用于自由下落的載荷、具體用于諸如車上沒有駕駛員的先導(dǎo)車輛的車輛的軟著陸系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種軟著陸系統(tǒng)(10),其包括氣墊結(jié)構(gòu)(12),該氣墊結(jié)構(gòu)包括:殼體部分(14),適于容納載荷(V);支撐部分(15),連接到殼體部分(14)且能夠利用壓力下的流體而膨脹,并且包括多個(gè)管狀元件(16;116),這些管狀元件適于膨脹,從而形成伸展構(gòu)造,在伸展構(gòu)造中這些管狀元件(16;116)支撐殼體部分(14);以及通氣設(shè)備(17),當(dāng)所述結(jié)構(gòu)(12)與所述載荷(V)一體地自由下落且所述支撐部分(15)撞擊地面時(shí),適于使所述管狀元件(16;116)逐步地收縮。
【專利說明】用于自由下落的載荷、具體用于諸如車上沒有駕駛員的先導(dǎo)車輛的車輛的軟著陸系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于自由下落的載荷、具體用于諸如車上沒有駕駛員的先導(dǎo)車輛的車輛的軟著陸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]軟著陸系統(tǒng)已知用于這種自由下落的載荷的領(lǐng)域。
[0003]為了確保自由下落的載荷的軟著陸,通常使用氣墊,氣墊由空氣不能透過的材料制成,并且利用處于壓力下的流體而膨脹。這樣的氣墊安裝在待發(fā)射而自由下落的載荷的下方,并且執(zhí)行阻尼該載荷相對(duì)地面的沖擊的功能。
[0004]然而,已知的氣墊的結(jié)構(gòu)并不是最佳的,并且具有某些缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用于自由下落的載荷的軟著陸系統(tǒng),其屬于改進(jìn)的類型,同時(shí)以簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)的方式生產(chǎn),從而克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。
[0006]根據(jù)本發(fā)明,通過如上所述的具有所附權(quán)利要求1中記載的特征的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的和其它的目的。
[0007]應(yīng)當(dāng)理解,所附的權(quán)利要求是本發(fā)明說明書中提供的技術(shù)教導(dǎo)的整體部分。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]參考附圖,借助于非限制性例子,從以下的詳細(xì)說明中,本發(fā)明進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得明顯,其中:
[0009]-圖1至3分別是根據(jù)本發(fā)明的軟著陸系統(tǒng)的第一示例性實(shí)施例的透視圖、側(cè)正視圖和前正視圖,其中車輛擱置在該軟著陸系統(tǒng)上;以及
[0010]-圖4至6分別是根據(jù)本發(fā)明的軟著陸系統(tǒng)的第二示例性實(shí)施例的透視圖、側(cè)正視圖和前正視圖,其中車輛擱置在該軟著陸系統(tǒng)上。
【具體實(shí)施方式】
[0011]參考圖1至3,附圖標(biāo)記10表示根據(jù)本發(fā)明的用于自由下落的載荷的軟著陸系統(tǒng)的第一實(shí)施例。
[0012]在這些圖中,與整體上表示為V的載荷一起示出了系統(tǒng)10。在所示的實(shí)施例中,載荷是車輛V,如圖中示意性地示出。優(yōu)選地,車輛V是車上沒有駕駛員的先導(dǎo)車輛(也被稱為“無人駕駛車輛”,縮寫為首字母縮略詞UV)。更優(yōu)選地,車輛V是車上沒有駕駛員的先到陸上車輛(也被稱為“無人駕駛陸上車輛”,縮寫為首字母縮略詞UGV)。借助于非限制性例子,車輛V是裝備有主體B的軍用履帶式機(jī)器人,該主體由一對(duì)側(cè)履帶CT1、CT2支撐,并且容納彈藥有效載荷P。
