降落伞自动触发系统、模型火箭

1.本技术涉及航空模型火箭技术领域，特别是涉及一种降落伞自动触发系统、模型火箭。


背景技术：

2.模型火箭的降落伞系统是模型火箭中一种比较常用的附件，用来将发射的模型火箭进行回收重复利用和消除对地面人员和设施造成的潜在危险，因此既具有经济性也具有安全保证性。
3.在市场上目前具有的模型火箭中，其释放方式皆为通过一个旋转的定时器和橡皮筋的组合来对降落伞进行释放，旋转定时器转动一定量的角度配合橡皮筋能在发射后的某一时刻对降落伞进行释放，通常设定时间为2-4s。这需要操作人员对模型火箭飞行至最高点进行估计判定，由于模型火箭所加水量和气压等大多每次试验多会存在差别，操作人员也只能根据其信息做一个大概的估计，释放时刻通常不准，而且用定时器也未必能恰好定到所希望的某一个时刻。因此这种方式导致开伞通常很难保证在最高点开伞。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种降落伞自动触发系统，能够让模型火箭在最高点自动触发降落伞开伞系统，实现在最高点把模型火箭实施回收。
5.一种降落伞自动触发系统：包括释放组件及若干感风组件；各所述感风组件之间并联，并与所述释放组件电连接，以在所述感风组件处风向改变时触发所述感风组件，并向所述释放组件发送开伞信号。
6.其中一个实施例中，所述释放组件包括吸片、弹簧及电磁铁；所述弹簧套设在所述电磁铁上，且所述弹簧具有预紧状态和自然状态；当所述弹簧为预紧状态时，所述电磁铁与所述吸片连接；当所述弹簧为自然状态时，所述电磁铁与所述吸片分离。
7.其中一个实施例中，所述感风组件包括感风片、连接件、触片、触头及感风基座；所述感风片的第一端与所述触片的第一端通过连接件相连，所述感风片的第二端为自由端且设有软性塑料，所述软性塑料用于感受风向；所述触片的第二端为自由端，并与所述触头相对应；所述触头与所述释放组件电连接；所述连接件与所述感风基座铰接。
8.其中一个实施例中，所述连接件包括第一连接部和第二连接部部；所述第一连接部与所述第二连接部部为具有弯折角度且相互对称的片状结构；所述感风片与所述触片夹持在所述第一连接部与所述第二连接部之间，且分别位于弯折结构两端。
9.其中一个实施例中，所述感风组件设置为四套。
10.其中一个实施例中，还包括姿态组件，所述姿态组件与释放组件电连接，当所述感风组件倾斜角度超过预设值时被触发，并向所述释放组件发送开伞信号。
11.其中一个实施例中，所述姿态组件包括姿态棒基座、姿态棒及姿态套筒；所述姿态棒基座上固设有供电部件及电路控制部件，通过所述电路控制部件与所述释放组件电连
接，所述姿态棒基座中心设有姿态棒连接槽；所述姿态棒为杆状结构，其一端置于所述姿态棒连接槽中，并与所述姿态棒连接槽为间隙配合，另一端为具有可转动角度的自由端，放置在所述姿态套筒内。
12.其中一个实施例中，所述感风组件通过所述电路控制部件与所述释放组件电连接。
13.一种模型火箭，应用上述的降落伞自动触发系统，所述模型火箭包括从上往下依次连接的头锥、控制舱及箭体，所述头锥内具有容纳腔，所述容纳腔内放置降落伞；所述释放组件置于头锥容纳腔内，各所述感风组件沿环形间隔分布在所述控制舱内，用以感受风向，并在所述感风组件处风向改变时触发所述感风组件，并向所述释放组件发送开伞信号。
14.其中一个实施例中，所述姿态组件设置在所述控制舱内，用于感受箭体倾斜角度，并在箭体倾斜角度超过预设值时，触发所述姿态组件，并向所述释放组件发送开伞信号。
15.相较于现有技术，本发明所提供的降落伞自动触发系统能实现以下有益效果：
16.1.利用模型火箭在最高点由于姿态变化而引起控制舱感风组件附近风力方向变化，风力作用于感风组件从而被导通，并自动触发降落伞释放信号，完成开伞；实现在最高点把模型火箭实施回收，而且无需前期人为判定，提高了可靠性和简便性；
17.2.并联设计了一套姿态组件，在模型火箭姿态变化超过预设值时，姿态组件被触发并释放开伞信号，完成开伞，避免了由于操作错误或者突然侧风导致倾斜角度过大而造成的人员和设施的潜在危险，保证箭体的安全性。
18.3.头锥利用电磁铁和弹簧的作用，释放降落伞可靠简单，结构新颖，可重复使用。
附图说明
19.图1为模型火箭整体结构示意图；
20.图2为图1中a-a剖面示意图；
21.图3为图2中标识部分b放大示意图；
