RU215096U1

RU215096U1 - UAV Payload Attachment Mechanism

Info

Publication number: RU215096U1
Application number: RU2022124688U
Authority: RU
Inventors: Илья Александрович Трунов
Filing date: 2022-09-20
Publication date: 2022-11-29

Abstract

Полезная модель относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к узлам стыковки полезной нагрузки летательного аппарата, и может быть использована для крепления подвесного оборудования и других составных частей летательных аппаратов. Механизм крепления полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата включает в себя механический замок, устройство захвата, устройство возврата и крепежный силовой элемент полезной нагрузки. Устройство возврата выполнено в виде пружины кручения, установленной по внешнему контуру корпуса замка. Таким образом обеспечивается быстрая стыковка и расстыковка несущего соединения без специального инструмента.

The utility model relates to the field of aviation and rocket technology, mainly to the docking points of the payload of an aircraft, and can be used for attaching suspension equipment and other components of aircraft. The unmanned aerial vehicle payload attachment mechanism includes a mechanical lock, a gripping device, a return device, and a payload fixing power element. The return device is made in the form of a torsion spring installed along the outer contour of the lock body. This ensures quick docking and undocking of the bearing connection without special tools.

Description

Полезная модель относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к узлам стыковки полезной нагрузки летательного аппарата, и может быть использована для крепления подвесного оборудования, и других составных частей летательных аппаратов, которые необходимо быстро состыковать и расстыковать на летательном аппарате без дополнительного оборудования.The utility model relates to the field of aviation and rocket technology, mainly to the aircraft payload docking units, and can be used for attaching suspended equipment and other aircraft components that need to be quickly docked and undocked on the aircraft without additional equipment.

Прототип не найден.Prototype not found.

Предлагаемое устройство решает задачу: быстрая стыковка и расстыковка несущего соединения без специального инструмента.The proposed device solves the problem: fast docking and undocking of the bearing connection without a special tool.

