一种飞行器发射系统及飞行器

1.本发明属于飞行器辅助起飞设备领域，具体是涉及到一种飞行器发射系统及飞行器。


背景技术：

2.目前飞行器起飞常规的解决方案是通过飞行器自身的能量推动飞行器前进，顺着跑道，导轨达到起飞速度。也有一些辅助起飞设备，方式各种各样，但是大多需要飞行器适配辅助起飞设备设计复杂的适配安装机构，降低了辅助起飞设备的适用性，提高了整体的设计成本，另外，当飞行器有尾翼结构时，还容易与辅助起飞设备发生碰撞，造成飞行器与辅助起飞设备的损坏，存在安全隐患。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种在飞行器起飞时可以让出起飞空间的飞行器发射系统及飞行器。
4.本发明提供一种飞行器发射系统，包括驱动件ⅰ和固定释放机构；
5.所述驱动件ⅰ的输出端具有圆周转动行程或直线移动行程；
6.所述固定释放机构包括支座、固定释放杆和两个连接杆，支座、固定释放杆和两个连接杆构成平行四边形机构，其中，支座与固定释放杆相对设置；
7.所述支座与驱动件ⅰ的输出端连接，所述固定释放杆上设置有用于固定和释放飞行器的固定释放结构。
8.更进一步地，所述固定释放机构还包括驱动平行四边形机构变形的驱动件ⅱ。
9.更进一步地，所述驱动件ⅱ固定设置在支座上，所述驱动件ⅱ的输出端具有转动行程或直线移动行程，驱动件ⅱ的输出端作用于其中一个连接杆上。
10.更进一步地，所述固定释放机构还包括保持平行四边形机构状态的锁止件。
11.更进一步地，所述锁止件包括固定设置在支座外侧的电磁铁ⅰ以及设置在对应连接杆上的磁吸配合结构ⅰ，电磁铁ⅰ和磁吸配合结构ⅰ磁吸配合时，平行四边形机构呈矩形状态。
12.更进一步地，所述固定释放结构为设置在固定释放杆两端的电磁铁ⅱ，所述飞行器上对应两个电磁铁ⅱ部分设置有磁吸配合结构ⅱ。
13.更进一步地，所述驱动件ⅰ包括旋转电机和设置在旋转电机输出轴上的连接臂，所述固定释放机构设置在所述连接臂端部。
14.本发明还提供一种适用于飞行器发射系统的飞行器，所述飞行器底部设置有与固定释放结构配合的固定结构。
15.本飞行器还包括复位机构，所述复位机构可驱动固定结构缩回飞行器的机身内部或者缩回至飞行器的机身内壁。
16.更进一步地，所述固定结构为弧形滑块，所述飞行器机身底部设置有凹槽，凹槽底
部设置有贯通至机身内部的通孔，所述复位机构包括滑动设置在通孔上的滑动杆以及套设在滑动杆位于机身内部部分的复位弹簧，所述复位弹簧驱使滑动杆朝向机身内部移动，所述弧形滑块设置在滑动杆背离复位弹簧一端，所述弧形滑块与所述凹槽适配。
17.本发明的有益效果是，本发明通过设置由平行四边形机构构成的固定释放机构，可以实现在飞行器起飞时，固定释放杆下降，让出飞行空间，防止飞行器起飞时与固定释放机构发生碰撞，提高发射系统的使用安全性，另外，通过设置在平行四边形机构构成的固定释放机构，由于实现了在飞行器起飞时，固定释放杆下降，让出飞行空间的功能，本发射系统还不会限制飞行器的结构。
18.具体地，在驱动件ⅰ做直线移动时，当驱动件ⅰ的输出端到达极限位置时速度会骤停，此时平行四边形机构可通过惯性变形，即在到位后通过惯性使固定释放杆下降，以实现在无需配备单独的驱动设备既可以保证固定释放杆下降的及时性，同样的，在驱动件ⅰ做圆周运动时，当驱动件ⅰ的输出端到达设定转速时固定释放机构释放飞行器，随之驱动件ⅰ快速降速，此时平行四边形机构也可通过惯性变形，即在到位后通过惯性使固定释放杆下降，以实现在无需配备单独的驱动设备既可以保证固定释放杆下降的及时性。