22.图4为头锥结构爆炸图；
23.图5为控制舱给出开伞信号后头锥变化过程图
24.图6为控制舱内部结构示意图；
25.图7为感风组件结构示意图；
26.图8为感风组件风向改变时开关状态示意图；
27.图9为姿态组件导通示意图；
28.附图标号：头锥1，第一头锥部11，第二头锥部12，降落伞13，释放组件14，吸片141，弹簧142，电磁铁143，头锥底盖15；
29.控制舱2，供电部件21，电路控制部件22，姿态组件23，姿态棒基座231，姿态棒232，姿态套筒233，感风组件24，感风片241，连接件242，第一连接部2421，第二连接部部2422，触片243，触头244，感风基座245；
30.箭体3。
具体实施方式
31.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
32.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
33.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体地限定。
34.本发明提供的降落伞自动触发系统，通过感风组件24实现模型火箭在最高点自动开伞，进一步通过姿态组件23使模型火箭在空中姿态变化过大时能保证箭体安全。结构简单，成本低廉，可以应用在各种需要降落伞系统的载体上，比如固体火箭、水火箭等模型火箭，主要用于水火箭模型。
35.如图1-8所示，为本发明提供的将降落伞自动触发系统应用在模型火箭的结构示意，以便于解释本发明的降落伞自动触发系统的安装及功能。
36.模型火箭从上往下包括依次连接的头锥1，控制舱2及箭体3。头锥1为圆锥形结构，其内具有容纳腔，用于放置降落伞13与释放组件14，头锥1下端开口，开口端设有头锥底盖15，头锥底盖15为外壁尺寸与头锥1内壁尺寸相适应的圆柱形结构，其上端开口，下端封闭有底板，底板上设置有释放组件固定位。
37.组装时，将头锥1与头锥底盖15拼接在一起可形成密封空间。头锥底盖15与头锥1通过可拆卸的方式进行连接，优选拼插连接，以便于释放组件14工作时将头锥1进行抛洒释放。
38.具体地，头锥1包括第一头锥部11和第二头锥部12，第一头锥部11为圆锥形结构，其侧面具有缺口，其内为空腔结构，具有降落伞容纳腔用于放置降落伞13，以及具有释放组件容纳腔用于放置释放组件14。第二头锥部12为弧形片状结构，其形状与第一头锥部11侧面缺口形状相适应。
39.释放组件14包括吸片141，弹簧142及电磁铁143；其中吸片141固定在释放组件容纳腔内，电磁铁143固设在头锥底盖15的释放组件固定位上并与吸片141位置相对，弹簧142套设在电磁铁143上。在头锥1与头锥底盖15组装时，电磁铁143与吸片141通过吸引力相互连接，弹簧142被压缩，处于预紧状态，其一端与吸片141抵接，另一端与头锥底盖15抵接。当控制舱2内发出开伞信号时，电磁铁143失去对吸片141的吸引力，弹簧142从预紧状态恢复到自然状态，将吸片141顶开，从而带动第一头锥部11被推出进行抛洒释放，降落伞打开，对模型火箭进行回收。值得说明的是，在第一头锥部11内侧设置一条具有一定粘性的胶带，组装后降落伞13粘在第一头锥部11内侧壁上，在抛洒过程中第一头锥部11被弹簧142顶开，从而带出降落伞13，而由于第一头锥部11释放的惯性及胶带的粘性不够，第一头锥部11脱落，降落伞13完成开伞。吸片141由能够被电磁铁吸引的金属材质制成，比如铁、钴、镍、钆等，优选铁材质，通过螺纹连接或螺丝连接或卡扣连接等方式固定在头锥1的释放组件容纳腔内。
40.控制舱2为一端开口，一端封闭的圆筒结构，其内设置有若干并联的感风组件24，感风组件24为触发开关式结构，通过感受风向作用而触发开关，从而发出开伞信号，使释放
组件14将锥头1顶开完成开伞。
41.具体地，任一套感风组件24均包括感风片241、连接件242、触片243、触头244及感风基座245。
42.控制舱2开口端朝向所述头锥底盖15，封闭端侧部开设有与感风组件24数量相对应的槽孔，槽孔宽度略大于感风片241的宽度，高度为感风片241上下运动时感风组件24能进行电路导通或断开为宜。
43.感风片241为端部具有软性塑料的长片状结构，该软性塑料能敏感感受风的作用方向。
44.触片243为片状结构，其采用具有导电性能的金属材料制成。
