CN117985250B - 一种快速脱伞系统及飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种快速脱伞系统及飞行器，涉及运载火箭脱伞技术领域，该系统包括：承力组件，具备安装空间，其一侧设有挂绳钩，用于和飞行器机体连接；安装空间另一侧设有两个脱挂钩，用于和减速伞的挂伞绳连接；限位机构，设置在安装空间内；限位机构具有两个限位部，二者与两个脱挂钩的移动端一一对应设置；当限位机构处于第一工作状态时，限位部与相应的脱挂钩的移动端面接触，使得两个脱挂钩的夹持端相接触，以使脱挂钩和减速伞的挂伞绳相连接；当限位机构处于第二工作状态时，限位部和相应的脱挂钩的移动端完全分开，使得两个脱挂钩的夹持端相互远离，以使脱挂钩和减速伞的挂伞绳相分离。本发明让飞行器和减速伞实现快速且平稳分离的目的。

Description

一种快速脱伞系统及飞行器

技术领域

本发明一般涉及运载火箭脱伞技术领域，具体涉及一种快速脱伞系统及飞行器。

背景技术

减速伞广泛地应用于飞行器的降落过程中，通过搭载在飞行器的减速伞装置上，在减速伞装置的伞舱里设有抛伞器，抛伞器在通电引爆后将伞舱内的减速伞从伞舱内拉出，从而实现减速伞的开伞。

然而，当飞行器着陆后，减速伞一般仍与飞行器连接，减速伞承受较大的阻力，以辅助飞行器的速度下降，随着飞行器在地面上滑行，减速伞承受的阻力逐渐减小，当飞行器自身的作用力能够使其平稳地停止时，需要让减速伞和飞行器分离，若不分离，容易导致飞行器受到损伤或者侧翻。目前，对于分离减速伞与飞行器的方案还不够成熟。因此，我们提出一种快速脱伞系统及飞行器用以解决上述问题。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种有效分离减速伞和飞行器，结构简单且易于实现的快速脱伞系统及飞行器。

第一方面，本发明提供一种快速脱伞系统，包括：

承力组件，所述承力组件具备安装空间，所述安装空间一侧设有挂绳钩，所述挂绳钩用于和飞行器机体连接；所述安装空间另一侧设有两个配合使用的脱挂钩，两个所述脱挂钩用于和减速伞的挂伞绳连接；

限位机构，所述限位机构设置在所述安装空间内；所述限位机构具有两个限位部，两个所述限位部与两个所述脱挂钩的移动端一一对应设置；所述限位机构具备第一工作状态和第二工作状态；

当所述限位机构处于第一工作状态时，所述限位部与相应的脱挂钩的移动端面接触，使得两个脱挂钩的夹持端相接触，以使脱挂钩和减速伞的挂伞绳相连接；

当所述限位机构处于第二工作状态时，所述限位部和相应的脱挂钩的移动端完全分开，使得两个脱挂钩的夹持端相互远离，以使脱挂钩和减速伞的挂伞绳相分离。

根据本发明实施例提供的技术方案，所述承力组件包括：

平行设置的第一承力板和第二承力板，二者之间形成所述安装空间；

所述挂绳钩和所述第一承力板、所述第二承力板螺栓连接，所述脱挂钩和所述第一承力板、所述第二承力板螺栓连接。

根据本发明实施例提供的技术方案，所述限位机构包括：

限位壳体，所述限位壳体设于所述第一承力板和所述第二承力板的相互远离的壁面上，所述限位壳体与所述第一承力板、所述第二承力板之间形成安装腔室，所述第一承力板上开设有与所述安装空间相连通的第一开口，所述第二承力板上开设有与所述安装空间相连通的第二开口，且所述安装腔室和所述第一开口、所述第二开口相连通；

限位块，所述限位块设置在所述安装空间内；所述限位块靠近两个所述脱挂钩的两个侧壁分别形成所述限位部；所述限位块上开设有对应所述第二开口设置的限位槽；所述限位块上还设有由所述第一开口伸至所述安装腔室内的限位凸起；

驱动组件，所述驱动组件设置在所述安装腔室内，所述驱动组件具备驱动部，所述驱动部用于带动限位球在所述第二开口和所述限位槽之间移动，以控制所述限位球和所述限位槽相卡接或者相分离；

