專利名稱：可空投的自動升空系留平臺的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可空投的自動升空系留平臺，屬于隔振緩沖技術與浮空器技術交叉領域。
背景技術：
系留氣球是一種無動力氣球飛行器，主要依靠氣囊內(nèi)的浮升氣體獲得浮力，并用系留纜繩拴系固定。借助于系留纜繩、氣動升力和剩余浮力，可以在空中特定范圍內(nèi)實現(xiàn)定高度、長時間駐留。系留氣球在時間和空間上彌補飛機和衛(wèi)星的空白，適合搭載各類電子任務裝備，在軍事和民用方面都具有廣泛應用前景。目前大部分系留氣球平臺采用車載式，即指將系留氣球搭載電子任務設備置于移動車輛上，以實現(xiàn)浮空通信中繼、環(huán)境監(jiān)控等功能。而采用空投方式使系留平臺進入目標區(qū)域的研究較少?？胀妒侵咐媒德鋫愕葰鈩恿p速器將武器裝備、物資等投送到指定地點的一種技術，已成為當前一種非常重要的武器裝備投送、物資補給及搶險救災手段。因此，需要在空投載荷著陸時進一步采取著陸緩沖或減振抗沖擊措施，對空投的裝備物資進一步進行減速或吸收其下降的動能，以降低其著陸沖擊加速度的峰值。近年來，隨著自然災害、公共衛(wèi)生事件等突發(fā)性事件發(fā)生頻率的加大，如何全方位、及時、準確地獲取突發(fā)性事件的現(xiàn)場狀況及相關視、音頻信息，是直接影響應急保障行動指揮員實施正確指揮決策的決定性因素。因此，設計一種可用于空投的系留平臺具有一定得必要性，不僅可以成為武器裝備投送、物資補給及搶險救災的手段，還可以應用于未知環(huán)境領域中的科學研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有系留平臺工作方式的不足，提供了一種采用空投將系留平臺自動升空裝置送入目標區(qū)域的工作方式，利用著陸緩沖裝置承載并保護系留平臺自動升空裝置，實現(xiàn)軟著陸，系留平臺著陸后可實現(xiàn)自動升空，進行后期的通信中繼、環(huán)境監(jiān)測以及科學研究等工作，具有結構簡單、安裝使用方便、工作可靠等優(yōu)點。為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用下述技術方案:
一種可空投的自動升空系留平臺，包括著陸緩沖裝置和系留平臺自動升空裝置，所述系留平臺自動升空裝置作為被保護對象安置于著陸緩沖裝置內(nèi)，所述著陸緩沖裝置采用蜂窩紙板和空氣彈簧形成雙層隔振緩沖結構，實現(xiàn)所述系留平臺自動升空裝置軟著陸，通過氣球囊體自動充氣后的大氣浮力作用搭載任務平臺實現(xiàn)一定高度的升空。所述著陸緩沖裝置還包括外框架和內(nèi)框架；四組所述空氣彈簧通過螺栓分別安裝于所述內(nèi)框架和所述外框架的底部四個對角上；所述內(nèi)框架與所述外框架四周側面間和頂部間均填充有所述蜂窩紙板，需保證填充的所述蜂窩紙板與所述內(nèi)框架和所述外框架間過盈接觸，同時所述外框架底部外側粘貼有多 層所述蜂窩紙板，多層所述蜂窩紙板由統(tǒng)一規(guī)格蜂窩紙板相互疊合而成，且相鄰蜂窩紙板的蜂窩結構錯開并通過膠黏劑粘合，多層所述蜂窩紙板厚度由空投高度和空投載荷重量決定。所述系留平臺自動升空裝置包括氣球系留平臺主控制系統(tǒng)，氣球囊體壓緊組件、氣球囊體、任務平臺、旋轉鉸鏈、系留纜繩、設備安裝面板、氣動系統(tǒng)、任務平臺拉緊組件、上泡沫襯墊和下泡沫襯墊；
1)所述氣球囊體壓緊組件包括兩根壓緊桿、兩個第一脫鉤器和一根壓緊繩，兩個所述第一脫鉤器分別通過螺栓對稱安裝于所述內(nèi)框架的頂部棱鋼上，所述壓緊桿與所述第一脫鉤器的圓形吊環(huán)連接，所述壓緊繩分別穿過兩根所述壓緊桿上的通孔，使兩根所述壓緊桿處于拉緊狀態(tài)并壓在所述氣球囊體上；
