用于可分体飞翼布局飞行器的压簧锁扣弹开式分离机构

1.本发明涉及主飞行器和子飞行器的分离机构，尤其涉及用于可分体飞翼布局飞行器的压簧锁扣弹开式分离机构。


背景技术：

2.可分体式布局是一种新型的飞行器布局方案，可充分发挥分体式飞行器组合体及其个体的优势，并将多无人机集群飞行控制的技术融入其中，进一步提高飞行器多任务执行能力，极大拓展飞行器用途。
3.而飞行器的分体组合涉及分离组合装置与控制的设计，并需要强大的飞控程序做支撑。在长机与子机分离的过程中，又由于复杂的非定常气流干扰，可能会出现飞行器之间的物理碰撞，从而影响分离安全。在先申请(2022106735928)公开了一种可分体式飞翼布局无人飞行器，其中为保证组合体飞行器可以稳定连接，先前的子机分离机构布置的数量过多、零部件较多且不够紧凑而导致质量过重，使飞行器的有效载荷减小；此外，还存在静不定度高，如若制作精度达不到制定公差，则会造成安装困难；导轨滑块采用非标准件，零部件损坏后，更换困难等问题。
4.因此，亟待解决上述问题。


技术实现要素：

5.发明目的：本发明的目的是提供一种可有效限制长机与子机之间的相对俯仰的用于可分体飞翼布局飞行器的压簧锁扣弹开式分离机构。
6.技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种用于可分体飞翼布局飞行器的压簧锁扣弹开式分离机构，包括与主飞行器固定相连的主机连接杆，与主机连接杆可拆卸连接且与子飞行器固定连接的子机嵌套杆以及与子飞行器固定相连且与主机连接杆可拆卸连接的子机分离机构。
7.所述子机分离机构包括左右对称穿设在主机连接杆尾端的限位块，与子飞行器固定相连的导轨，穿设在导轨中部的中央固定块，与对应的限位块固连且可沿导轨内外滑动的导轨滑块，对称设置于中央固定块两侧的导向杆，穿设在导向杆上且一端抵接于限位块上、另一端抵接于中央固定块上的弹簧，以及用于锁定限位块位置并压缩弹簧的约束组件，约束组件解除对限位块的限位约束，限位块在弹簧的回弹力作用下与导轨滑块一同向导轨的外侧移动，限位块与主机连接杆尾端相脱离，使得子飞行器向后运动，待运动到一定距离后，子机嵌套杆与主机连接杆相脱离，最终子飞行器脱离主飞行器。
8.其中，所述约束组件包括固定于子飞行器下翼面上的舵机、与舵机输出轴相连的金属摇臂以及位于金属摇臂上的两个凸台，该金属摇臂上开设有舵机连接孔，该凸台分别位于限位块的外侧面处，用于夹紧限位块并压缩弹簧，舵机启动，带动金属摇臂转动，凸台脱离限位块的外侧面，解除限位块的限位约束。
9.优选的，所述主机连接杆上对称设置有前横杆、中横杆、后横杆和限位嵌套筒，其
中主飞行器的下翼面上开设有用于穿设前横杆和后横杆的连接槽，主机连接杆的后横杆穿设在限位块上，主机连接杆的限位嵌套筒与子机嵌套杆嵌套连接。
10.再者，所述中央固定块为横跨导轨的倒凹形结构，该中央固定块的顶板上表面开设有用于连接导轨的第一定位孔，中央固定块的下部两侧板之间设置有用于抵接弹簧的止挡部，所述导向杆对称设置于止挡部的两侧。