[0013]系統(tǒng)10包括整體用12表示的氣墊結(jié)構(gòu),車輛V必須擱置在該氣墊結(jié)構(gòu)上,并且該氣墊結(jié)構(gòu)適于利用壓力下的流體而膨脹,以便在車輛V已經(jīng)發(fā)射之后自由下落而撞擊地面時(shí)保護(hù)該車輛。具體地,當(dāng)結(jié)構(gòu)12撞擊地面時(shí),自由下落的車輛V積蓄的動(dòng)能從車輛傳遞到該結(jié)構(gòu)12,由此該結(jié)構(gòu)經(jīng)歷變形,于是所述流體被壓縮,并且以逐漸的方式排出到結(jié)構(gòu)之外。
[0014]在圖1至3中,結(jié)構(gòu)12示出為處于其膨脹構(gòu)造。
[0015]結(jié)構(gòu)12包括殼體部分14和支撐部分15,該殼體部分適于容納車輛V,該支撐部分包括多個(gè)管狀元件16,這些管狀元件能夠利用壓力下的流體(例如加壓空氣)而膨脹,從而取得伸展構(gòu)造,在該伸展構(gòu)造中,這些管狀元件支撐殼體部分14。在所示的實(shí)施例中,伸展構(gòu)造對(duì)應(yīng)于管狀元件的主導(dǎo)水平布置。
[0016]此外,結(jié)構(gòu)12包括通氣設(shè)備17 (僅僅在圖1中可見),該通氣設(shè)備適于在結(jié)構(gòu)12與車輛V —體地自由下落且管狀元件16撞擊地面時(shí)使管狀元件16逐漸收縮。
[0017]管狀元件16由膨脹流體不能透過(例如空氣不能透過)的材料制成。
[0018]在第一實(shí)施例中,當(dāng)管狀元件16處于伸展構(gòu)造時(shí),它們沿側(cè)向彼此間隔開,并且優(yōu)選地彼此平行。
[0019]優(yōu)選地,當(dāng)管狀元件16處于伸展構(gòu)造時(shí),它們沿其主延伸方向具有彎曲的形狀,并且趨于彎曲以支撐上覆的殼體部分14,繼而該殼體部分支撐車輛V。有利地,管狀元件16限定的彎曲形狀處于彼此大致平行且與殼體部分14限定的平面大致垂直的平面中。
[0020]在該第一實(shí)施例中,當(dāng)管狀元件16處于伸展構(gòu)造時(shí),它們的凹面面向殼體部分14,也就是在系統(tǒng)10處于其操作條件的情況下面向上。優(yōu)選地,管狀元件16的端部終止于殼體部分14中。
[0021]優(yōu)選地,支撐部分15包括多個(gè)附加管狀元件16,這些附加管狀元件能夠利用壓力下的流體(例如加壓空氣)而膨脹,從而取得伸展構(gòu)造,在該伸展構(gòu)造中,這些附加管狀元件支撐殼體部分14,并且沿著與管狀元件16大致成橫向的方向布置。
[0022]有利地,附加管狀元件18限定的彎曲形狀處于彼此平行、與管狀元件16限定的平面垂直并且與殼體部分14限定的平面垂直的平面中。
[0023]優(yōu)選地,附加管狀元件18具有與以上參考管狀元件16所述的技術(shù)特征相同的技術(shù)特征。為了簡(jiǎn)化起見,以下將不再重復(fù)這樣的技術(shù)特征,并且應(yīng)當(dāng)參考上述說明。
[0024]優(yōu)選地,管狀元件16和附加管狀元件18是相互連接的,并且彼此流體連通。更優(yōu)選地,每個(gè)管狀元件16與所有的附加管狀元件18交叉,并且反之亦然。在第一實(shí)施例中,管狀元件16和附加管狀元件18彼此流體連通,由此形成用于膨脹流體的單個(gè)“網(wǎng)狀”腔室。支撐部分15形成大致船體形(或“龍骨形”)凹入框架或框架結(jié)構(gòu)。這樣的幾何結(jié)構(gòu)對(duì)于沿除了與地面垂直之外的方向吸收沖擊而言是尤其有利的。
