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CN114180039A - 一种运输无人直升机重心调节系统及方法 - Google Patents

一种运输无人直升机重心调节系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种运输无人直升机重心调节系统，包括无人直升机、燃油调节单元、吊舱组件、滑轨结构、重心调节装置。本发明还公开了一种无人直升机重心调节方法：首先，无人直升机搭载吊舱组件内的货物，起飞执行飞行任务；接着，无人直升机异地降落后，通过燃油调节单元补充燃油；然后，重心调节装置感应到变化并实时显示重心位置；最后，通过对滑轨结构或吊舱组件内货物的调整，配平无人直升机整体结构的重心。本发明可以利用燃油以及货物装载进行无人运输直升机重心调节，解决了异地起飞由于环境条件限制无法补充燃油的问题，实现飞机重量分配和使用更加合理的目标，同时续航能力以及载货能力得到很大的提升。

Description

一种运输无人直升机重心调节系统及方法
技术领域
本发明属于机械装置及运输技术领域，特别是涉及一种运输无人直升机重心调节系统及方法。
背景技术
无人运输直升机具备垂直起降和空中悬停能力，对于一些地形复杂、环境恶劣的条件，这种点对点的空中运输形式极具优势。由于运输环境限制，无法实现异地加油，因此难以满足货物远程运输、往返运输要求，使得其因燃油缺乏而续航能力低的缺点越发凸显。无人运输直升机由于自身结构布局特点，需要在飞机前端进行配重设计，以此调节飞机重心。目前主要的配重形式是在机体前端安装配重块调节飞机重心，该结构形式需要牺牲一部分重量用于重心调节，存在提高油耗及降低载重能力的缺点。
因此设计一种新型的可调节重心的无人运输直升机结构，实现重心调节并加强续航能力，对解决现有技术存在的上述问题具有重要的工程意义。
发明内容
本发明目的在于解决现有技术中无人直升机需安装配重块，导致牺牲部分重量用于重心调节，存在提高油耗及降低载重能力的问题。
为了实现本发明目的，本发明提供了一种运输无人直升机重心调节系统，其特征在于，包括无人直升机、燃油调节单元、吊舱组件、滑轨结构、重心调节装置；无人直升机底部设置有机体框架，机体框架下侧设置有起落架；燃油调节单元设置于无人直升机内部，用于储油、供油，并作为飞机配重、调平的结构；滑轨结构设置于机体框架底部，用于吊装、移动和固定吊舱组件；吊舱组件设置于滑轨结构下侧，用于装载货物；重心调节装置设置于机体框架与起落架之间，用于调节无人直升机的重心；
当无人直升机起飞时，通过滑轨结构对吊舱组件位置进行调节，使得无人直升机的重心处于平衡状态；当无人直升机异地降落后，使用燃油调节单元对无人直升机进行供油以提高续航能力；此时由于燃油调节单元中燃油的消耗，无人直升机的重心产生变化，重心调节装置感应到这种变化后在测控车遥测界面上实时显示重心变化，操作者从而对吊舱组件的位置进行调整，实现无人直升机的平稳飞行。
进一步地，燃油调节单元包括配重副油箱、燃油管、燃油泵、主油箱；配重副油箱和主油箱均设置于无人直升机内部，配重副油箱和主油箱之间通过燃油管连接，燃油管上设置有燃油泵，用于将配重副油箱中的燃油输送至主油箱中。
进一步地，吊舱组件包括吊钩、吊舱挂件、吊舱框体；吊钩设置于吊舱挂件顶部，吊舱挂件下端固定设置有吊舱框体，吊舱框体用于装载货物。
进一步地，滑轨结构包括V型滑轨、V型滑块、内六角螺栓、吊环；V型滑轨安装在机体框架下方，V型滑块滑动设置于V型滑轨内部，V型滑块通过内六角螺栓锁紧在V型滑轨上，吊环设置于V型滑块下端；吊环用于吊装吊舱组件，能够与V型滑块一起沿着滑轨移动到指定位置。
进一步地，重心调节装置为数个重心传感器，重心传感器测量信号经飞行控制与管理计算机与机载链路传输至地面测控车，显示在遥测界面上。
进一步地，滑轨结构下端悬挂有多个吊舱组件，通过对吊舱组件的数量、吊舱组件的位置，以及吊舱组件内货物重量的调节，能够调整无人直升机的飞行重心。
进一步地，吊舱挂件下端固定设置有吊舱框体，吊舱挂件与吊舱框体通过六角头螺钉固定锁紧。
为了实现本发明的目的，本发明还公开了一种运输无人直升机重心调节方法，该方法基于一种运输无人直升机重心调节系统，包括以下步骤：
步骤1、无人直升机搭载吊舱组件内的货物，起飞执行飞行任务；
步骤2、无人直升机异地降落后，通过燃油调节单元补充燃油；
步骤3、由于燃油调节单元内燃油的消耗，无人直升机飞行重心发生变化，重心调节装置感应到变化并实时显示重心位置；
步骤4、通过对滑轨结构或吊舱组件内货物的调整，配平无人直升机整体结构的重心。
