技术方案的基础上，进一步优选地，所述定子21与所述固定框架3固定连接处沿所述适配连接板4的轴向对称设置有l型支撑板；所述l型支撑板的横向板17和竖向板18分别与所述固定框架3和所述定子21固定连接。
[0057]
为防止直线电机16工作时，影响整个装置的稳定性，在直线电机16定子21与固定框架3固定连接处沿适配连接板4的轴向对称设置有l型支撑板，并且这里l型支撑板的横向板17和竖向板18分别通过螺钉与固定框架3和定子21固定连接。
[0058]
在本发明的一个具体实施例中，为保证直线电机16具备良好的使用性能，在降低励磁损耗的同时，减少噪音，所述定子21和所述动子22之间的间隙为0.5-2mm，并且，定子21和动子22之间的间隙优选为1mm。
[0059]
在上述技术方案的基础上，进一步，所述主壳体1内部还设置有控制模块19和电池组20，所述控制模块19和所述电池组20均设置在所述适配连接板4的下方。
[0060]
本发明采用高负载的可充电锂聚合物电池供电，结构简单、发射时安静、可靠性好。
[0061]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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