[0025]在圖3所示的前正視圖中,管狀元件16優(yōu)選地限定了具有相應(yīng)最大高度的彎曲形狀,該最大高度從處于中心位置的管狀元件16a開始朝向處于結(jié)構(gòu)12周邊的管狀元件16b減小。以舉例的方式,周邊管狀元件16b中的每一個(gè)都具有最大高度Xb,該最大高度小于中心管狀元件16a的最大高度Xa。
[0026]同樣,在圖2所示的側(cè)正視圖中,附加管狀元件18也限定了具有相應(yīng)最大高度的彎曲形狀,該最大高度從處于所述結(jié)構(gòu)12的中心位置的附加管狀元件18開始朝向處于結(jié)構(gòu)12周邊的附加管狀元件18逐漸減小。以舉例的方式,周邊附加管狀元件18b中的每一個(gè)都具有最大聞度Yb,該最大聞度小于中心附加管狀兀件18a的最大聞度Ya。
[0027]有利地而非必要地,殼體部分14可以利用壓力下的流體而膨脹到延伸構(gòu)造(圖1至3)。優(yōu)選地,殼體部分14與支撐部分15流體連通,從而形成用于膨脹流體的單個(gè)腔室。
[0028]在本文所示的第一個(gè)實(shí)施例中,當(dāng)殼體部分14處于其延伸構(gòu)造時(shí),其包括中心底板14a (僅僅在圖1中可見)和周邊邊緣14b,該周邊邊緣利用壓力下的流體而膨脹,圍繞中心底板14a,并且從中心底板凸起。這樣,當(dāng)車輛V抵靠在中心底板14a上時(shí),其被周邊邊緣14b圍繞,從而可以防止其在對(duì)地沖擊之后、在支撐部分15完全收縮之前任何不期望地運(yùn)動(dòng)超過殼體部分14。例如,周邊邊緣14b包括具有管狀形狀的周長(zhǎng)邊緣,其有利地由膨脹流體(優(yōu)選地為空氣)不能透過的材料制成。
[0029]優(yōu)選地,管狀元件16和可能的附加管狀元件18終止于周邊邊緣14b中,并且與該周邊邊緣流體連通,從而作為整體形成用于膨脹流體的單個(gè)空氣腔室,該單個(gè)空氣腔室由殼體部分14和支撐部分15共用。
[0030]優(yōu)選地,結(jié)構(gòu)12包括夾持構(gòu)件20 (僅僅在圖1中可見),該夾持構(gòu)件適于方便夾持系統(tǒng)10,以便與車輛V—體地例如從飛行器發(fā)射而自由下落。例如,夾持構(gòu)件是設(shè)置在殼體部分14上的柄部20。在該第一實(shí)施例中,柄部20位于周邊邊緣14b的相對(duì)兩側(cè)上。
[0031]優(yōu)選地,結(jié)構(gòu)12具有入口 22 (僅僅在圖1中可見),該入口適于聯(lián)接到加壓流體罐(例如容納加壓空氣),以用于使支撐部分15膨脹。在該第一實(shí)施例中,入口 22設(shè)置在支撐部分15上,例如設(shè)置在管狀元件16之一上。然而,在本文沒有示出的其它變型實(shí)施例中,入口 22可以位于結(jié)構(gòu)12的不同位置處。
[0032]通氣設(shè)備可任選地包括多個(gè)通氣閥17,這些通氣閥與支撐部分15連通,并且適于使得該支撐部分逐漸地收縮。優(yōu)選地,通氣閥17設(shè)置在管狀元件16和/或附加管狀元件18上,例如分布在其表面上。在其它的變型中,如果殼體部分14與支撐部分15流體連通,那么作為通氣閥17設(shè)置在支撐部分15上的替代形式或者與通氣閥17設(shè)置在支撐部分15上相結(jié)合地,通氣閥17可以定位在殼體部分14上,例如沿著周邊邊緣14b分布。然而,對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的是,通氣閥17可以布置在結(jié)構(gòu)12的不同位置中。通氣閥17的功能是當(dāng)容納在支撐部分15中的流體的壓力超過預(yù)定閾值時(shí)打開,通常是在支撐部分15對(duì)地撞擊期間打開。
[0033]優(yōu)選地,系統(tǒng)10還包括可釋放的固定裝置(未示出),該固定裝置適于將車輛V在殼體部分14上保持就位。固定裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)帶子,這些帶子適于將車輛V相對(duì)于殼體部分14固定,這些帶子配合有相應(yīng)的可釋放緊固機(jī)構(gòu)。