45.连接件242由第一连接部2421与第一连接部2422组成，第一连接部2421与第一连接部2422为具有弯折角度且相互对称的片状结构，其两端分别用于夹持感风片241与触片243；其中，夹持感风片241一端置于第一连接部2421与第一连接部2422之间，而具有软性塑料的另一端从控制舱2的槽孔伸出并与空气接触；触片243一端置于第一连接部2421与第一连接部2422之间，另一端为自由端并与触头244相对应，且在平常状态时不接触。触头244为两个具有导电性能的金属材料制成的矩形体结构，将其中一个设置为正极，另一个设置为负极，与电路控制部件22为电连接。
46.感风基座245固定在控制舱2圆筒内底部，并固定在控制舱2槽孔附近，感风基座245上开设有两个铰接孔，连接件242在靠近夹持触片243的一端设置有铰接杆，通过铰接杆与感风基座245进行铰接。
47.值得说明的是，触片243与触头244优选铜材质制成。触头244不局限于本实施例所展示的矩形体结构，也可以是圆柱体、多边形体结构等。感风基座245的固定方式可以采用螺纹连接或螺丝连接或卡扣连接等。
48.工作时，如图8所示，模型火箭发射前感风片241具有软性塑料的一端为自然状态，触片243与触头244不接触，电路断开。模型火箭处在上升阶段时，上升阶段风速作用于感风片241上，具有软性塑料的一端在上升期时由于风力的作用向下压弯，带动连接件242与感风片241连接的一端向下运动，与触片243连接的一端向上运动，使触片243与触头244不接触，电路为断开状态。当模型火箭上升至最高点开始往下降时，感风片241具有软性塑料的一端感受到与之前相反的风力作用，即由于风力作用将感风片241软性塑料的一端向上抬起，带动连接件242与感风片241连接的一端向上运动，与触片243连接的一端向下运动，使触片243与触头244接触，电路导通，从而发出开伞信号，使释放组件14将锥头1顶开完成开伞。
49.值得说明的是，本实施例优选设置四套并联的感风组件24，当任意一个感风组件24感受到风向的变化即会触发开关发出打开降落伞13的信号。四套感风组件24并联，其中至少一套能感受到风向发生了变化，保证了不会由于箭体3接头姿态翻转，导致背风面受到风力不足而影响，不会由于箭体姿态的变化导致感风组件24不能感受到风速方向的转变。
50.进一步地，控制舱2内还设置有姿态组件23，姿态组件23包括姿态棒基座231、姿态棒232及姿态套筒233。
51.姿态棒基座231固设在头锥底盖15封闭端底部，其设置有可容纳供电部件21和电路控制部件22的槽孔，以用于固定供电部件21和电路控制部件22。姿态棒基座231的中心位
置设置有姿态棒连接槽。
52.姿态棒232为杆状结构，其一端设置有球形结构，该球形结构置于姿态棒连接槽中，并与姿态棒连接槽为间隙配合，形成球头铰接状态，姿态棒232与电路控制部件22电连接。姿态棒232的另一端为自由端，该自由端位于姿态套筒233内并以球形结构的一端为中心转动。
53.姿态套筒233为两端开口的圆筒结构，其一端端口设有帽檐。控制舱2封闭端中心处设有安装孔，该安装孔沿竖向贯穿且内径尺寸与姿态套筒233圆筒外壁尺寸相适配。姿态套筒233套设在安装孔内，设有帽檐的一端位于控制舱2内，并与控制舱2封闭端内壁相接触，并通过螺纹连接或螺丝连接或卡扣连接等方式进行固定。值得说明的是，姿态套筒233也可以为一端开口另一端封闭的圆筒结构，其开口端设有帽檐，其余连接方式相同。
54.工作时，如图9所示，模型火箭向上飞行，姿态棒232位于姿态套筒233的中心，电路为断开状态；当模型火箭飞行至最高点，由于模型火箭中心与重力的共同作用，模型火箭的姿态会发生偏转，当偏转角度超过预设值的时候，姿态棒232自由端与姿态套筒233内壁相接触，电路导通，从而发出开伞信号，使释放组件14将锥头1顶开完成开伞。如果由于发射时候有突然的大风将模型火箭吹散使其偏斜角度过大，姿态棒也会被触发，也可起到保护安全的作用。