与现有技术相比，本发明的显著进步在于：1)本发明可以利用燃油以及货物装载进行无人运输直升机重心调节，实现飞机重量分配和使用更加合理的目标，同时续航能力以及载货能力得到很大的提升；2)在飞机前端设计一个副油箱，用于储存燃油并替代原有配重结构，实现配重及储油双重功能，提高续航能力，解决了异地起降因条件限制无法补充燃油的问题；3)飞机框架下端设计数个可移动的吊舱组件，利用可视化重心传感器，实现货物重量和位置合理的分配，最大化提升运输能力；通过此结构，能够更加有效的利用配重重量，更加便捷地调整配重，提升无人运输直升机载重能力与续航能力。
为更清楚说明本发明的功能特性以及结构参数，下面结合附图及具体实施方式进一步说明。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是运输无人直升机重心调节系统的整体结构示意图；
图2是运输无人直升机重心调节系统的燃油调节单元示意图；
图3是运输无人直升机重心调节系统的滑轨结构示意图；
图4是运输无人直升机重心调节系统的吊舱组件结构图；
图5是运输无人直升机重心调节系统的重心调节装置结构图；
图6是运输无人直升机重心调节方法的流程示意图；
图中标号：1、无人直升机；2、燃油调节单元；3、吊舱组件；4、滑轨结构；5、重心调节装置；6、配重副油箱；7、燃油管；8、燃油泵；9、主油箱；10、V型滑轨；11、V型滑块；12、内六角螺栓；13、吊环；14、吊钩；15、吊舱挂架；16、六角头螺钉；17、吊舱框体；18、机体框架；19、重心传感器；20、起落架。
具体实施方式
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。
如图1、图5所示，在本实施例中，无人直升机1底部设置有机体框架18，机体框架18下侧设置有起落架20；燃油调节单元2设置于无人直升机1内部，用于储油、供油，并作为飞机配重、调平的结构；滑轨结构4设置于机体框架18底部，用于吊装、移动和固定吊舱组件3；吊舱组件3设置于滑轨结构4下侧，用于装载货物；重心调节装置5为数个重心传感器19，设置于机体框架18与起落架20之间，用于调节无人直升机1的重心。重心传感器19能够实时反映重量以及重心分布，根据反馈结果，可以实现燃油量调整，货物重量及位置调整。当无人直升机1起飞时，通过滑轨结构4对吊舱组件3位置进行调节，使得无人直升机1的重心处于平衡状态；当无人直升机1异地降落后，使用燃油调节单元2对无人直升机1进行供油以提高续航能力；此时由于燃油调节单元2中燃油的消耗，无人直升机1的重心产生变化，重心调节装置5感应到这种变化后在测控车遥测界面上实时显示重心变化，操作者从而对吊舱组件3的位置进行调整，实现无人直升机1的平稳飞行。
具体地，在本实施例中，滑轨结构4下端悬挂有多个吊舱组件3，通过对吊舱组件3的数量、吊舱组件3的位置，以及吊舱组件3内货物重量的调节，能够调整无人直升机1的飞行重心。吊舱组件3的数量及位置分布可以根据货物运输需求及重心调整需求相应调整。如短程运输，为了增加载重，可以除了在重心轴线下安装一个吊舱框体17，也可以在配重副油箱6正下方安装一个吊舱框体17辅助配平；如远程双向运输货物，可在飞出时将吊舱框体17安装在重心轴线下方，配重副油箱6安装在飞机前端配平，返回时配重副油箱6燃油输入主油箱9，重物全部移到配重副油箱6下方配重挂载。
如图2所示，在本实施例中，燃油调节单元2包括配重副油箱6、燃油管7、燃油泵8、主油箱9；配重副油箱6和主油箱9均设置于无人直升机1内部，配重副油箱6和主油箱9之间通过燃油管7连接，燃油管7上设置有燃油泵8，用于将配重副油箱6中的燃油输送至主油箱9中。飞机到达目的地后，将配重副油箱6中的燃油通过燃油泵8由燃油管7输入主油箱9，实现回程的续航能力的提升。
如图3所示，在本实施例中，吊舱组件3包括吊钩14、吊舱挂件15、吊舱框体17；吊钩14设置于吊舱挂件15顶部，吊舱挂件15下端固定设置有吊舱框体17，吊舱框体17用于装载货物，将货物安装在吊舱框体17中，锁紧固定防止飞行过程中移动。配重副油箱6重量的降低可通过回程货物的装载及位置调节补偿，实现重心的重新调整
具体地，在本实施例中，吊舱挂件3下端固定设置有吊舱框体17，吊舱挂件15与吊舱框体17通过六角头螺钉16固定锁紧。
如图4所示，在本实施例中，滑轨结构包括V型滑轨10、V型滑块11、内六角螺栓12、吊环13；V型滑轨10安装在机体框架18下方，V型滑块11滑动设置于V型滑轨10内部，V型滑块11通过内六角螺栓12锁紧在V型滑轨10上，吊环13设置于V型滑块11下端；吊环13用于吊装吊舱组件3，能够与V型滑块11一起沿着滑轨移动到指定位置。