Для достижения названного технического результата механизм крепления полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата включает в себя механический замок, состоящий из корпуса замка с полостью и крышкой корпуса замка, размещенный в объеме летательного аппарата и закрепленный на его поверхности с образованием входного окна полости, устройство захвата, установленное в полости корпуса замка с обеспечением взаимодействия с фиксирующим звеном, устройством возврата и ползуном, устройство захвата выполняется в виде цилиндра с возможностью вращения вокруг собственной оси и снабженного центральным продольным отверстием, в стенках которого выполнены две концентричные спиралевидные канавки, закрученные вдоль продольной оси с их заходом с торцевой поверхности и образующие входное окно устройства захвата крепления ползуна, длиной и шириной равной длине и ширине входного окна полости корпуса замка, с противоположной торцевой поверхности устройства захвата выполнено отверстие стопорения фиксирующим звеном, во внешних торцевых углах устройства захвата предусмотрены посадочные места под установку опорных подшипников, на внешней цилиндрической поверхности выполнено отверстие закрепления подвижной части устройства возврата, крышка корпуса замка снабжена наружной резьбовой поверхностью для закрепления на корпусе замка и выполнена с полостью, концентричной отверстию стопорения устройства захвата фиксирующим звеном, полость снабжена вертикальной прорезью в боковой стенке, длину которой выбирают из условия возможности фиксации и расфиксации фиксирующим звеном устройства захвата, фиксирующее звено выполнено в виде штока со штырем и поджимается пружиной сжатия, установленной с упором на крышку фиксирующего звена, установленную через резьбу на полость крышки корпуса замка, в боковой поверхности штока выполнено отверстие, в котором одним концом зафиксирован рычаг расфиксации, а противоположным концом через прорезь в боковой стенки полости крышки корпуса замка выходит во внутреннюю полость летательного аппарата, на боковой поверхности корпуса замка выполнено цилиндрическое отверстие крепления неподвижной части устройства возврата и поперечная прорезь, средняя кривая которой концентрична отверстию для закрепления подвижной части устройства возврата в устройстве захвата, длину и взаимное положение поперечной прорези, цилиндрического отверстия крепления неподвижной части устройства возврата в боковой стенке корпуса замка, входного окна, длину и кручение двух концентричных спиралевидных канавок, отверстия стопорения фиксирующим звеном и отверстия закрепления подвижной части устройства возврата на устройстве захвата выбирают из условия обеспечения необходимого угла поворота устройства захвата, а также надежной фиксации и расфиксации ползуна крепления полезной нагрузки, ползун является крепежным силовым элементом полезной нагрузки, выполненным в виде центрального тела, по форме в поперечном сечении соответствующим форме входного окна полости корпуса замка, ограниченного центральным продольным отверстием устройства захвата, контактная поверхность ползуна выполнена в виде цилиндра, длиной и шириной равной двум концентричным спиралевидным канавкам устройства захвата, и располагается перпендикулярно и симметрично на торце центрального тела ползуна вдоль направления входного окна полости корпуса замка.To achieve the said technical result, the payload attachment mechanism of the unmanned aerial vehicle includes a mechanical lock consisting of a lock body with a cavity and a cover of the lock body, placed in the volume of the aircraft and fixed on its surface to form an entrance window of the cavity, a gripping device installed in cavity of the lock body with interaction with the locking link, the return device and the slider, the gripping device is made in the form of a cylinder with the possibility of rotation around its own axis and provided with a central longitudinal hole, in the walls of which two concentric spiral grooves are made, twisted along the longitudinal axis with their entry into the end surface and forming the input window of the gripping device fastening the slider, the length and width equal to the length and width of the input window of the cavity of the lock body, from the opposite end surface of the gripping device, a locking hole is made m link, in the outer end corners of the gripping device there are seats for installing support bearings, on the outer cylindrical surface there is a hole for fixing the movable part of the return device, the cover of the lock body is equipped with an external threaded surface for fixing on the lock body and is made with a cavity concentric with the hole for locking the device gripper with a fixing link, the cavity is provided with a vertical slot in the side wall, the length of which is selected from the condition of the possibility of fixing and unlocking by the fixing link of the gripping device, the fixing link is made in the form of a rod with a pin and is pressed by a compression spring installed with emphasis on the cover of the fixing link installed through the thread on the cavity of the cover of the lock body, a hole is made in the side surface of the rod, in which the release lever is fixed at one end, and the opposite end through the slot in the side wall of the cavity of the cover of the lock body goes into the internal cavity aircraft, on the side surface of the lock body there is a cylindrical hole for fastening the fixed part of the return device and a transverse slot, the middle curve of which is concentric with the hole for fixing the moving part of the return device in the gripper, the length and relative position of the transverse slot, the cylindrical hole for fastening the fixed part of the return device in the side wall of the lock body, the entrance window, the length and torsion of two concentric spiral grooves, the locking hole with the locking link and the hole for securing the movable part of the return device on the gripper are selected from the condition of ensuring the required angle of rotation of the gripper, as well as reliable fixation and unlocking of the payload fastening slide , the slider is a fastening power element of the payload, made in the form of a central body, in shape in cross section corresponding to the shape of the entrance window of the cavity of the lock body, limited by the center with a longitudinal opening of the gripping device, the contact surface of the slider is made in the form of a cylinder, the length and width being equal to two concentric spiral grooves of the gripping device, and is located perpendicularly and symmetrically at the end of the central body of the slider along the direction of the entrance window of the cavity of the lock body.

Отличительным признаком предлагаемого устройства является устройство возврата выполнено в виде пружины кручения, установленной по внешнему контуру корпуса замка.A distinctive feature of the proposed device is the return device is made in the form of a torsion spring installed along the outer contour of the lock body.

Благодаря наличию отличительного признака в совокупности с известными обеспечивается быстрая стыковка и расстыковка несущего соединения без специального инструмента.Due to the presence of a distinctive feature, in combination with the known ones, quick docking and undocking of the carrier connection is ensured without a special tool.

Полезная модель может найти применение на летательных аппаратах, имеющих требование быстрого монтажа и демонтажа полезной нагрузки.The utility model can be used on aircraft that require quick mounting and dismounting of the payload.

Техническое решение поясняется конструкцией механизма крепления полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата, представленной на фигурах 1-6.The technical solution is illustrated by the design of the unmanned aerial vehicle payload attachment mechanism shown in figures 1-6.