19.本发明整体结构简单可靠，可以实现小型飞行器无需消耗自身能量的同时即可获得满足飞行所需的初速度；对于自身无动力的飞行器，这种飞行器没有发动机，因此也无需配套发动机点火等装置和电源等配套设施，可极大的降低飞行器自身的质量，其飞行速度可由发射系统提供；对于有动力的飞行器，此方式也为飞行器提供了满足飞行稳定所需要的初始速度，减低了飞行器自身的重量的同时而仍能满足所需的速度等指标要求。因此本发明还可降低飞行器自身质量和结构的复杂度，使得飞行有更大的速度，更远的距离。
附图说明
20.附图1为本发明的结构示意图；
21.附图2为本发明中固定释放机构的结构示意图；
22.附图3为本发明中飞行器起飞前准备状态示意图；
23.附图4为本发明中飞行器起飞过程中状态示意图；
24.附图5为本发明中飞行器起飞后的状态示意图；
25.附图6为本发明中飞行器的正视图；
26.附图7为本发明中飞行器的正剖视图；
27.附图8为图7中a处起飞前准备状态示意图；
28.附图9为图7中a处起飞后状态示意图。
29.在图中，1-驱动件ⅰ；11-旋转电机；12-连接臂；13-减速机；14-配平机构；2-固定释放机构；21-支座；22-固定释放杆；221-限位槽；23-连接杆；24-驱动件ⅱ；25-锁止件；26-电磁铁ⅱ；3-控制器；4-飞行器；41-弧形滑块；42-凹槽；43-通孔；44-滑动杆；441-弹簧固定板；45-复位弹簧；5-光电开关发射端；6-光电开关接收端。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基
于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.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。
32.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，除非另有明确具体的限定。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
35.如附图1-9所示，本发明提供一种飞行器发射系统，包括驱动件ⅰ1和固定释放机构2，固定释放机构2用于固定飞行器4以及在飞行器4达到设定速度后释放飞行器4使其飞行，驱动件ⅰ1用于为固定在固定释放机构2上的飞行器4提供初始速度；
36.所述驱动件ⅰ1的输出端具有圆周转动行程或直线移动行程，即驱动件ⅰ1可以是圆周转动，例如电机，使飞行器4圆周转动加速后起飞，也可以是直线移动，例如电动缸、气缸或者液压缸，使飞行器4直线加速后起飞；
37.所述固定释放机构2包括支座21、固定释放杆22和两个连接杆23，支座21、固定释放杆22和两个连接杆23构成平行四边形机构，其中，支座21与固定释放杆22相对设置；
38.所述支座21与驱动件ⅰ1的输出端连接，所述固定释放杆22上设置有用于固定和释放飞行器4的固定释放结构。
39.本发明通过设置由平行四边形机构构成的固定释放机构2，可以实现在飞行器4起飞时，固定释放杆22下降，让出飞行空间，防止飞行器4起飞时与固定释放机构2发生碰撞，提高发射系统的使用安全性，另外，通过设置在平行四边形机构构成的固定释放机构2，由于实现了在飞行器4起飞时，固定释放杆22下降，让出飞行空间的功能，本发射系统还不会限制飞行器4的结构，例如使用火箭时，可以保留火箭尾部的尾翼。
40.具体地，在驱动件ⅰ1做直线移动时，当驱动件ⅰ1的输出端到达极限位置时速度会骤停，此时平行四边形机构可通过惯性变形，即在到位后通过惯性使固定释放杆22下降，以实现在无需配备单独的驱动设备既可以保证固定释放杆22下降的及时性，同样的，在驱动件ⅰ1做圆周运动时，当驱动件ⅰ1的输出端到达设定转速时固定释放机构2释放飞行器4，随之驱动件ⅰ1快速降速，此时平行四边形机构也可通过惯性变形，即在到位后通过惯性使固定释放杆22下降，以实现在无需配备单独的驱动设备既可以保证固定释放杆22下降的及时性。