第一弹性元件，所述第一弹性元件设置在所述安装腔室内，且所述第一弹性元件一侧和所述限位凸起相连接，其另一侧和所述安装腔室侧壁相连接；

当所述驱动部带动限位球移动至所述第二开口时，所述第一弹性元件的作用力作用于所述限位凸起，进而辅助所述限位块向远离所述脱挂钩的一侧移动，以使所述脱挂钩和减速伞的挂伞绳相分离。

根据本发明实施例提供的技术方案，所述限位壳体包括：

第一限位盖，所述第一限位盖设置在所述第一承力板上；所述第一限位盖和所述第一承力板之间形成第一子腔室；

第二限位盖，所述第二限位盖设置在所述第二承力板上；所述第二限位盖和所述第二承力板之间形成第二子腔室；

所述第一子腔室和所述第二子腔室共同形成所述安装腔室。

根据本发明实施例提供的技术方案，所述驱动组件包括：

驱动件，所述驱动件设置在所述第二子腔室内；所述驱动件的驱动轴上设有限位挡块；

当所述驱动件的驱动轴带动所述限位挡块沿所述第二承力板的长度方向向远离所述脱挂钩的一侧移动时，所述限位球和所述限位槽分离，以使所述限位块向远离所述脱挂钩的一侧移动。

根据本发明实施例提供的技术方案，所述驱动组件还包括：

第二弹性元件，所述第二弹性元件位于所述限位挡块远离所述驱动件的一侧，且所述第二弹性元件一端和所述限位挡块连接，其另一端和所述第二子腔室侧壁连接；

当所述驱动件的驱动轴带动所述限位挡块沿所述第二承力板的长度方向向远离所述脱挂钩的一侧移动时，所述第二弹性元件的作用力施加在所述限位挡块上，以辅助所述限位挡块平稳移动。

根据本发明实施例提供的技术方案，还包括：

保护罩，所述保护罩套设在所述第一承力板、所述第二承力板以及所述限位壳体的外部。

根据本发明实施例提供的技术方案，还包括：

多根承力柱，所述承力柱贯穿所述第一承力板上的销孔、所述第二承力板上的销孔、所述挂绳钩以及所述脱挂钩，并通过锁紧螺母、锁紧螺钉连接。

第二方面，本发明提供一种飞行器，包括：上述的一种快速脱伞系统。

综上所述，本发明提供一种快速脱伞系统的具体结构。本发明设计了承力组件，其具备安装空间，其一侧设有挂绳钩，用于和飞行器机体连接；安装空间的另一侧设有两个配合使用的脱挂钩，两个脱挂钩用于和减速伞的挂伞绳连接；在安装空间内设有限位机构，该限位机构具有两个限位部，二者和两个脱挂钩的移动端一一对应设置；并且，限位机构具有第一工作状态和第二工作状态；当限位机构处于第一工作状态时，限位部与相应的脱挂钩的移动端面接触，使得两个脱挂钩的夹持端相接触，以使脱挂钩和减速伞的挂伞绳相连接；当限位机构处于第二工作状态时，限位部和相应的脱挂钩的移动端完全分开，使得两个脱挂钩的夹持端相互远离，以使脱挂钩和减速伞的挂伞绳相分离。

本发明利用限位机构处于不同的工作状态，使脱挂钩和减速伞的挂伞绳连接或者分离，进而控制飞行器机体是否脱伞，即能够让飞行器和减速伞实现快速且平稳分离的目的。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为一种快速脱伞系统的剖视图。

图2为承力组件的结构示意图。

图3为限位壳体的结构示意图。

图4为限位块的结构示意图。

图5为限位块和脱挂钩的结构示意图。

图中标号：1、挂绳钩；2、第一承力板；3、保护罩；4、锁紧螺母；5、锁紧螺钉；6、限位块；7、第一弹性元件；8、第一限位盖；9、脱挂钩；10、第二承力板；11、第二限位盖；12、第二弹性元件；13、限位挡块；14、限位球；15、驱动件；16、承力柱；17、限位部；18、限位槽；19、限位凸起。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

传统的飞行器机体上搭载有减速伞装置，当飞行器着陆后，减速伞打开并承受较大的阻力，以辅助飞行器的速度逐渐下降，当飞行器自身的作用力能够使其平稳停止时，则需要让减速伞和飞行器快速分离，为了防止减速伞的作用力让飞行器受到损伤或者出现侧翻，本发明设计一种快速脱伞系统，具体方案如下。