2)所述任務平臺拉緊組件包括兩組拉緊件，每組包括一個固定鉸鏈、一根拉緊繩、一個第二脫鉤器，所述固定鉸鏈通過螺栓安裝于所述任務平臺底面板上，所述第二脫鉤器通過螺栓安裝于所述內(nèi)框架底部的鋼板上，所述拉緊繩一端與所述固定鉸鏈連接，另一端與所述第二脫鉤器的圓形吊環(huán)連接；
3)所述設備安裝面板通過四組螺栓固定于所述內(nèi)框架側棱上，在所述設備安裝面板和所述內(nèi)框架間底部形成的空間內(nèi)填充有所述上泡沫襯墊和所述下泡沫襯墊，主要用于保護所述氦氣儲氣瓶，同時所述上泡沫襯墊用于支撐所述任務平臺，所述任務平臺固定在所述氣球囊體正下方形成一個整體，所述氣球囊體壓緊組件和所述任務平臺拉緊組件將所述氣球囊體和所述任務平臺限位于所述內(nèi)框架中；在所述任務平臺正下方安裝有所述旋轉鉸鏈，所述系留纜繩一端所述旋轉鉸鏈連接，另一端與所述內(nèi)框架連接；
4)所述氣動系統(tǒng)由氦氣儲氣瓶、導氣管、減壓器、減壓閥、開關閥、排氣閥、氣壓傳感器、充氣閥和可控離合接頭組成，所述氦氣儲氣瓶置于所述上泡沫襯墊和所述下泡沫襯墊中以進行限位和保護；所述氦氣儲氣瓶氦氣輸出依次通過所述導氣管連接所述減壓器、所述減壓閥、所述開關閥、所述充氣閥、所述可控離合接頭和所述氣球囊體，在所述開關閥與所述充氣閥氣路間連接有所述排 氣閥和所述氣壓傳感器；
5)所述系留平臺主控制系統(tǒng)置于所述設備安裝面板上，包括主控制器PLC、加速度傳感器、電源模塊、通信模塊；所述加速度傳感器、所述電源模塊和所述通信模塊分別與主控制器PLC連接，所述加速度傳感器檢測系留平臺空投過程中以及著陸時的加速度信號，所述電源模塊負責系統(tǒng)電壓轉換及供電，所述通信模塊與遠程控制系統(tǒng)通信以及數(shù)據(jù)信息的傳送。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優(yōu)點: 本發(fā)明通過采用雙層著陸緩沖裝置承載并保護系留平臺，以空投方式使系留平臺軟著
陸進入目標區(qū)域，并且系留平臺可以實現(xiàn)自動升空進行后期工作。本發(fā)明不僅可以彌補車載式系留平臺在公共突發(fā)緊急事件等領域中監(jiān)測的機動性和實時性差等不足，還特別為在未知環(huán)境領域中進行監(jiān)測、科學探索等提供了一種新的研究方法。


圖1是可空投的自動升空系留平臺三維結構示意圖。圖2是可空投的自動升空系留平臺二維結構示意圖主視圖。圖3是可空投的自動升空系留平臺二維結構示意圖左視圖。圖4著陸緩沖裝置三維結構示意圖。
圖5是氣球囊體壓緊組件組成結構示意圖。圖6是任務平臺拉緊組件組成結構示意圖。圖7是上泡沫襯墊上面和下面結構示意圖。圖8是氣動系統(tǒng)組成結構示意圖。圖9是系留平臺主控制系統(tǒng)組成結構示意圖。圖10是可空投的自動升空系留平臺工作過程示意圖。
具體實施例方式結合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例詳述如下:
實施例一:
參見圖1 圖4，一種可空投的自動升空系留平臺，包括著陸緩沖裝置和系留平臺自動升空裝置，所述系留平臺自動升空裝置作為被保護對象安置于著陸緩沖裝置內(nèi)，所述著陸緩沖裝置采用蜂窩紙板I和空氣彈簧3形成雙層隔振緩沖結構，實現(xiàn)所述系留平臺自動升空裝置軟著陸，通過氣球囊體7自動充氣后的大氣浮力作用搭載任務平臺8實現(xiàn)一定高度的升空。所述著陸緩沖裝置還包括外框架2和內(nèi)框架4 ;四組所述空氣彈簧3通過螺栓分別安裝于所述內(nèi)框架4和所述外框架2的底部四個對角上；所述內(nèi)框架4與所述外框2架四周側面間和頂部間均填充有所述蜂窩紙板1，需保證填充的所述蜂窩紙板I與所述內(nèi)框架4和所述外框架2間過盈接觸，同時所述外框架2底部外側粘貼有多層所述蜂窩紙板1，多層所述蜂窩紙板I由 統(tǒng)一規(guī)格蜂窩紙板相互疊合而成，且相鄰蜂窩紙板的蜂窩結構錯開并通過膠黏劑粘合，多層所述蜂窩紙板I厚度由空投高度和空投載荷重量決定。實施例二:
