[发明专利]一种基于储能飞轮的中型无人机发射器

权利要求书

1.一种基于储能飞轮的中型无人机发射器，其特征在于：它包括动力部分、储能部分和弹射部分三部分；其中，动力部分由自由滚筒、胶辊、自由滚筒输出轴、立式轴承座、支板、工字支架、螺钉和后驱小汽车组成；储能部分由电磁离合器、带轮组、联轴器、输入传动轴、中间传动轴、输出传动轴、离合器支座、菱形轴承座和箱体外壳组成；发射部分由发射架、机架、绕绳轮组成；

发射架包括前支架、滑轮、钢丝绳、限位孔、限位板、滑道、后支架和螺栓；

所述动力部分中，胶辊通过滚珠轴承放置于立式轴承座内，再以螺钉将轴承座安装在支板和工字支架组成的支撑装置上，两对胶辊、紧固件及支撑件整体组成自由滚筒装置，汽车轮胎置于自由滚筒上利用摩擦力带动胶辊转动，以联轴器带动储能部分中的输入传动轴转动；

所述储能部分中，带轮组包括大带轮、小带轮和同步带；输入传动轴一端通过联轴器和自由滚筒装置输出轴相连，一端和大带轮相连；大带轮由同步带带动小带轮加速转动；中间传动轴与小带轮相连；中间传动轴和输出传动轴均由菱形轴承座固定于箱体上；电磁离合器分转动侧及吸合侧两部分，转动侧安装在中间传动轴上，由中间传动轴带动转动侧加速转动；吸合侧安装在输出传动轴上，转矩由吸合的电磁离合器传递到输出传动轴，同时带动绕绳轮转动，收紧刚性绳；电磁离合器由离合器支座支撑；通过开关控制电磁离合器的开合；

所述发射部分中，储能部分的绕绳轮与发射部分的滑轮处于同一平面内，钢丝绳缠绕在绕绳轮上，绕过发射架前端的滑轮，拉动机架在发射架的滑道上运动，待发射的无人机放置在机架上；前、后支架由螺栓固定在发射架滑道上，可调节发射架起始倾角，将具有减震性质的限位板放置在发射架头部的限位孔中，实现机架止动、机架与无人机的分离。

2.根据权利要求1所述的一种基于储能飞轮的中型无人机发射器，其特征在于：后驱小汽车后轮通过摩擦作用带动胶辊转动，并从自由滚筒输出轴处输出转矩，胶辊外层有橡胶套增大与车轮的摩擦作用；除后驱小汽车外，不需额外配备能源。

3.根据权利要求1所述的一种基于储能飞轮的中型无人机发射器，其特征在于：未启动时电磁离合器两部分间距为0.5mm，输入传动轴与中间传动轴通过带轮组相连，绕绳轮与发射架中滑轮对齐并以钢丝绳相连；自由滚筒输出轴与输入传动轴连接，通过带轮组传递转矩至中间传动轴。

4.根据权利要求1所述的一种基于储能飞轮的中型无人机发射器，其特征在于：并进一步提高转速，带动电磁离合器转动侧转动，当后驱小汽车带动自由滚筒中胶辊转速达到3kr/min，电磁离合器转动侧也高速转动，此时将电磁离合器通电，转动侧与吸合侧迅速吸合，以7503.0N·m的扭矩带动输出传动轴迅速达到与中间传动轴相同的转速，绕绳轮通过绕滑轮的钢丝绳拉动无人机加速，由于电磁离合器吸合时间短，在短时间内绕绳轮达到与中间传动轴相同的转速并保持恒定，故无人机加速度在短时间内达到一定值。

5.根据权利要求1所述的一种基于储能飞轮的中型无人机发射器，其特征在于：发射无人机的具体过程为：先把中型无人机放置在机架上，以钢丝绳连接；绕过滑轮后缠绕、固接在绕绳轮上；后驱小汽车后轮放置在自由滚筒的相邻胶辊上，并提高接触面的摩擦力；自由滚筒输出轴与输入传动轴以联轴器相连；电磁离合器转动侧与吸合侧初始间距极小，为0.5mm；首先启动后驱小汽车，后轮通过摩擦带动自由滚筒中胶辊转动，通过带轮组带动电磁离合器转动侧加速旋转；当自由滚筒转速达到3kr/min后接通电磁离合器电源，两侧迅速吸合并提供7503.0N·m的扭矩；带动绕绳轮以50kN且恒定的拉力拉动机架，无人机开始加速；当无人机加速至发射架滑道末端时撞击限位孔中的限位板，机架与无人机脱离，无人机起飞。

6.根据权利要求5所述的一种基于储能飞轮的中型无人机发射器，其特征在于：中型无人机质量为100kg，无人机在发射架滑道上经起飞距离2.5m的加速后，达到50m/s的起飞速度，以及50g起飞加速度，为500m/s²。