实施例1

请参考图1所示的本发明提供的一种快速脱伞系统的结构示意图，该系统包括：

承力组件，承力组件具备安装空间，安装空间一侧设有挂绳钩1，挂绳钩1用于和飞行器机体连接；安装空间另一侧设有两个配合使用的脱挂钩9，两个脱挂钩9用于和减速伞的挂伞绳连接；

具体地，如图2所示，承力组件包括：

平行设置的第一承力板2和第二承力板10，二者之间形成安装空间；此处，第一承力板2和第二承力板10为同一种板状结构，“第一”、“第二”仅是为了区分这两个部件，对两个部件本身没有任何限定。

挂绳钩1和第一承力板2、第二承力板10螺栓连接，脱挂钩9和第一承力板2、第二承力板10螺栓连接。

此处，螺栓连接方式，例如为，在挂绳钩1和脱挂钩9上开孔，并且，第一承力板2和第二承力板10上开设有销孔，利用承力柱16贯穿相应的开孔和销孔，然后再利用锁紧螺母4、锁紧螺钉5配合将相应的承力柱16两端固定住，可以将锁紧螺母4与销孔同心设置并固定在相应销孔周围，将承力柱两端和锁紧螺母4连接，再利用锁紧螺钉5贯穿销孔和承力柱16连接，进而将挂绳钩1、脱挂钩9和第一承力板2、第二承力板10连接起来。

限位机构，限位机构设置在安装空间内；限位机构具有两个限位部17，两个限位部17与两个脱挂钩9的移动端一一对应设置；限位机构具备第一工作状态和第二工作状态；

当限位机构处于第一工作状态时，限位部17与相应的脱挂钩9的移动端面接触，使得两个脱挂钩9的夹持端相接触，以使脱挂钩9和减速伞的挂伞绳相连接；

当限位机构处于第二工作状态时，限位部17和相应的脱挂钩9的移动端完全分开，使得两个脱挂钩9的夹持端相互远离，以使脱挂钩9和减速伞的挂伞绳相分离。

具体地，如图1所示，限位机构包括：

限位壳体，限位壳体设于第一承力板2和第二承力板10的相互远离的壁面上，限位壳体与第一承力板2、第二承力板10之间形成安装腔室，第一承力板2上开设有与安装空间相连通的第一开口，第二承力板10上开设有与安装空间相连通的第二开口，且安装腔室和第一开口、第二开口相连通；

其中，如图3所示，限位壳体包括：

第一限位盖8，第一限位盖8设置在第一承力板2上；第一限位盖8和第一承力板2之间形成第一子腔室；第一子腔室用于容纳、安装第一弹性元件7。

第二限位盖11，第二限位盖11设置在第二承力板10上；第二限位盖11和第二承力板10之间形成第二子腔室；第二子腔室用于容纳、安装驱动组件。

第一子腔室和第二子腔室共同形成安装腔室。

需要说明的是，第一限位盖8和第二限位盖11为同一种盖体结构，“第一”、“第二”仅是为了区分这两个部件，对两个部件本身没有任何限定。

限位块6，限位块6设置在安装空间内；如图4所示，限位块6靠近两个脱挂钩9的两个侧壁分别形成限位部17；限位块6上开设有对应第二开口设置的限位槽18，并且限位槽18的纵截面为半圆形状，使得限位槽18和限位球14相卡接时，限位槽18的内壁能够和限位球14的表面完全面接触，达到最佳的限位效果；限位块6上还设有由第一开口伸至安装腔室内的限位凸起19，限位凸起19用于和第一弹性元件7相连接，并且，由于限位凸起19由第一开口伸至安装腔室内，使得限位块6在和第一承力板2的长度平行的方向上所能够移动的距离等于第一开口的直径，即限位凸起19对限位块6的移动具有限制作用。

驱动组件，驱动组件设置在安装腔室内，驱动组件具备驱动部，驱动部用于带动限位球14在第二开口和限位槽18之间移动，以控制限位球14和限位槽18相卡接或者相分离；

具体地，如图1所示，驱动组件包括：

驱动件15，驱动件15设置在第二子腔室内；驱动件15的驱动轴上设有限位挡块13；此处，驱动件15的类型例如为电动缸。

当驱动件15的驱动轴带动限位挡块13沿第二承力板10的长度方向向远离脱挂钩9的一侧移动时，限位球14和限位槽18分离，以使限位块6向远离脱挂钩9的一侧移动。

另外，如图1所示，驱动组件还包括：

第二弹性元件12，第二弹性元件12位于限位挡块13远离驱动件15的一侧，且第二弹性元件12一端和限位挡块13连接，其另一端和第二子腔室侧壁连接；此处，第二弹性元件12的类型例如为弹簧。