41.本发明整体结构简单可靠，可以实现小型飞行器4无需消耗自身能量的同时即可获得满足飞行所需的初速度，通常约为30m/s；对于自身无动力的飞行器4，这种飞行器4没有发动机，因此也无需配套发动机点火等装置和电源等配套设施，可极大的降低飞行器4自身的质量，其飞行速度可由发射系统提供；对于有动力的飞行器4，此方式也为飞行器4提供了满足飞行稳定所需要的初始速度，减低了飞行器4自身的重量的同时而仍能满足所需的速度等指标要求。因此本发明还可降低飞行器4自身质量和结构的复杂度，使得飞行有更大的速度，更远的距离。
42.在上述实施例中，平行四边形机构位于驱动件ⅰ1移动方向的下游位置可以设置限位结构，该限位结构使平行四边形机构在驱动件ⅰ1加速时保持矩形状态，在设置电磁铁ⅰ时，电磁铁ⅰ既可作为限位结构使用。并在降速时使平行四边形机构仅能朝向驱动件ⅰ1移动方向的上游变形，以此可以保证在飞行器4脱离固定释放机构2时固定释放机构2中的固定释放杆22会下降。
43.在其中一个实施例中，所述固定释放机构2还包括驱动平行四边形机构变形的驱动件ⅱ24，本实施例中，平行四边形机构变形由驱动件ⅱ24主动控制，进而可以在飞行器4脱离固定释放机构2前开始固定释放杆22的下降工作，使飞行器4脱离和固定释放杆22的下降同时进行，进一步降低飞行器4起飞时与固定释放机构2发生碰撞的可能，同时也可以提供更高的飞行器4的初速度，避免平行四边形机构被动下降时，飞行器4的初速度过快，而固定释放杆22下降速度过慢造成的触碰可能。
44.在其中一个实施例中，所述驱动件ⅱ24固定设置在支座21上，所述驱动件ⅱ24的输出端具有转动行程或直线移动行程，驱动件ⅱ24的输出端作用于其中一个连接杆23上，驱动件ⅱ24可以采用直线移动件或者旋转驱动件，在一个优选实施例中，驱动件ⅱ24采用微动开关，微动开关的旋转驱动片与连接杆23贴合设置，进而驱动连接杆23旋转。
45.在其中一个实施例中，所述固定释放机构2还包括保持平行四边形机构状态的锁止件25，可以在驱动件ⅰ1加速时使平行四边形机构保持一个恒定的状态，进而提高加速过程中飞行器4的稳定性。
46.在其中一个实施例中，所述锁止件25包括固定设置在支座21外侧的电磁铁ⅰ以及设置在对应连接杆23上的磁吸配合结构ⅰ，电磁铁ⅰ和磁吸配合结构ⅰ磁吸配合时，平行四边形机构呈矩形状态，其中，磁吸配合结构ⅰ可以是固定设置在连接杆23上的金属块，在连接杆23本身采用金属材质制成时，磁吸配合结构ⅰ可以是连接杆23本身，采用电磁铁进行固定和释放，结构简单可靠，控制方便快捷。
47.其中，固定释放结构可以是卡扣、夹爪等可以主动或被动固定和释放飞行器4的结构，在其中一个优选实施例中，所述固定释放结构为设置在固定释放杆22两端的电磁铁ⅱ26，所述飞行器4上对应两个电磁铁ⅱ26部分设置有磁吸配合结构ⅱ，此时，飞行器4上仅仅设置两个金属块就可以完成与固定释放结构的快速可靠的固定和释放，减少飞行器4的适配性改进，在飞行器4机身采用金属材质制成时，飞行器4机身则可以作为磁吸配合结构ⅱ使用，无需另外配备固定结构，进一步减少飞行器4的适配性改进，同时，电磁铁的使用稳定可靠，控制方便快捷。
48.在其中一个实施例中，所述驱动件ⅰ1包括旋转电机11和设置在旋转电机11输出轴上的连接臂12，所述固定释放机构2设置在所述连接臂12端部，本实施例中，驱动件ⅰ1采用
旋转电机11，相对于直线驱动方式而言，采用圆周转动驱动，可以在相同结构大小的情况下提供更高的速度，进而为飞行器4提供更高的初始速度，在一个具体实施例中，驱动件ⅰ1还包括设置在旋转电机11和连接臂12之间的减速机13，以及在减速机13输出端上还设置有与连接臂12对应设置的配平机构14，保证整体旋转时的稳定性。