參見圖1 圖9，本實施例與實施例一基本相同，特例之處如下:
所述系留平臺自動升空裝置包括氣球系留平臺主控制系統(tǒng)5，氣球囊體壓緊組件6、氣球囊體7、任務平臺8、旋轉鉸鏈9、系留纜繩10、設備安裝面板11、氣動系統(tǒng)12、任務平臺拉緊組件13、上泡沫襯墊14和下泡沫襯墊15 ；
1)所述氣球囊體壓緊組件6包括兩根壓緊桿16、兩個第一脫鉤器17和一根壓緊繩18，兩個所述第一脫鉤器17分別通過螺栓對稱安裝于所述內(nèi)框架4的頂部棱鋼上，所述壓緊桿16與所述第一脫鉤器17的圓形吊環(huán)連接，所述壓緊繩18分別穿過兩根所述壓緊桿16上的通孔，使兩根所述壓緊桿16處于拉緊狀態(tài)并壓在所述氣球囊體7上；
2)所述任務平臺拉緊組件13包括兩組拉緊件，每組包括一個固定鉸鏈19、一根拉緊繩20、一個第二脫鉤器21，所述固定鉸鏈19通過螺栓安裝于所述任務平臺8底面板上，所述第二脫鉤器21通過螺栓安裝于所述內(nèi)框架4底部的鋼板上，所述拉緊繩20 —端與所述固定鉸鏈19連接，另一端與所述第二脫鉤器21的圓形吊環(huán)連接；
3)所述設備安裝面板11通過四組螺栓固定于所述內(nèi)框架4側棱上，在所述設備安裝面板11和所述內(nèi)框架4間底部形成的空間內(nèi)填充有所述上泡沫襯墊14和所述下泡沫襯墊15，主要用于保護所述氦氣儲氣瓶22，同時所述上泡沫襯墊14用于支撐所述任務平臺8，所述任務平臺8固定在所述氣球囊體7正下方形成一個整體，所述氣球囊體壓緊組件6和所述任務平臺拉緊組件13將所述氣球囊體7和所述任務平臺8限位于所述內(nèi)框架4中；在所述任務平臺8正下方安裝有所述旋轉鉸鏈9，所述系留纜繩10 —端所述旋轉鉸鏈9連接，另一端與所述內(nèi)框架4連接；
4)所述氣動系統(tǒng)12由氦氣儲氣瓶22、導氣管23、減壓器24、減壓閥25、開關閥26、排氣閥27、氣壓傳感器28、充氣閥29和可控離合接頭30組成，所述氦氣儲氣瓶22置于所述上泡沫襯墊14和所述下泡沫襯墊15中以進行限位和保護；所述氦氣儲氣瓶22氦氣輸出依次通過所述導氣管23連接所述減壓器24、所述減壓閥25、所述開關閥26、所述充氣閥29、所述可控離合接頭30和所述氣球囊體7，在所述開關閥26與所述充氣閥29氣路間連接有所述排氣閥27和所述氣壓傳感器28 ；
5)所述系留平臺主控制系統(tǒng)5置于所述設備安裝面板11上，包括主控制器PLC、加速度傳感器、電源模塊、通信模塊；所述加速度傳感器、所述電源模塊和所述通信模塊分別與主控制器PLC連接，所述加速度傳感器檢測系留平臺空投過程中以及著陸時的加速度信號，所述電源模塊負責系統(tǒng)電壓轉換及供電，所述通信模塊與遠程控制系統(tǒng)通信以及數(shù)據(jù)信息的傳送。 實施例三:
參見圖10，采用可空投的自動升空系留平臺進行環(huán)境監(jiān)測和科學研究，具體實施過程
為:
1.可空投的自動升空系留平臺采用飛機進行空投并處于空中下落狀態(tài)時，系留平臺自動升空裝置中的所述氣球囊體壓緊組件6和所述任務平臺拉緊組件13處于工作狀態(tài)，即疊好待充氣的所述氣球囊體7和所述任務平臺8處于被壓緊限位狀態(tài)，在空投下落過程中避免由于重力、風力等外界因素發(fā)生松動或脫落；
2.可空投的自動升空系留平臺處于著陸瞬間狀態(tài)時，通過著陸緩沖裝置的雙層隔振緩沖結構和所述外框架2底·部外側粘貼的多層所述蜂窩紙板I承受沖擊載荷，保護自動升空系留平臺裝置內(nèi)的電子儀器及設備；當所述加速度傳感器檢測到突變加速度脈沖信號時，可判斷空投的自動升空系留平臺裝置已完全著陸；