55.通过本发明提供的降落伞自动触发系统，利用模型火箭在最高点的姿态变化，从而带来对感风组件24作用风力的变化，进而触发降落伞触发信号。四套并联系统保证了不会单独的系统安装于箭体背面感受不到风力的变化，或者不存在敏感度不够的问题。同时并联设计了一套姿态组件23，利用模型火箭通常垂直上升，在最高点很可能姿态会变化，而姿态棒232与姿态棒基座231具有转动方向的自由度，会在重力作用下发生转动而触碰到下面的姿态套筒233内壁，从而接通导线触发开关，降落伞13被释放；此外姿态组件23也避免了由于错误操作或者突然的侧风导致箭体产生大角度倾斜飞行而造成人员和设施的潜在危险，姿态棒232的长度和姿态套筒233的大小设计可以对应不同的最大侧向飞行角度，当超过一定值时如45
°
就主动触发开关，打开降落伞回收，提高了飞行的安全性。
56.头锥利用电磁铁143和弹簧142的作用，释放降落伞13可靠简单，结构新颖，可重复使用。
57.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
58.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种降落伞自动触发系统，其特征在于：包括释放组件及若干感风组件；各所述感风组件之间并联，并与所述释放组件电连接，以在所述感风组件处风向改变时触发所述感风组件，并向所述释放组件发送开伞信号。2.根据权利要求2所述的降落伞自动触发系统，其特征在于，所述释放组件包括吸片、弹簧及电磁铁；所述弹簧套设在所述电磁铁上，且所述弹簧具有预紧状态和自然状态；当所述弹簧为预紧状态时，所述电磁铁与所述吸片连接；当所述弹簧为自然状态时，所述电磁铁与所述吸片分离。3.根据权利要求1所述的降落伞自动触发系统，其特征在于，所述感风组件包括感风片、连接件、触片、触头及感风基座；所述感风片的第一端与所述触片的第一端通过连接件相连，所述感风片的第二端为自由端且设有软性塑料，所述软性塑料用于感受风向；所述触片的第二端为自由端，并与所述触头相对应；所述触头与所述释放组件电连接；所述连接件与所述感风基座铰接。4.根据权利要求3所述的降落伞自动触发系统，其特征在于，所述连接件包括第一连接部和第二连接部部；所述第一连接部与所述第二连接部部为具有弯折角度且相互对称的片状结构；所述感风片与所述触片夹持在所述第一连接部与所述第二连接部之间，且分别位于弯折结构两端。5.根据权利要求1至4任一项所述的降落伞自动触发系统，其特征在于，所述感风组件设置为四套。6.根据权利要求5所述的降落伞自动触发系统，其特征在于，还包括姿态组件，所述姿态组件与释放组件电连接，当所述感风组件倾斜角度超过预设值时被触发，并向所述释放组件发送开伞信号。7.根据权利要求6所述的降落伞自动触发系统，其特征在于，所述姿态组件包括姿态棒基座、姿态棒及姿态套筒；所述姿态棒基座上固设有供电部件及电路控制部件，通过所述电路控制部件与所述释放组件电连接，所述姿态棒基座中心设有姿态棒连接槽；所述姿态棒为杆状结构，其一端置于所述姿态棒连接槽中，并与所述姿态棒连接槽为间隙配合，另一端为具有可转动角度的自由端，放置在所述姿态套筒内。8.根据权利要求7所述的降落伞自动触发系统，其特征在于，所述感风组件通过所述电路控制部件与所述释放组件电连接。9.一种模型火箭，其特征在于，应用权利要求1至8任一项所述的降落伞自动触发系统，所述模型火箭包括从上往下依次连接的头锥、控制舱及箭体，所述头锥内具有容纳腔，所述容纳腔内放置降落伞；所述释放组件置于头锥容纳腔内，各所述感风组件沿环形间隔分布在所述控制舱内，用以感受风向，并在所述感风组件处风向改变时触发所述感风组件，并向所述释放组件发送开伞信号。
10.根据权利要求9所述的模型火箭，其特征在于，所述姿态组件设置在所述控制舱内，用于感受箭体倾斜角度，并在箭体倾斜角度超过预设值时，触发所述姿态组件，并向所述释放组件发送开伞信号。

技术总结
本申请涉及一种降落伞自动触发系统、模型火箭。包括释放组件及若干感风组件；各感风组件之间并联，并与释放组件电连接，以在感风组件附近风向改变时触发感风组件，并向释放组件发送开伞信号。同时，该降落伞自动触发系统可以应用于模型火箭上，利用模型火箭在最高点由于姿态变化而引起作用风力的变化，从而对感风组件进行导通，自动触发降落伞释放信号，完成开伞；实现在最高点把模型火箭实施回收，而且无需前期人为判定，提高了可靠性和简便性。提高了可靠性和简便性。提高了可靠性和简便性。


技术研发人员：江振宇 许秋平 李晓斌 白锡斌 张士峰
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/10/11