11.进一步，所述导轨的几何中心处设有第一安装孔和用于固定于子飞行器下翼面上的第二安装孔，导轨的第一安装孔与中央固定块的第一定位孔通过螺栓固连。
12.优选的，所述限位块包括用于抵接弹簧的挡板部、开设于挡板部上且用于穿设主机连接杆的限位孔、开设于挡板部上且用于穿设导向杆的导向杆连接孔以及位于挡板部上部且用于与导轨滑块相固定的连接部，该连接部上开设有用于连接导轨滑块的第一连接孔。
13.再者，所述导轨滑块上设有与导轨相适配的滑槽和用于连接限位块的第二连接孔，其中第二连接孔与限位块的第一连接孔通过螺丝固定连接。
14.进一步，所述子机嵌套杆为实心圆柱体，位于子机分离机构对称面内，其中子飞行器的下翼面上开设有用于穿设子机嵌套杆的连接槽。
15.有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：首先本发明利用子机嵌套杆实现子机分离过程中主机与子机俯仰的限定，进一步提高组合飞行的稳定性；其次本发明子机分离机构的结构紧凑，提高飞机的有效载荷、结构简单、可靠性高、易于安装；最后本发明中采用滑块与导轨等标准零部件，损坏后易于更换，制造成本低廉，便于推广。
附图说明
16.图1为本发明中主飞行器和子飞行器组合方式俯视示意图；
17.图2为本发明中主机连接杆的结构示意图；
18.图3为本发明中子机分离机构的结构示意图一；
19.图4为本发明中导轨的结构示意图；
20.图5为本发明中导轨滑块的结构示意图；
21.图6为本发明中中央固定块的结构示意图；
22.图7为本发明中限位块的结构示意图；
23.图8为本发明中金属摇臂的结构示意图；
24.图9为本发明中主机连接杆与子机分离机构的连接示意图一；
25.图10为本发明中主机连接杆与子机分离机构的连接示意图二；
26.图11为本发明中子机分离机构的结构示意图二。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
28.如图1所示，本发明一种用于可分体飞翼布局飞行器的压簧锁扣弹开式分离机构适用于主飞行器3和子飞行器4的分离，一种用于可分体飞翼布局飞行器的压簧锁扣弹开式分离机构包括主机连接杆1、子机分离机构2和子机嵌套杆5，主机连接杆1一端与主飞行器下翼面固定相连，主机连接杆1的另一端与子机分离机构2可拆卸连接，主机连接杆1的限位
嵌套筒104与子机嵌套杆5可拆卸连接；子机嵌套杆5与子飞行器下翼面固定相连；子机分离机构2与子飞行器下翼面固定相连；其中主机连接杆1和子机分离机构2可左右对称各设置2组。飞行过程中子机分离机构2和子机嵌套杆5与主机连接杆1相继脱离，实现主飞行器3和子飞行器4的分离。如图2所示，主机连接杆1上对称设置有前横杆101、中横杆102、后横杆103和限位嵌套筒104，其中主飞行器3的下翼面上开设有用于穿设前横杆和后横杆的连接槽，主机连接杆1的后横杆103穿设在子机分离机构2的限位块201上，主机连接杆1的限位嵌套筒104嵌套子机嵌套杆5。