На фиг. 1 представлено продольное сечение механизма крепления в состыкованном зафиксированном с ползуном состоянии;In FIG. 1 shows a longitudinal section of the fastening mechanism in the docked fixed state with the slider;

на фиг. 2, представлено продольное сечение механизма крепления в расстыкованном с ползуном состоянии;in fig. 2 shows a longitudinal section of the fastening mechanism in a state undocked from the slider;

на фиг. 3, представлен вид А фиг. 1, с внешней стороны летательного аппарата на механизм крепления, поясняющий конструкцию механизма в состыкованном зафиксированном с ползуном состоянии;in fig. 3 is view A of FIG. 1, from the outer side of the aircraft to the attachment mechanism, explaining the design of the mechanism in the docked fixed state with the slider;

на фиг. 4, представлен вид Б фиг. 1, поясняющий конструкцию устройства возврата;in fig. 4 is view B of FIG. 1 explaining the structure of the return device;

на фиг. 5, представлено сечение В-В фиг. 1, поясняющее конструкцию устройства и тела ползуна;in fig. 5 is a section B-B of FIG. 1 explaining the structure of the device and the body of the slider;

на фиг. 6 представлен вид в изометрии поясняющий конструкцию ползуна.in fig. 6 is an isometric view showing the structure of the slider.