49.本发明还提供一种飞行器，所述飞行器4底部设置有与固定释放结构配合的固定结构，进而适配本发射系统的使用。
50.在其中一个实施例中，本飞行器4还包括复位机构，所述复位机构可驱动固定结构缩回飞行器4的机身内部或者缩回至飞行器4的机身内壁，通过设置复位机构，在固定释放结构释放固定结构后缩回固定结构，保证飞行器4的气动外形，本实施例中，固定结构在使用时凸出于飞行器4的机身设置，以使飞行器4距离固定释放杆22一定高度，可以避免飞行器4上其它结构与固定释放杆22接触触碰，也可以提高固定时的稳定性，通过设置复位机构，可以避免凸出于飞行器4机身设置的固定结构影响飞行器4的气动外形。
51.在其中一个实施例中，所述固定结构为弧形滑块41，所述飞行器4机身底部设置有凹槽42，所述凹槽42底部设置有贯通至机身内部的通孔43，所述复位机构包括滑动设置在通孔上43的滑动杆44以及套设在滑动杆44位于机身内部部分的复位弹簧45，另外，滑动杆44位于机身内部的端部还设置有弹簧固定板441，复位弹簧45一端与弹簧固定板441抵接，另一端与机身内壁抵接，所述复位弹簧45驱使滑动杆44朝向机身内部移动，所述弧形滑块41设置在滑动杆44背离复位弹簧45一端，且所述弧形滑块41与所述凹槽42适配，采用上述结构，无需另外配备驱动机构既可通过复位弹簧45驱动弧形滑块41复位，使飞行器4机身保持完整，保证气动外形，另外，在固定释放结构为电磁铁ⅱ26时，弧形滑块41则采用金属材质制成，弧形滑块41即为磁吸配合结构ⅱ。
52.另外，在固定释放杆22的两端还可以设置与弧形滑块41适配的限位槽221，限位槽221位于驱动件ⅰ1移动方向的上游部分设置有开口，该开口电磁铁ⅱ26断电后，可供弧形滑块41向前移动，在本实施例中，电磁铁ⅱ26则设置在限位槽221的底部，以此，在弧形滑块41吸附在电磁铁ⅱ26上时，弧形滑块41会凸出于机身并插入限位槽221内，此时在飞行器4高速移动时，其主要的固定力度由弧形滑块41和限位槽221的抵接侧承受，无需单纯靠电磁铁ⅱ26的吸附力承受，另外，在电磁铁ⅱ26断电后，弧形滑块41可以直接通过开口向前移动，脱离固定释放杆22完成分离。
53.在其中一个实施例中，本发明还包括控制器3和光电开关，其中，光电开关发射端5设置在减速机13上，光电开关接收端6设置在连接臂12上，光电开关、驱动件ⅱ24、电磁铁ⅰ和电磁铁ⅱ26均与控制器3电连接。
54.本发明所提及的电磁铁优选采用失电型电磁铁，即在没有通电状态下电磁铁持续保持吸力，在通电时电磁铁失去磁力，便于长时间保持吸力，降低控制所需消耗的电能。
55.本发明的具体工作流程为：
56.飞行器4起飞前的准备过程，飞行器4上的弧形滑块41贴合在电磁铁ⅱ26上时，此时电磁铁ⅱ26处于断电状态，并持续保持磁吸力，电磁铁ⅱ26将弧形滑块41牢牢吸附住，完成飞行器4的固定，同时，电磁铁ⅰ处于断电状态，并持续保持磁吸力，将连接杆23上的磁吸配合结构ⅰ牢牢吸附住，使平行四边形机构保证矩形状态；
57.飞行器4起飞过程，控制器3控制旋转电机11旋转，旋转电机11带动连接臂12转动，
进而带动固定释放机构2和飞行器4做圆周转动，当旋转电机11达到设定的转速后连接臂12及飞行器4达到了设定的速度，此时，在下一个转动周期时，当光电开关接收端6接收到光电开关发射端5的信号后，控制器3控制电磁铁ⅰ得电，电磁铁ⅰ失去磁性，同时控制驱动件ⅱ24工作，在驱动件ⅱ24驱动固定释放杆22下降过程中，控制器3控制电磁铁ⅱ26得电，电磁铁ⅱ26失去磁性，固定释放机构2与飞行器4解除固定，飞行器4以设定速度完成起飞。
