Устройство крепления полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата Российский патент 2022 года по МПК B64G1/22 B64G1/64 B64D1/02 B64D9/00 

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к узлам стыковки полезной нагрузки летательного аппарата, и может быть использовано для крепления подвесного оборудования, и других составных частей летательных аппаратов, которые необходимо быстро состыковать и расстыковать на летательном аппарате без дополнительного оборудования.

Прототип не найден.

Предлагаемое устройство решает задачу: быстрая стыковка и расстыковка несущего соединения без специального инструмента.

Для достижения названного технического результата, устройство крепления полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата, включает в себя механический замок, состоящий из корпуса замка с полостью и крышкой корпуса замка, размещенный в объеме летательного аппарата и закрепленный на его поверхности с образованием входного окна полости, устройство захвата, установленное в полости корпуса замка с обеспечением взаимодействия с фиксирующим звеном, устройством возврата и ползуном, устройство захвата выполняется в виде цилиндра с возможностью вращения вокруг собственной оси и снабженного центральным продольным отверстием в стенках которого выполнены две концентричные спиралевидные канавки, закрученные вдоль продольной оси с их заходом с торцевой поверхности и образующих входное окно устройства захвата крепления ползуна длиной и шириной равной длине и ширине входного окна полости корпуса замка, с противоположной торцевой поверхности устройства захвата выполнено отверстие для закрепления подвижной части устройства возврата, во внешних торцевых углах устройства захвата предусмотрены посадочные места под установку опорных подшипников, на внешней цилиндрической поверхности выполнено отверстие стопорения фиксирующим звеном, крышка корпуса замка снабжена наружной резьбовой поверхностью и выполнена с полостью, в боковых стенках которой, для закрепления крышки устройства возврата, выполнена внутренняя резьбовая поверхность, а в донышке полости крышки с касанием боковой стенки выполнено цилиндрическое отверстие крепления неподвижной части устройства возврата и радиусная прорезь, средняя кривая которой, концентрична отверстию для закрепления подвижной части устройства возврата в устройстве захвата, длину и взаимное положение радиусной прорези, цилиндрического отверстия в крышке корпуса замка и отверстия во внешней цилиндрической поверхности, входного окна, длину с шириной и кручение двух концентричных спиралевидных канавок в устройстве захвата выбирают из условия обеспечения необходимого угла поворота устройства захвата, а также надежной фиксации и расфиксации ползуна крепления полезной нагрузки, корпус фиксирующего звена расположен концентрично отверстию стопорения устройства захвата фиксирующим звеном, на боковой стенке корпуса замка и закреплен любым известным способом, снабжен прорезью в боковой стенке, выходящей на поверхность летательного аппарата и образующую полость, длину прорези выбирают из условия возможности фиксации и расфиксации фиксирующим звеном устройства захвата, фиксирующее звено выполнено в виде штока со штырем и поджимается пружиной сжатия, установленной с упором на крышку фиксирующего звена установленную через резьбу на корпус фиксирующего звена, в боковой поверхности штока выполнено отверстие в котором одним концом зафиксирован рычаг рассфиксации, а противоположным концом, через прорезь в образующую полость боковой стенки корпуса фиксирующего звена, выходит на поверхность летательного аппарата, ползун является крепежным силовым элементом полезной нагрузки выполненным в виде центрального тела по форме в поперечном сечении соответствующий форме входного окна полости корпуса замка ограниченного центральным продольным отверстием устройства захвата, контактная поверхность ползуна выполнена в виде цилиндра, длиной и шириной равной двум концентричным спиралевидным канавкам устройства захвата, и располагается перпендикулярно и симметрично на торце центрального тела ползуна вдоль направления входного окна полости корпуса замка.

Отличительными признаками предлагаемого устройства являются:

- устройство возврата выполнено в виде спиральной цилиндрической пружины, установленной с обжатием между крышками корпуса замка и устройства возврата;

- устройство возврата выполнено в виде спиральной пластинчатой пружины, установленной с обжатием между крышками корпуса замка и устройства возврата.

Благодаря наличию отличительных признаков в совокупности с известными, обеспечивается быстрая стыковка и расстыковка несущего соединения без специального инструмента.

Изобретение может найти применение на летательных аппаратах, имеющих требование быстрого монтажа и демонтажа полезной нагрузки.