具体地，在本实施例中，V型滑块11滑动之前，旋松内六角螺栓12，确保滑动顺畅；V型滑块11到达指定位置后，紧固内六角螺栓12，确保固定。
如图1、图3、图4所示，在本实施例中，吊舱组件3和滑轨结构4通过吊钩14与吊环13连接，确保装卸的便捷性。
如图6所示，在本实施例中，无人直升机重心调节方法为：首先，无人直升机搭载吊舱组件内的货物，起飞执行飞行任务；接着，无人直升机异地降落后，通过燃油调节单元补充燃油；然后，由于燃油调节单元内燃油的消耗，无人直升机飞行重心发生变化，重心调节装置感应到变化并实时显示重心位置；最后，通过对滑轨结构或吊舱组件内货物的调整，配平无人直升机整体结构的重心。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种运输无人直升机重心调节系统，其特征在于，包括无人直升机(1)、燃油调节单元(2)、吊舱组件(3)、滑轨结构(4)、重心调节装置(5)；
所述无人直升机底部设置有机体框架(18)，机体框架(18)下侧设置有起落架(20)；所述燃油调节单元(2)设置于无人直升机(1)内部，用于储油、供油，并作为飞机配重、调平的结构；所述滑轨结构(4)设置于机体框架(18)底部，用于吊装、移动和固定吊舱组件(3)；所述吊舱组件(3)设置于滑轨结构(4)下侧，用于装载货物；所述重心调节装置(5)设置于机体框架(18)与起落架(20)之间，用于实时调节无人直升机的重心；
当无人直升机(1)起飞时，通过滑轨结构(4)对吊舱组件(3)位置进行调节，使得无人直升机(1)的重心处于平衡状态；当无人直升机(1)异地降落后，使用燃油调节单元(2)对无人直升机(1)进行供油以提高续航能力；此时由于燃油调节单元(2)中燃油的消耗，无人直升机(1)的重心产生变化，重心调节装置(5)感应到这种变化后在测控车遥测界面上实时显示重心变化，操作者从而对吊舱组件(3)的位置进行调整，实现无人直升机(1)的平稳飞行。
2.根据权利要求1所述的一种运输无人直升机重心调节系统，其特征在于，所述燃油调节单元(2)包括配重副油箱(6)、燃油管(7)、燃油泵(8)、主油箱(9)；所述配重副油箱(6)和主油箱(9)均设置于无人直升机(1)内部，配重副油箱(6)和主油箱(9)之间通过燃油管(7)连接，所述燃油管(7)上设置有燃油泵(8)，用于将配重副油箱(6)中的燃油输送至主油箱(9)中。
3.根据权利要求1所述的一种运输无人直升机重心调节系统，其特征在于，所述吊舱组件(3)包括吊钩(14)、吊舱挂件(15)、吊舱框体(17)；所述吊钩(14)设置于吊舱挂件(15)顶部，所述吊舱挂件(15)下端固定设置有吊舱框体(17)，所述吊舱框体(17)用于装载货物。
4.根据权利要求1所述的一种运输无人直升机重心调节系统，其特征在于，滑轨结构(4)包括V型滑轨(10)、V型滑块(11)、内六角螺栓(12)、吊环(13)；所述V型滑轨(10)安装在机体框架(18)下方，所述V型滑块(11)滑动设置于V型滑轨(10)内部，所述V型滑块(11)通过内六角螺栓(12)锁紧在V型滑轨(10)上；所述吊环(13)设置于V型滑块(11)下端，吊环(13)用于吊装吊舱组件(3)，能够与V型滑块(11)一起沿着滑轨移动到指定位置。
5.根据权利要求1所述的一种运输无人直升机重心调节系统，其特征在于，所述重心调节装置(5)为数个重心传感器(19)，重心传感器(19)测量信号经飞行控制与管理计算机与机载链路传输至地面测控车，显示在遥测界面上。
6.根据权利要求1或3所述的一种运输无人直升机重心调节系统，其特征在于，所述滑轨结构(4)下端悬挂有多个吊舱组件(3)，通过对吊舱组件(3)的数量、吊舱组件(3)的位置，以及吊舱组件(3)内货物重量的调节，能够调整无人直升机(1)的飞行重心。
7.根据权利要求3所述的一种运输无人直升机重心调节系统，所述吊舱挂件(15)下端固定设置有吊舱框体(17)，其特征在于，所述吊舱挂件(15)与吊舱框体(17)通过六角头螺钉(16)固定锁紧。
8.一种运输无人直升机重心调节方法，所述方法基于权利要求1至7任一项所述的运输无人直升机重心调节系统，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、无人直升机搭载吊舱组件内的货物，起飞执行飞行任务；
步骤2、无人直升机异地降落后，通过燃油调节单元补充燃油；
步骤3、由于燃油调节单元内燃油的消耗，无人直升机飞行重心发生变化，重心调节装置感应到变化并显示重心位置；
步骤4、通过对滑轨结构或吊舱组件内货物的调整，配平无人直升机整体结构的重心。
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