Механизм крепления полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата включает в себя механический замок 1, состоящий из корпуса замка 2 с полостью 3, снабженного крышкой 4 корпуса замка 2, размещенные в объеме летательного аппарата и закрепленные на его поверхности 5 с образованием входного окна полости 6, устройства захвата 7, установленного в полости 3 корпуса замка 2 с обеспечением взаимодействия с фиксирующим звеном 8, устройства возврата 9 и ползуна 10. Устройство захвата 7 выполняют в виде цилиндра с возможностью вращения вокруг собственной оси, снабженного центральным продольным отверстием 11, в стенках 12 которого выполняют две концентричные спиралевидные канавки 13, закрученные вдоль продольной оси с их заходом с торцевой поверхности 14 и образующие входное окно 15 устройства захвата 7 крепления ползуна 10, длиной и шириной равными длине и ширине входного окна полости 6 корпуса замка 2, с противоположной торцевой поверхности 16 устройства захвата 7 выполняют отверстие стопорения 17 фиксирующим звеном 8, а во внешних торцевых углах - посадочные места 18 под установку опорных подшипников 19, на внешней цилиндрической поверхности 20 выполняют отверстие 21 для закрепления подвижной части устройства возврата 22. Крышку 4 корпуса замка 2 снабжают наружной резьбовой поверхностью 23 для закрепления на корпусе замка 2 и выполняют с полостью 24, концентричной отверстию стопорения 17 устройства захвата 7 фиксирующим звеном 8, полость 24 выполняют с вертикальной прорезью 25 в боковой стенке 26, длину которой выбирают из условия возможности фиксации и расфиксации фиксирующим звеном 8 устройства захвата 7, фиксирующее звено 8 выполняют в виде штока 27 со штырем 28, поджимаемого пружиной сжатия 29, установленной с упором на крышку фиксирующего звена 30, установленной через резьбу 31 на полость 24 крышки 4 корпуса замка 2, в боковой поверхности штока выполняют отверстие 32, в котором одним концом фиксируют рычаг расфиксации 33, а противоположным концом через вертикальную прорезь 25 в боковой стенке 26 полости 24 крышки 4 корпуса замка 2 выходит во внутреннюю полость летательного аппарата. В боковой стенке 34 корпуса замка 2 выполнено цилиндрическое отверстие 35 крепления неподвижной части устройства возврата 36 и поперечная прорезь 37, средняя кривая которой концентрична отверстию 21 для закрепления подвижной части устройства возврата 22 в устройстве захвата 7, при этом длину и взаимное положение поперечной прорези 37 цилиндрического отверстия 35 крепления неподвижной части устройства возврата 36 в боковой стенке 34 корпуса замка 2 входного окна 15, длину и кручение двух концентричных спиралевидных канавок 13, отверстие стопорения 17 и отверстие 21 на устройстве захвата 7 выбирают из условия обеспечения необходимого угла поворота устройства захвата 7, а также надежной фиксации и расфиксации ползуна 10 крепления полезной нагрузки. Ползун 10 является крепежным силовым элементом полезной нагрузки, выполненным в виде центрального тела 38, по форме в поперечном сечении соответствующей форме входного окна полости 6 корпуса замка 2, ограниченного центральным продольным отверстием 11 устройства захвата 7, контактная поверхность ползуна 39 выполнена в виде цилиндра длиной и шириной, равной двум концентричным спиралевидным канавкам 13 устройства захвата 7, и располагается перпендикулярно и симметрично на торце центрального тела 38 ползуна 10 вдоль направления входного окна полости 6 корпуса замка 2. Устройство возврата 9 может быть выполнено в виде пружины кручения 40, установленной по внешнему контуру корпуса замка 2.The UAV payload fastening mechanism includes a mechanical lock 1, consisting of a lock body 2 with a cavity 3, provided with a cover 4 of the lock body 2, placed in the volume of the aircraft and fixed on its surface 5 with the formation of an entrance window of the cavity 6, a capture device 7 installed in the cavity 3 of the lock body 2 with the provision of interaction with the locking link 8, the return device 9 and the slider 10. The gripping device 7 is made in the form of a cylinder with the possibility of rotation around its own axis, provided with a central longitudinal hole 11, in the walls 12 of which two concentric spiral grooves 13, twisted along the longitudinal axis with their entry from the end surface 14 and forming the input window 15 of the capture device 7 of the fastening of the slider 10, the length and width are equal to the length and width of the input window of the cavity 6 of the lock body 2, from the opposite end surface 16 of the capture device 7 perform stop hole rhenium 17 with a fixing link 8, and in the outer end corners - seats 18 for the installation of support bearings 19, on the outer cylindrical surface 20, a hole 21 is made to secure the movable part of the return device 22. The cover 4 of the lock body 2 is provided with an external threaded surface 23 for fixing on the lock body 2 and is made with a cavity 24 concentric to the locking hole 17 of the gripper device 7 with a locking link 8, the cavity 24 is made with a vertical slot 25 in the side wall 26, the length of which is selected from the condition of the possibility of fixing and unlocking by the locking link 8 of the gripping device 7, the locking link 8 is made in the form of a rod 27 with a pin 28, pressed by a compression spring 29, installed with an emphasis on the cover of the fixing link 30, installed through the thread 31 on the cavity 24 of the cover 4 of the lock body 2, a hole 32 is made in the side surface of the rod, in which one end is fixed release lever 33, and the opposite end through the vertical th slot 25 in the side wall 26 of the cavity 24 of the cover 4 of the lock body 2 goes into the internal cavity of the aircraft. In the side wall 34 of the lock body 2, there is a cylindrical hole 35 for fastening the fixed part of the return device 36 and a transverse slot 37, the average curve of which is concentric with the hole 21 for fixing the movable part of the return device 22 in the capture device 7, while the length and relative position of the transverse slot 37 of the cylindrical holes 35 for fastening the fixed part of the return device 36 in the side wall 34 of the lock body 2 of the entrance window 15, the length and torsion of two concentric spiral grooves 13, the locking hole 17 and the hole 21 on the gripper 7 are selected from the condition of providing the required angle of rotation of the gripper 7, and also secure fixation and release of the slider 10 of the payload attachment. The slider 10 is a fastening load-bearing element of the payload, made in the form of a central body 38, according to the shape in cross section corresponding to the shape of the entrance window of the cavity 6 of the lock body 2, limited by the central longitudinal hole 11 of the gripping device 7, the contact surface of the slider 39 is made in the form of a cylinder with a length and a width equal to two concentric spiral grooves 13 of the capture device 7, and is located perpendicularly and symmetrically at the end of the central body 38 of the slider 10 along the direction of the entrance window of the cavity 6 of the lock body 2. The return device 9 can be made in the form of a torsion spring 40 installed along the outer contour lock case 2.