Техническое решение поясняется конструкцией устройства крепления полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата, представленной на чертежах, фиг.1...7.

На фиг.1 представлено продольное сечение устройства крепления в состыкованном зафиксированном с ползуном состоянии;

На фиг.2 представлено продольное сечение устройства крепления в расстыкованном с ползуном состоянии;

На фиг.3 представлен вид А фиг.1 с внешней стороны летательного аппарата на устройство крепления, поясняющий конструкцию устройства в состыкованном зафиксированном с ползуном состоянии;

На фиг.4 представлено сечение Б-Б фиг.1, поясняющее конструкцию устройства возврата с установленной спиральной цилиндрической пружиной в состыкованном зафиксированном с ползуном состоянии;

На фиг.5 представлен выносной элемент В фиг.4, поясняющий конструкцию устройства возврата с установленной спиральной пластинчатой пружиной в состыкованном зафиксированном с ползуном состоянии;

На фиг.6 представлен вид сверху на крышку корпуса замка поясняющий конструкцию, взаимное положение радиусной прорези и отверстия;

На фиг.7 представлен вид в изометрии поясняющий конструкцию ползуна.

Устройство крепления полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата включает в себя механический замок 1 состоящий из корпуса замка 2 с полостью 3 снабженный крышкой 4 корпуса замка 2, размещенные в объеме летательного аппарата и закрепленные на его поверхности 5 с образованием входного окна полости 6, устройство захвата 7, установленного в полости 3 корпуса замка 2 с обеспечением взаимодействия с фиксирующим звеном 8, устройством возврата 9 и ползуном 10. Устройство захвата 7 выполняют в виде цилиндра с возможностью вращения вокруг собственной оси снабженного центральным продольным отверстием 11 в стенках 12 которого выполняют две концентричные спиралевидные канавки 13 закрученные вдоль продольной оси с их заходом с торцевой поверхности 14 и образующих входное окно 15 устройства захвата 7 крепления ползуна 10 длиной и шириной равной длине и ширине входного окна полости 6 корпуса замка 2, с противоположной торцевой поверхности 16 устройства захвата 7 выполняют отверстие 17 для закрепления подвижной части устройства возврата 18, а во внешних торцевых углах - посадочные места 19 под установку опорных подшипников 20, на внешней цилиндрической поверхности 21 выполняют отверстие стопорения 22 фиксирующим звеном 8. Крышку 4 снабжают наружной резьбовой поверхностью 23 и выполняют с полостью 24, в боковых стенках которой 25, для закрепления крышки устройства возврата 26, выполняется внутренняя резьбовая поверхность 27, донышко полости крышки 28 с касанием боковой стенки 25 снабжают цилиндрическим отверстием 29 для закрепления неподвижной части устройства возврата 30 и радиусной прорезью 31, средняя кривая которой, располагается концентрично отверстию 17 для закрепления подвижной части 18 устройства возврата 9 в устройстве захвата 7, при этом, для надежной фиксации и расфиксации ползуна 10 крепления полезной нагрузки, длину и взаимное положение радиусной прорези 31, цилиндрического отверстия 29 в крышке 4 и отверстия 17, отверстия стопорения 22, входного окна 15, длину с шириной и кручение двух концентричных спиралевидных канавок 13 в устройстве захвата 7 выбирают из условия обеспечения необходимого угла поворота устройства захвата 7. Корпус фиксирующего звена 32 располагают концентрично отверстию стопорения 22 устройства захвата 7 фиксирующим звеном 8, на боковой стенке корпуса замка 33 и закрепляют любым известным способом, в боковой стенке корпуса фиксирующего звена 32 выполняют прорезь 34, выходящую на поверхность 5 летательного аппарата и образующую полость 35, длину прорези 34 выбирают из условия возможности фиксации и расфиксации фиксирующим звеном 8 устройства захвата 7, фиксирующее звено 8 выполняют в виде штока 36 со штырем 37 поджимаемого пружиной сжатия 38, установленной с упором на крышку фиксирующего звена 39 через резьбу 40 на корпус фиксирующего звена 32, в боковой поверхности штока выполняют отверстие 41 в котором фиксируют один конец рычага рассфиксации 42, а противоположный конец, через прорезь 34 в образующую полость 35 боковой стенки корпуса фиксирующего звена 43, выводят на поверхность 5 летательного аппарата. Ползун 10 является крепежным силовым элементом полезной нагрузки выполненным в виде центрального тела 44 по форме в поперечном сечении соответствующий форме входного окна полости 6 корпуса замка 2 ограниченного центральным продольным отверстием 11 устройства захвата 7, контактная поверхность ползуна 45 выполняется в виде цилиндра, длиной и шириной равной двум концентричным спиралевидным канавкам 13 устройства захвата 7, и располагается перпендикулярно и симметрично на торце центрального тела 44 ползуна 10 вдоль направления входного окна полости 6 корпуса замка 2. Устройство возврата 9 может быть выполнено в виде спиральной цилиндрической пружины 46, установленной с обжатием между крышками корпуса замка и устройства возврата 4 и 26 соответственно. Устройство возврата 9 может быть выполнено в виде спиральной пластинчатой пружины 47, установленной с обжатием между крышками корпуса замка и устройства возврата 4 и 26 соответственно.