58.本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

技术特征：
1.一种飞行器发射系统，其特征是，包括驱动件ⅰ(1)和固定释放机构(2)；所述驱动件ⅰ(1)的输出端具有圆周转动行程或直线移动行程；所述固定释放机构(2)包括支座(21)、固定释放杆(22)和两个连接杆(23)，支座(21)、固定释放杆(22)和两个连接杆(23)构成平行四边形机构，其中，支座(21)与固定释放杆(22)相对设置；所述支座(21)与驱动件ⅰ(1)的输出端连接，所述固定释放杆(22)上设置有用于固定和释放飞行器(4)的固定释放结构。2.如权利要求1所述的飞行器发射系统，其特征是，所述固定释放机构(2)还包括驱动平行四边形机构变形的驱动件ⅱ(24)。3.如权利要求2所述的飞行器发射系统，其特征是，所述驱动件ⅱ(24)固定设置在支座(21)上，所述驱动件ⅱ(24)的输出端具有转动行程或直线移动行程，驱动件ⅱ(24)的输出端作用于其中一个连接杆(23)上。4.如权利要求1所述的飞行器发射系统，其特征是，所述固定释放机构(2)还包括保持平行四边形机构状态的锁止件(25)。5.如权利要求4所述的飞行器发射系统，其特征是，所述锁止件(25)包括固定设置在支座(21)外侧的电磁铁ⅰ以及设置在对应连接杆(23)上的磁吸配合结构ⅰ，电磁铁ⅰ和磁吸配合结构ⅰ磁吸配合时，平行四边形机构呈矩形状态。6.如权利要求1所述的飞行器发射系统，其特征是，所述固定释放结构为设置在固定释放杆(22)两端的电磁铁ⅱ(26)，所述飞行器(4)上对应两个电磁铁ⅱ(26)部分设置有磁吸配合结构ⅱ。7.如权利要求1-6任一项所述的飞行器发射系统，其特征是，所述驱动件ⅰ(1)包括旋转电机(11)和设置在旋转电机(11)输出轴上的连接臂(12)，所述固定释放机构(2)设置在所述连接臂(12)端部。8.一种适用于如权利要求1-7任一项所述飞行器发射系统的飞行器，其特征是，所述飞行器(4)底部设置有与固定释放结构配合的固定结构。9.如权利要求8所述的飞行器，其特征是，还包括复位机构，所述复位机构可驱动固定结构缩回飞行器(4)的机身内部或者缩回至飞行器(4)的机身内壁。10.如权利要求9所述的飞行器，其特征是，所述固定结构为弧形滑块(41)，所述飞行器(4)机身底部设置有凹槽(42)，凹槽(42)底部设置有贯通至机身内部的通孔(43)，所述复位机构包括滑动设置在通孔上(43)的滑动杆(44)以及套设在滑动杆(44)位于机身内部部分的复位弹簧(45)，所述复位弹簧(45)驱使滑动杆(44)朝向机身内部移动，所述弧形滑块(41)设置在滑动杆(44)背离复位弹簧(45)一端，所述弧形滑块(41)与所述凹槽(42)适配。

技术总结
本发明属于飞行器辅助起飞设备领域，具体是涉及到一种飞行器发射系统及飞行器，其中，飞行器发射系统包括驱动件Ⅰ和固定释放机构；所述驱动件Ⅰ的输出端具有圆周转动行程或直线移动行程；所述固定释放机构包括支座、固定释放杆和两个连接杆，支座、固定释放杆和两个连接杆构成平行四边形机构，其中，支座与固定释放杆相对设置；所述支座与驱动件Ⅰ的输出端连接，所述固定释放杆上设置有用于固定和释放飞行器的固定释放结构，本发明通过设置由平行四边形机构构成的固定释放机构，可以实现在飞行器起飞时，固定释放杆下降，让出飞行空间，防止飞行器起飞时与固定释放机构发生碰撞，提高发射系统的使用安全性。射系统的使用安全性。射系统的使用安全性。


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：2023/8/28