3.可空投的自動升空系留平臺處于對所述氣球囊體7充氣狀態(tài)時，所述主控制器PLC發(fā)送控制信號給所述氣球囊體壓緊組件6的兩個所述第一脫鉤器17，兩個所述第一脫鉤器17的圓形吊環(huán)與所述第一脫鉤器17主體分開，兩根所述壓緊桿16松開，所述氣球囊7體此時處于自由松弛狀態(tài)；然后所述主控制器PLC啟動所述氣動系統(tǒng)12實現(xiàn)對所述氣球囊體7充氣，該過程中所述氣壓傳感器28實時檢測氣路中的氣壓，往復對所述氣球囊體7充放氣，循環(huán)至氣路中的氣壓值處于預設的氣壓范圍內(nèi)；
4.可空投的自動升空系留平臺的任務平臺處于升空狀態(tài)時，所述主控制器PLC發(fā)送控制信號給所述可控離合接頭30，從而實現(xiàn)所述氣動系統(tǒng)12與所述氣球囊體7分離；然后所述主控制器PLC發(fā)送控制信號給所述任務平臺拉緊組件13的所述第二脫鉤器21，所述第二脫鉤器21的圓形吊環(huán)與所述第二脫鉤器21主體分開，兩根所述拉緊繩20松開，此時所述任務平臺8處于自由松弛狀態(tài)；由于所述氣球囊體7充滿氣體時受到大氣浮力作用，此時連接于所述任務平臺8正下方的所述旋轉鉸鏈9和所述內(nèi)框架4間的所述系留纜繩10逐漸放出，所述氣球囊體7搭載所述任務平臺8一起升空；
5.可空投的自動升空系留平臺的任務平臺處于正常工作狀態(tài)時，由于所述系留纜繩10長度一定，所述氣球囊體7與固定于其下方的所述任務平臺8上升到一定高空；此時，所述任務平臺8通過安裝于其上的諸多傳感器如溫濕度傳感器、紅外傳感器等以及攝像機等探測儀器設備即可實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測和科學研究等工作，并可以將所述任務平臺8獲取的數(shù)據(jù)信息通過無線傳輸?shù)确?式回傳至所述系留平臺主控制系統(tǒng)5中。
權利要求
1.一種可空投的自動升空系留平臺，包括著陸緩沖裝置和系留平臺自動升空裝置，其特征在于，所述系留平臺自動升空裝置作為被保護對象安置于著陸緩沖裝置內(nèi)，所述著陸緩沖裝置采用蜂窩紙板(I)和空氣彈簧(3)形成雙層隔振緩沖結構，實現(xiàn)所述系留平臺自動升空裝置軟著陸，通過氣球囊體(7)自動充氣后的大氣浮力作用搭載任務平臺(8)實現(xiàn)一定高度的升空。
2.根據(jù)權利要求1所述的可空投的自動升空系留平臺，其特征在于，所述著陸緩沖裝置還包括外框架(2)和內(nèi)框架(4);四組所述空氣彈簧(3)通過螺栓分別安裝于所述內(nèi)框架(4)和所述外框架(2)的底部四個對角上；所述內(nèi)框架(4)與所述外框(2)架四周側面間和頂部間均填充有所述蜂窩紙板(1 )，需保證填充的所述蜂窩紙板(I)與所述內(nèi)框架(4)和所述外框架(2)間過盈接觸，同時所述外框架(2)底部外側粘貼有多層所述蜂窩紙板(1)，多層所述蜂窩紙板(1)由統(tǒng)一規(guī)格蜂窩紙板相互疊合而成，且相鄰蜂窩紙板的蜂窩結構錯開并通過膠黏劑粘合，多層所述蜂窩紙板(1)厚度由空投高度和空投載荷重量決定。