Устройство крепления полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата работает следующим образом:

Для стыковки полезной нагрузки с несущей конструкцией необходимо при закрытом положении механического замка 1 произвести его открытие путем перемещения рычага расфиксации 42 штока 36 фиксирующего звена 8 от устройства захвата 7, с обжатием вручную пружины сжатия 38 до выхода штыря 37 штока 36 из зацепления с устройством захвата 7, при этом пружина устройства возврата 9 повернет устройство захвата 7 вокруг собственной оси до контакта подвижной части устройства возврата 18 с конечным участком радиусной прорези 48 крышки 4 корпуса замка 2 концентрируя входное окно 15 устройства захвата 7 с входным окном полости 6 корпуса замка 2 и фиксируя открытое положение механического замка 1, после отпускания рычага расфиксации 42 пружина сжатия 38 переместит шток 36 к устройству захвата 7 до упора торцевой поверхности штыря 49 штока 36 на внешнюю цилиндрическую поверхность 21 устройства захвата 7 (Фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). Полезная нагрузка подводится к несущей конструкции и перемещаясь ползуном 10 внутрь механического замка 1 через входные окна полости корпуса замка и устройства захвата, 6 и 15 соответственно, скользя контактными поверхностями ползуна 45 по двум концентричным спиралевидным канавкам 13 и центральным телом 44 ползуна 10 по входному окну полости 6 корпуса замка 2 вращает устройство захвата 7 вокруг собственной оси, взводя пружину устройства возврата 9 и скользя торцевой поверхностью штыря 49 штока 36 по внешней цилиндрической поверхности 21 устройства захвата 7 до концентричного положения отверстия стопорения 22 и штыря 37 штока 36 фиксирующего звена 8, после чего под действием пружины сжатия 38 штырь 37 штока 36 перемещается вглубь отверстия стопорения 22 фиксируя состыкованное положение ползуна 10 полезной нагрузки и механического замка 1 несущей конструкции (Фиг. 1, 2, 3, 4, 5). Для расстыковки полезной нагрузки и несущей конструкции необходимо переместить рычаг расфиксации 42 штока 36 фиксирующего звена 8 от устройства захвата 7, с обжатием вручную пружины сжатия 38 до выхода штыря 37 штока 36 из зацепления с устройством захвата 7, после чего полезную нагрузку необходимо вручную отвести от несущей конструкции, при этом ползун 10 скользя контактными поверхностями ползуна 45 по двум концентричным спиралевидным канавкам 13 и центральным телом 44 ползуна 10 по входному окну полости 6 корпуса замка 2 вращает устройство захвата 7 вокруг собственной оси в направлении противоположном направлению вращения при стыковке, отпуская пружину устройства возврата 9 до контакта подвижной части устройства возврата 18 с конечным участком радиусной прорези 48 крышки 4 корпуса замка 2 концентрируя входное окно 15 устройства захвата 7 с входным окном полости 6 корпуса замка 2, после чего полезная нагрузка отводится на необходимое расстояние от несущей конструкции, а рычаг расфиксации 42 отпускается и пружина сжатия 38 перемещает шток 36 к устройству захвата 7 до упора торцевой поверхности штыря 49 штока 36 на внешнюю цилиндрическую поверхность 21 устройства захвата 7, фиксируя открытое положение механического замка 1 (Фиг. 1, 2, 3, 4, 5).