29.如图3和图11所示，子机分离机构2包括限位块201、导轨202、中央固定块203、导轨滑块204、导向杆205、弹簧206和约束组件，约束组件包括舵机207、金属摇臂208和凸台209。如图7所示，2个限位块201左右对称穿设在主机连接杆尾端，限位块201包括挡板部214、限位孔215、导向杆连接孔216和连接部217，挡板部214和连接部217为一体成型结构，挡板部214用于抵接弹簧206，限位孔215开设于挡板部214的上部，限位孔215用于穿设主机连接杆1，导向杆连接孔216开设于挡板部214的下部，导向杆连接孔216用于穿设导向杆205，连接部217位于挡板部上部，连接部217为水平设置的板片，连接部217用于与导轨滑块204相固定，该连接部217上开设有用于连接导轨滑块204的第一连接孔218，连接部217的上表面与导轨滑块204的下表面相贴合。导轨滑块204上设有滑槽219和第二连接孔220，导轨滑块204的横截面为凹槽型结构，导轨202位于导轨滑块204的滑槽219内，导轨滑块204可沿导轨202内外滑动。如图5所示，导轨滑块204的第二连接孔220与限位块201的第一连接孔218通过螺丝固定连接，导轨滑块204沿导轨202内外滑动时带动限位块201沿着导轨202一同移动。如图4所示，导轨202上开设有第一安装孔212和第二安装孔213，第一安装孔212位于导轨202的几何中心处，导轨202的第一安装孔212与中央固定块203的第一定位孔210通过螺栓固连。若干个第二安装孔213均布于导轨202上，第二安装孔213与子飞行器下翼面通过螺栓固连，用于将导轨202固定于子飞行器下翼面上。如图6所示，中央固定块203为横跨导轨202的倒凹形结构，中央固定块203穿设在导轨中部，该中央固定块203的顶板上表面开设有用于连接导轨的第一定位孔210，导轨202穿过中央固定块203，中央固定块203的第一定位孔210与导轨202的第一安装孔212通过螺栓固连。中央固定块203的下部两侧板之间设置有用于抵接弹簧的止挡部211，导向杆205对称设置于止挡部211的两侧，弹簧206穿设在导向杆205上，弹簧206的一端抵接于限位块上，弹簧206的另一端抵接于中央固定块上。如图8所示，约束组件用于锁定限位块位置并压缩弹簧，舵机207固定于子飞行器下翼面上，金属摇臂208与舵机输出轴相连，该金属摇臂208上开设有舵机连接孔221，两个凸台209位于金属摇臂上，该凸台209分别位于限位块201的外侧面处，用于夹紧限位块201并压缩弹簧。初始状态下，两个凸台209分别对应抵靠在两个限位块201外侧并与限位块的挡板部一同压缩弹簧206，保障限位块201穿设在主机连接杆1上；舵机207启动，带动金属摇臂208转动，凸台209随着金属摇臂208一同转动，凸台脱离限位块201的外侧面，解除限位块201的限位约束，限位块201在弹簧206的回弹力作用下与导轨滑块204一同向导轨202的外侧移动，限位块201与主机连接杆1尾端相脱离，使得子飞行器4向后运动，待运动到一定距离后，子机嵌套杆5与主机连接杆1的限位嵌套筒104相脱离，子飞行器4脱离主飞行器3，如图9和图10所示。