Механизм крепления полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата работает следующим образом:The UAV payload attachment mechanism works as follows:

Для стыковки полезной нагрузки с несущей конструкцией необходимо при закрытом положении механического замка 1 произвести его открытие путем перемещения рычага расфиксации 33 штока 27 фиксирующего звена 8 от устройства захвата 7, с обжатием вручную пружины сжатия 29 до выхода штыря 28 штока 27 из зацепления с устройством захвата 7, при этом пружина кручения 40 устройства возврата 9 повернет устройства захвата 7 вокруг собственной оси до контакта подвижной части устройства возврата 22 с конечным участком поперечной прорези 41 корпуса замка 2, концентрируя входное окно 15 устройства захвата 7 с входным окном полости 6 корпуса замка 2 и фиксируя открытое положение механического замка 1, после отпускания рычага расфиксации 33 пружина сжатия 29 переместит шток 27 к устройству захвата 7 до упора торцевой поверхности штыря 42 штока 27 на торцевую поверхность 16 устройства захвата 7 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6). Полезная нагрузка подводится к несущей конструкции и, перемещаясь ползуном 10 внутрь механического замка 1 через входные окна полости и устройства захвата 6 и 15 соответственно, скользя контактными поверхностями 39 по двум концентричным спиралевидным канавкам 13 и центральным телом 38 ползуна 10 по входному окну полости 6 корпуса замка 2, вращает устройство захвата 7 вокруг собственной оси, взводя пружину кручения 40 устройства возврата 9 и скользя торцевой поверхностью штыря 42 штока 27 по торцевой поверхности 16 устройства захвата 7 до концентричного положения отверстия стопорения 17 и штыря 28 штока 27 фиксирующего звена 8, после чего под действием пружины сжатия 29 штырь 28 штока 27 перемещается вглубь отверстия стопорения 17 фиксируя состыкованное положение ползуна 10 полезной нагрузки и механического замка 1 несущей конструкции (фиг. 1, 3, 4, 5, 6). Для расстыковки полезной нагрузки и несущей конструкции необходимо переместить рычаг расфиксации 33 штока 27 фиксирующего звена 8 от устройства захвата 7, с обжатием вручную пружины сжатия 29 до выхода штыря 28 штока 27 из зацепления с устройством захвата 7, после чего полезную нагрузку необходимо вручную отвести от несущей конструкции, при этом ползун 10 скользя контактными поверхностями ползуна 39 по двум концентричным спиралевидным канавкам 13 и центральным телом 38 ползуна 10 по входному окну полости 6 корпуса замка 2 вращает устройство захвата 7 вокруг собственной оси в направлении, противоположном направлению вращения, при стыковке, отпуская пружину кручения 40 устройства возврата 9 до контакта подвижной части устройства возврата 22 с конечным участком поперечной прорези 41 корпуса замка 2, концентрируя входное окно 15 устройства захвата 7 с входным окном полости 6 корпуса замка 2, после чего полезная нагрузка отводится на необходимое расстояние от несущей конструкции, а рычаг расфиксации 33 отпускается, и пружина сжатия 29 перемещает шток 27 к устройству захвата 7 до упора торцевой поверхности штыря 42 штока 27 на торцевую поверхность 16 устройства захвата 7, фиксируя открытое положение механического замка 1 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6).To dock the payload with the supporting structure, it is necessary, when the mechanical lock 1 is closed, to open it by moving the release lever 33 of the rod 27 of the locking link 8 from the gripper 7, with manual compression of the compression spring 29 until the pin 28 of the rod 27 disengages from the gripper 7 , while the torsion spring 40 of the return device 9 will rotate the capture device 7 around its own axis until the movable part of the return device 22 contacts the end section of the transverse slot 41 of the lock body 2, concentrating the input window 15 of the capture device 7 with the input window of the cavity 6 of the lock body 2 and fixing open position of the mechanical lock 1, after releasing the release lever 33, the compression spring 29 will move the rod 27 to the gripper 7 until the end surface of the pin 42 of the rod 27 stops on the end surface 16 of the gripper 7 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6 ). The payload is brought to the supporting structure and, moving by the slider 10 inside the mechanical lock 1 through the entrance windows of the cavity and the capture devices 6 and 15, respectively, sliding the contact surfaces 39 along two concentric spiral grooves 13 and the central body 38 of the slider 10 along the entrance window of the cavity 6 of the lock body 2, rotates the gripper 7 around its own axis, cocking the torsion spring 40 of the return device 9 and sliding the end surface of the pin 42 of the rod 27 along the end surface 16 of the gripper 7 to the concentric position of the locking hole 17 and the pin 28 of the rod 27 of the fixing link 8, after which under by the action of the compression spring 29, the pin 28 of the rod 27 moves deep into the locking hole 17, fixing the docked position of the payload slider 10 and the mechanical lock 1 of the supporting structure (Fig. 1, 3, 4, 5, 6). To undock the payload and the supporting structure, it is necessary to move the release lever 33 of the rod 27 of the locking link 8 from the gripper 7, with manual compression of the compression spring 29 until the pin 28 of the rod 27 disengages from the gripper 7, after which the payload must be manually removed from the carrier structure, while the slider 10 sliding by the contact surfaces of the slider 39 along two concentric spiral grooves 13 and the central body 38 of the slider 10 along the entrance window of the cavity 6 of the lock body 2 rotates the capture device 7 around its own axis in the direction opposite to the direction of rotation, when docking, releasing the spring torsion 40 of the return device 9 until the moving part of the return device 22 contacts the end section of the transverse slot 41 of the lock body 2, concentrating the inlet window 15 of the capture device 7 with the inlet window of the cavity 6 of the lock body 2, after which the payload is removed to the required distance from the supporting structure, and the lever fixation 33 is released, and the compression spring 29 moves the rod 27 to the capture device 7 until the end surface of the pin 42 of the rod 27 stops on the end surface 16 of the capture device 7, fixing the open position of the mechanical lock 1 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6).