当驱动件15的驱动轴带动限位挡块13沿第二承力板10的长度方向向远离脱挂钩9的一侧移动时，第二弹性元件12的作用力施加在限位挡块13上，以辅助限位挡块13平稳移动。

如图1所示，第一弹性元件7，第一弹性元件7设置在安装腔室内，且第一弹性元件7一侧和限位凸起19相连接，其另一侧和安装腔室侧壁相连接；此处，第一弹性元件7的类型例如为弹簧。

当驱动部带动限位球14移动至第二开口时，第一弹性元件7的作用力作用于限位凸起19，进而辅助限位块6向远离脱挂钩9的一侧移动，以使脱挂钩9和减速伞的挂伞绳相分离。

进一步地，如图2所示，还包括：

保护罩3，保护罩3套设在第一承力板2、第二承力板10以及限位壳体的外部。保护罩3对第一承力板2、第二承力板10以及限位壳体起到保护作用。

本快速脱伞系统的具体工作过程如下：

在飞行器着陆并滑动的过程中，减速伞打开，此时，本快速脱伞系统的状态为：挂绳钩1和飞行器机体相连接，驱动件15带动限位挡块13移动并挤压第二弹性元件12，限位挡块13抵住限位球14，使得限位球14由第二开口凸出并和限位槽18相卡接，此时，第一弹性元件7也被挤压，限位块6的两个限位部17分别和相应的脱挂钩9的移动端面接触，如图5所示，让两个脱挂钩9的夹持端相接触，以使脱挂钩9能够和减速伞的挂绳相连接，承力组件和限位机构共同承受飞行器和减速伞的作用力，另外，为了让整个结构承力更加稳定，利用承力柱16连接挂绳钩1、脱挂钩9、第一承力板2以及第二承力板10。

当飞行器能够依靠自身的作用力静止时，可以使用飞行器的控制系统和驱动件15通信连接，控制系统向驱动件15发送启动指令，驱动件15获取到启动指令中的启动信号后开始运行，驱动件15的驱动轴带动限位挡块13向远离脱挂钩9的一侧移动，此时第二弹性元件12的作用力施加在限位挡块13上，以辅助限位挡块13平稳移动，此时，限位球14失去限位挡块13的作用力，可以缩回到第二开口位置，即限位球14和限位槽18分离，限位块6没有了阻碍，并在第一弹性元件7以及减速伞的作用力下，向远离脱挂钩9的一侧移动，让两个脱挂钩9的夹持端相分离，以使脱挂钩9和减速伞的挂伞绳分离，最终让飞行器实现快速且平稳脱伞的目的。

此处，控制系统的类型例如为STM32系列微控制器。

实施例2

一种飞行器，包括：实施例1所述的一种快速脱伞系统；相应的飞行器具备快速脱伞系统的功能与优势，此处不再赘述。

以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (7)

1.一种快速脱伞系统，其特征在于，包括：

承力组件，所述承力组件具备安装空间，所述安装空间一侧设有挂绳钩（1），所述挂绳钩（1）用于和飞行器机体连接；所述安装空间另一侧设有两个配合使用的脱挂钩（9），两个所述脱挂钩（9）用于和减速伞的挂伞绳连接；

限位机构，所述限位机构设置在所述安装空间内；所述限位机构具有两个限位部（17），两个所述限位部（17）与两个所述脱挂钩（9）的移动端一一对应设置；所述限位机构具备第一工作状态和第二工作状态；

当所述限位机构处于第一工作状态时，所述限位部（17）与相应的脱挂钩（9）的移动端面接触，使得两个脱挂钩（9）的夹持端相接触，以使脱挂钩（9）和减速伞的挂伞绳相连接；

当所述限位机构处于第二工作状态时，所述限位部（17）和相应的脱挂钩（9）的移动端完全分开，使得两个脱挂钩（9）的夹持端相互远离，以使脱挂钩（9）和减速伞的挂伞绳相分离；