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и касается узлов стыковки полезной нагрузки и составных частей летательных аппаратов (ЛА). Устройство крепления включает в себя механический замок, устройство захвата, устройство возврата и крепежный силовой элемент (ползун) полезной нагрузки. Устройство захвата установлено в полости корпуса замка с обеспечением взаимодействия с фиксирующим звеном, устройством возврата и ползуном. При этом устройство захвата выполнено в виде цилиндра с возможностью вращения вокруг собственной оси и снабжено центральным продольным отверстием, в стенках которого выполнены две концентричные спиралевидные канавки, закрученные вдоль продольной оси с их заходом с торцевой поверхности и образующие входное окно устройства захвата крепления ползуна. Во внешних торцевых углах устройства захвата предусмотрены посадочные места под установку опорных подшипников. Достигается обеспечение быстрой стыковки и расстыковки несущего соединения без специального инструмента. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство крепления полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата, включающее в себя механический замок, состоящий из корпуса замка с полостью и крышкой корпуса замка, размещенный в объеме летательного аппарата и закрепленный на его поверхности с образованием входного окна полости, устройство захвата, установленное в полости корпуса замка с обеспечением взаимодействия с фиксирующим звеном, устройством возврата и ползуном, состоящее из устройства захвата, выполненного в виде цилиндра с возможностью вращения вокруг собственной оси и снабженного центральным продольным отверстием, в стенках которого выполнены две концентричные спиралевидные канавки, закрученные вдоль продольной оси с их заходом с торцевой поверхности и образующие входное окно устройства захвата крепления ползуна, длиной и шириной равной длине и ширине входного окна полости корпуса замка, с противоположной торцевой поверхности устройства захвата выполнено отверстие для закрепления подвижной части устройства возврата, во внешних торцевых углах устройства захвата предусмотрены посадочные места под установку опорных подшипников, на внешней цилиндрической поверхности выполнено отверстие стопорения фиксирующим звеном, крышка корпуса замка снабжена наружной резьбовой поверхностью и выполнена с полостью, в боковых стенках которой для закрепления крышки устройства возврата выполнена внутренняя резьбовая поверхность, а в донышке полости крышки с касанием боковой стенки выполнено цилиндрическое отверстие крепления неподвижной части устройства возврата и радиусная прорезь, средняя кривая которой концентрична отверстию для закрепления подвижной части устройства возврата в устройстве захвата, длину и взаимное положение радиусной прорези, цилиндрического отверстия в крышке корпуса замка и отверстия во внешней цилиндрической поверхности, входного окна, длину с шириной и кручение двух концентричных спиралевидных канавок в устройстве захвата выбирают из условия обеспечения необходимого угла поворота устройства захвата, а также надежной фиксации и расфиксации ползуна крепления полезной нагрузки, корпус фиксирующего звена расположен концентрично отверстию стопорения устройства захвата фиксирующим звеном на боковой стенке корпуса замка и закреплен любым известным способом, снабжен прорезью в боковой стенке, выходящей на поверхность летательного аппарата и образующую полость, длину прорези выбирают из условия возможности фиксации и расфиксации фиксирующим звеном устройства захвата, фиксирующее звено выполнено в виде штока со штырем и поджимается пружиной сжатия, установленной с упором на крышку фиксирующего звена, установленную через резьбу на корпус фиксирующего звена, в боковой поверхности штока выполнено отверстие, в котором одним концом зафиксирован рычаг расфиксации, а противоположным концом через прорезь в образующую полость боковой стенки корпуса фиксирующего звена выходит на поверхность летательного аппарата, ползун является крепежным силовым элементом полезной нагрузки, выполненным в виде центрального тела по форме в поперечном сечении соответствующий форме входного окна полости корпуса замка, ограниченного центральным продольным отверстием устройства захвата, контактная поверхность ползуна выполнена в виде цилиндра, длиной с шириной равной двум концентричным спиралевидным канавкам устройства захвата, и располагается перпендикулярно и симметрично на торце центрального тела ползуна вдоль направления входного окна полости корпуса замка.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство возврата выполнено в виде спиральной цилиндрической пружины, установленной с обжатием между крышками корпуса замка и устройства возврата.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство возврата выполнено в виде спиральной пластинчатой пружины, установленной с обжатием между крышками корпуса замка и устройства возврата.