Claims

1. The mechanism for fastening the payload of an unmanned aerial vehicle, which includes a mechanical lock, consisting of a lock body with a cavity and a cover of the lock body, placed in the volume of the aircraft and fixed on its surface to form the entrance window of the cavity, a gripping device installed in the body cavity a lock with ensuring interaction with a fixing link, a return device and a slider, consisting of a gripping device made in the form of a cylinder with the possibility of rotation around its own axis and provided with a central longitudinal hole, in the walls of which two concentric spiral grooves are made, twisted along the longitudinal axis with their entry from the end surface and forming the input window of the gripping device, the fastening of the slider, with a length and width equal to the length and width of the input window of the cavity of the lock body, from the opposite end surface of the gripping device, a locking hole is made with a fixing link, in the outer end the corners of the gripping device are provided with seats for the installation of support bearings, on the outer cylindrical surface there is a hole for fixing the moving part of the return device, the cover of the lock body is provided with an external threaded surface for fixing on the lock body and is made with a cavity concentric to the hole for locking the gripping device with a locking link, the cavity is provided a vertical slot in the side wall, the length of which is chosen from the condition of the possibility of fixing and unfixing by the fixing link of the gripping device, the fixing link is made in the form of a rod with a pin and is pressed by a compression spring installed with an emphasis on the cover of the fixing link, installed through the thread on the cavity of the cover of the lock body, a hole is made in the side surface of the rod, in which the release lever is fixed at one end, and the opposite end through the slot in the side wall of the cavity of the cover of the lock body goes into the internal cavity of the aircraft, on its side On the outer surface of the lock body there is a cylindrical hole for fastening the fixed part of the return device and a transverse slot, the middle curve of which is concentric with the hole for fixing the moving part of the return device in the gripper, the length and relative position of the transverse slot, the cylindrical hole for fastening the fixed part of the return device in the side wall of the lock body , the entrance window, the length and torsion of two concentric spiral grooves, the locking hole with the locking link and the holes for securing the movable part of the return device on the gripper are selected from the condition of providing the required angle of rotation of the gripper, as well as reliable fixation and unlocking of the payload fastening slider, the slider is a fastening power element of the payload, made in the form of a central body, in shape in cross section corresponding to the shape of the entrance window of the cavity of the lock body, limited by the central longitudinal hole at of the gripping device, the contact surface of the slider is made in the form of a cylinder, with a length and width equal to two concentric spiral grooves of the gripping device, and is located perpendicularly and symmetrically at the end of the central body of the slider along the direction of the entrance window of the cavity of the lock body.

2. The device according to claim 1, characterized in that the return device is made in the form of a torsion spring installed along the outer contour of the lock body.