所述承力组件包括：

平行设置的第一承力板（2）和第二承力板（10），二者之间形成所述安装空间；

所述挂绳钩（1）和所述第一承力板（2）、所述第二承力板（10）螺栓连接，所述脱挂钩（9）和所述第一承力板（2）、所述第二承力板（10）螺栓连接；

所述限位机构包括：

限位壳体，所述限位壳体设于所述第一承力板（2）和所述第二承力板（10）的相互远离的壁面上，所述限位壳体与所述第一承力板（2）、所述第二承力板（10）之间形成安装腔室，所述第一承力板（2）上开设有与所述安装空间相连通的第一开口，所述第二承力板（10）上开设有与所述安装空间相连通的第二开口，且所述安装腔室和所述第一开口、所述第二开口相连通；

限位块（6），所述限位块（6）设置在所述安装空间内；所述限位块（6）靠近两个所述脱挂钩（9）的两个侧壁分别形成所述限位部（17）；所述限位块（6）上开设有对应所述第二开口设置的限位槽（18）；所述限位块（6）上还设有由所述第一开口伸至所述安装腔室内的限位凸起（19）；

驱动组件，所述驱动组件设置在所述安装腔室内，所述驱动组件具备驱动部，所述驱动部用于带动限位球（14）在所述第二开口和所述限位槽（18）之间移动，以控制所述限位球（14）和所述限位槽（18）相卡接或者相分离；

第一弹性元件（7），所述第一弹性元件（7）设置在所述安装腔室内，且所述第一弹性元件（7）一侧和所述限位凸起（19）相连接，其另一侧和所述安装腔室侧壁相连接；

当所述驱动部带动限位球（14）移动至所述第二开口时，所述第一弹性元件（7）的作用力作用于所述限位凸起（19），进而辅助所述限位块（6）向远离所述脱挂钩（9）的一侧移动，以使所述脱挂钩（9）和减速伞的挂伞绳相分离。

2.根据权利要求1所述的一种快速脱伞系统，其特征在于，所述限位壳体包括：

第一限位盖（8），所述第一限位盖（8）设置在所述第一承力板（2）上；所述第一限位盖（8）和所述第一承力板（2）之间形成第一子腔室；

第二限位盖（11），所述第二限位盖（11）设置在所述第二承力板（10）上；所述第二限位盖（11）和所述第二承力板（10）之间形成第二子腔室；

所述第一子腔室和所述第二子腔室共同形成所述安装腔室。

3.根据权利要求2所述的一种快速脱伞系统，其特征在于，所述驱动组件包括：

驱动件（15），所述驱动件（15）设置在所述第二子腔室内；所述驱动件（15）的驱动轴上设有限位挡块（13）；

当所述驱动件（15）的驱动轴带动所述限位挡块（13）沿所述第二承力板（10）的长度方向向远离所述脱挂钩（9）的一侧移动时，所述限位球（14）和所述限位槽（18）分离，以使所述限位块（6）向远离所述脱挂钩（9）的一侧移动。

4.根据权利要求3所述的一种快速脱伞系统，其特征在于，所述驱动组件还包括：

第二弹性元件（12），所述第二弹性元件（12）位于所述限位挡块（13）远离所述驱动件（15）的一侧，且所述第二弹性元件（12）一端和所述限位挡块（13）连接，其另一端和所述第二子腔室侧壁连接；

当所述驱动件（15）的驱动轴带动所述限位挡块（13）沿所述第二承力板（10）的长度方向向远离所述脱挂钩（9）的一侧移动时，所述第二弹性元件（12）的作用力施加在所述限位挡块（13）上，以辅助所述限位挡块（13）平稳移动。

5.根据权利要求1所述的一种快速脱伞系统，其特征在于，还包括：

保护罩（3），所述保护罩（3）套设在所述第一承力板（2）、所述第二承力板（10）以及所述限位壳体的外部。

6.根据权利要求1所述的一种快速脱伞系统，其特征在于，还包括：

多根承力柱（16），所述承力柱（16）贯穿所述第一承力板（2）上的销孔、所述第二承力板（10）上的销孔、所述挂绳钩（1）以及所述脱挂钩（9），并通过锁紧螺母（4）、锁紧螺钉（5）连接。

7.一种飞行器，其特征在于，包括：权利要求1至6任一项所述的一种快速脱伞系统。