技术特征：
1.一种用于可分体飞翼布局飞行器的压簧锁扣弹开式分离机构，其特征在于，包括与主飞行器(3)固定相连的主机连接杆(1)，与子飞行器(4)固定相连且主机连接杆(1)可拆卸连接的子机嵌套杆(5)以及与子飞行器(4)固定相连且与主机连接杆(1)可拆卸连接的子机分离机构(2)，所述子机分离机构(2)包括左右对称穿设在主机连接杆尾端的限位块(201)，与子飞行器固定相连的导轨(202)，穿设在导轨中部的中央固定块(203)，与对应的限位块固连且可沿导轨内外滑动的导轨滑块(204)，对称设置于中央固定块两侧的导向杆(205)，穿设在导向杆上且一端抵接于限位块上、另一端抵接于中央固定块上的弹簧(206)，以及用于锁定限位块位置并压缩弹簧的约束组件，约束组件解除对限位块的限位约束，限位块在弹簧的回弹力作用下与导轨滑块一同向导轨的外侧移动，限位块与主机连接杆尾端相脱离，使得子飞行器向后运动，待运动到一定距离后，子机嵌套杆与主机连接杆相脱离，最终子飞行器脱离主飞行器。2.根据权利要求1所述的用于可分体飞翼布局飞行器的压簧锁扣弹开式分离机构，其特征在于：所述约束组件包括固定于子飞行器下翼面上的舵机(207)、与舵机输出轴相连的金属摇臂(208)以及位于金属摇臂上的两个凸台(209)，该金属摇臂(208)上开设有舵机连接孔(221)，该凸台(209)分别位于限位块(201)的外侧面处，用于夹紧限位块(201)并压缩弹簧，舵机(207)启动，带动金属摇臂(208)转动，凸台(209)脱离限位块(201)的外侧面，解除限位块(201)的限位约束。3.根据权利要求1所述的用于可分体飞翼布局飞行器的压簧锁扣弹开式分离机构，其特征在于：所述主机连接杆(1)上对称设置有前横杆(101)、中横杆(102)、后横杆(103)和限位嵌套筒(104)，其中主飞行器(3)的下翼面上开设有用于穿设前横杆和后横杆的连接槽，主机连接杆(1)的后横杆(103)穿设在限位块(201)上，主机连接杆(1)的限位嵌套筒(104)与子机嵌套杆(5)嵌套连接。4.根据权利要求1所述的用于可分体飞翼布局飞行器的压簧锁扣弹开式分离机构，其特征在于：所述中央固定块(203)为横跨导轨(202)的倒凹形结构，该中央固定块(203)的顶板上表面开设有用于连接导轨的第一定位孔(210)，中央固定块的下部两侧板之间设置有用于抵接弹簧的止挡部(211)，所述导向杆(205)对称设置于止挡部(211)的两侧。5.根据权利要求4所述的用于可分体飞翼布局飞行器的压簧锁扣弹开式分离机构，其特征在于：所述导轨(202)的几何中心处设有第一安装孔(212)和用于固定于子飞行器下翼面上的第二安装孔(213)，导轨的第一安装孔(212)与中央固定块的第一定位孔(210)通过螺栓固连。6.根据权利要求1所述的用于可分体飞翼布局飞行器的压簧锁扣弹开式分离机构，其特征在于：所述限位块(201)包括用于抵接弹簧的挡板部(214)、开设于挡板部上且用于穿设主机连接杆的限位孔(215)、开设于挡板部上且用于穿设导向杆的导向杆连接孔(216)以及位于挡板部上部且用于与导轨滑块相固定的连接部(217)，该连接部(217)上开设有用于连接导轨滑块的第一连接孔(218)。7.根据权利要求6所述的用于可分体飞翼布局飞行器的压簧锁扣弹开式分离机构，其特征在于：所述导轨滑块(204)上设有与导轨相适配的滑槽(219)和用于连接限位块的第二连接孔(220)，其中第二连接孔(220)与限位块(201)的第一连接孔(218)通过螺丝固定连
接。8.根据权利要求1所述的用于可分体飞翼布局飞行器的压簧锁扣弹开式分离机构，其特征在于：所述子机嵌套杆(5)为实心圆柱体，位于子机分离机构对称面内，其中子飞行器(3)的下翼面上开设有用于穿设子机嵌套杆(5)的连接槽。

技术总结
本发明公开了一种用于可分体飞翼布局飞行器的压簧锁扣弹开式分离机构包括主机连接杆、子机嵌套杆以及子机分离机构，子机分离机构包括限位块、导轨、中央固定块、导轨滑块、导向杆，穿设在导向杆上且一端抵接于限位块上、另一端抵接于中央固定块上的弹簧，以及用于锁定限位块位置并压缩弹簧的约束组件，约束组件解除对限位块的限位约束，限位块在弹簧的回弹力作用下与导轨滑块一同向导轨的外侧移动，限位块与主机连接杆尾端相脱离，使得子飞行器向后运动，待运动到一定距离后，子机嵌套杆与主机连接杆的嵌套作动筒脱离，最终子飞行器脱离主飞行器。本发明通过限制长机与子机之间的相对俯仰提高了组合飞行的稳定性和结构可靠性高。高。高。


技术研发人员：郭鹏宇 史志伟 陈逸菲 王天舒 田兴 夏雨航 成刘婕
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2023.03.09
技术公布日：2023/5/31