3.根據(jù)權利要求1所述的可空投的自動升空系留平臺，其特征在于，所述系留平臺自動升空裝置包括氣球系留平臺主控制系統(tǒng)(5)，氣球囊體壓緊組件(6)、氣球囊體(7)、任務平臺(8)、旋轉鉸鏈(9)、系留纜繩(10)、設備安裝面板(11)、氣動系統(tǒng)(12)、任務平臺拉緊組件(13)、上泡沫襯墊(14)和下泡沫襯墊(15); O所述氣球囊體壓緊組件(6)包括兩根壓緊桿(16)、兩個第一脫鉤器(17)和一根壓緊繩(18)，兩個所述第一脫鉤器(17)分別通過螺栓對稱安裝于所述內(nèi)框架(4)的頂部棱鋼上，所述壓緊桿(16)與所述第一脫鉤器(17)的圓形吊環(huán)連接，所述壓緊繩(18)分別穿過兩根所述壓緊桿(16)上的通孔，使兩根所述壓緊桿(16)處于拉緊狀態(tài)并壓在所述氣球囊體(7)上； 2)所述任務平臺拉緊組件(13)包括兩組拉緊件，每組包括一個固定鉸鏈(19)、一根拉緊繩(20)、一個第二脫鉤器(21)，所述固定鉸鏈(19)通過螺栓安裝于所述任務平臺(8)底面板上，所述第二脫鉤器(21)通過螺栓安裝于所述內(nèi)框架(4)底部的鋼板上，所述拉緊繩(20)—端與所述固定鉸鏈(19)連接，另一端與所述第二脫鉤器(21)的圓形吊環(huán)連接； 3)所述設備安裝面板(11)通過四組螺栓固定于所述內(nèi)框架(4)側棱上，在所述設備安裝面板(11)和所述內(nèi)框架(4)間底部形成的空間內(nèi)填充有所述上泡沫襯墊(14)和所述下泡沫襯墊(15)，主要用于保護所述氦氣儲氣瓶(22)，同時所述上泡沫襯墊(14)用于支撐所述任務平臺(8)，所述任務平臺(8)固定在所述氣球囊體(7)正下方形成一個整體，所述氣球囊體壓緊組件(6)和所述任務平臺拉緊組件(13)將所述氣球囊體(7)和所述任務平臺(8)限位于所述內(nèi)框架(4)中；在所述任務平臺(8)正下方安裝有所述旋轉鉸鏈(9)，所述系留纜繩(10)—端所述旋轉鉸鏈(9)連接，另一端與所述內(nèi)框架(4)連接； 4)所述氣動系統(tǒng)(12)由氦氣儲氣瓶(22)、導氣管(23)、減壓器(24)、減壓閥(25)、開關閥(26)、排氣閥(27)、氣壓傳感器(28)、充氣閥(29)和可控離合接頭(30)組成，所述氦氣儲氣瓶(22)置于所述上泡沫襯墊(14)和所述下泡沫襯墊(15)中以進行限位和保護；所述氦氣儲氣瓶(22)氦氣輸出依次通過所述導氣管(23)連接所述減壓器(24)、所述減壓閥(25)、所述開關閥(26)、所述充氣閥(29)、所述可控離合接頭(30)和所述氣球囊體(7)，在所述開關閥(26)與所述充氣閥(29)氣路間連接有所述排氣閥(27)和所述氣壓傳感器(28)； 5)所述系留平臺主控制系統(tǒng)(5)置于所述設備安裝面板(11)上，包括主控制器PLC、加速度傳感器、電源模塊、通信模塊；所述加速度傳感器、所述電源模塊和所述通信模塊分別與主控制器PLC連接，所述加速度傳感器檢測系留平臺空投過程中以及著陸時的加速度信號，所述電源模塊負 責系統(tǒng)電壓轉換及供電，所述通信模塊與遠程控制系統(tǒng)通信以及數(shù)據(jù)信息的傳送。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可空投的自動升空系留平臺，包括著陸緩沖裝置和系留平臺自動升空裝置，其特征在于所述系留平臺自動升空裝置作為被保護對象置于著陸緩沖裝置內(nèi)，所述著陸緩沖裝置采用雙層隔振緩沖結構，實現(xiàn)所述系留平臺自動升空裝置軟著陸，通過氣球囊體自動充氣后的大氣浮力作用搭載任務平臺實現(xiàn)一定高度的升空。本發(fā)明提出了一種采用空投方式將系留平臺送入目標區(qū)域，不僅可以彌補車載式系留平臺在公共突發(fā)緊急事件等領域中工作的機動性和實時性差等不足，還特別為在未知領域中實現(xiàn)通信中繼、環(huán)境監(jiān)測、科學探索等提供了一種新的研究方法，具有結構簡單、安裝使用方便、工作可靠等優(yōu)點。
文檔編號B64D1/14GK103231806SQ201310183550
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月17日 優(yōu)先權日2013年5月17日
發(fā)明者饒進軍, 馮俊興, 黃錦輝 申請人:上海大學