[0034]例如,帶子可以通過緊固機(jī)構(gòu)的手動(dòng)觸發(fā)而適于圍繞并固定側(cè)履帶CT1、CT2。更優(yōu)選地,固定裝置包括多個(gè)致動(dòng)器,這些致動(dòng)器適于以受控制的方式遠(yuǎn)程地使相應(yīng)的緊固機(jī)構(gòu)失效,從而去除由帶子在殼體部分上產(chǎn)生的約束。
[0035]參考該第一實(shí)施例,系統(tǒng)10可以具有以下可選特征中的一個(gè)或多個(gè),以下僅僅以非限制性的例子提及這些特征:
[0036]-系統(tǒng)10具有的整體尺寸為1,300mmX820mm X400mm,總體積為大約0.2m3,重量為 I.2kg ;
[0037]-管狀元件16、附加管狀元件18和周邊邊緣14b的直徑為10mm;
[0038]-殼體部分14和支撐部分15的各部件由膨脹流體不能透過(例如空氣不能透過)的材料制成,例如由類似例如聚酯或聚氯乙烯的熱塑性聚合物織物制成;優(yōu)選地,聚酯類型是重量為 240g/m2 的 500/5004PU WR FR UV ;
[0039]-殼體部分14和支撐部分15的各部件通過焊接(例如通過高頻焊接(HFW))而組裝,或者通過粘接而組裝;
[0040]-通氣閥17被校準(zhǔn),以便當(dāng)支撐部分15中的壓力達(dá)到0.32巴時(shí)保持連續(xù)地打開;
[0041]-通氣閥17的流量的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)為允許支撐部分15在40秒內(nèi)完全收縮。
[0042]以下將簡(jiǎn)要描述系統(tǒng)10的系統(tǒng)的第一實(shí)施例的操作。
[0043]初始,結(jié)構(gòu)12被收縮并折疊,以便于在例如背包中舒適地運(yùn)輸。
[0044]當(dāng)需要使用系統(tǒng)10時(shí),例如當(dāng)容納車輛V的飛行器飛行時(shí),為了確保車輛的軟著陸,結(jié)構(gòu)12初步展開。
[0045]然后,車輛V被放置在殼體部分14上。
[0046]加壓流體(例如容納在氣缸中的壓縮空氣)罐連接到入口 22,然后支撐部分15膨脹。在這個(gè)階段,管狀元件16、附加管狀元件18和周邊邊緣14b被帶到相應(yīng)的伸展構(gòu)造和相應(yīng)的延伸構(gòu)造,從而還提升車輛V。
[0047]隨后,固定裝置的帶子繞側(cè)履帶CT1、CT2定位,并且通過手動(dòng)地激活相關(guān)的緊固機(jī)構(gòu)而牢固地張緊。
[0048]然后,系統(tǒng)10和上覆的車輛V借助于通過柄部20夾持結(jié)構(gòu)12而進(jìn)行運(yùn)輸,并且被發(fā)射而自由下落。
[0049]當(dāng)結(jié)構(gòu)12撞擊地面時(shí),沖擊引起支撐部分15變形,從而使容納在支撐部分中的流體壓縮,達(dá)到閾值,以打開通氣閥17。這樣,通過通氣閥17的適當(dāng)調(diào)節(jié),流體離開支撐部分15的流動(dòng)確保了管狀元件16、附加管狀元件18和周邊邊緣14b的逐步收縮,直到車輛V抵靠在地面上。
[0050]之后,遠(yuǎn)程地打開帶子緊固機(jī)構(gòu),由此使固定裝置失效并且將車輛V從殼體部分14釋放。
[0051]從而完成軟著陸,并且可以以自身已知的方式遠(yuǎn)程地控制車輛V,同時(shí)系統(tǒng)10準(zhǔn)備再次折疊并帶走以便下次使用。
[0052]參考圖4至6,附圖標(biāo)記110表示根據(jù)本發(fā)明的用于自由下落的載荷的軟著陸系統(tǒng)的第二實(shí)施例。
[0053]與前述實(shí)施例類似的部件和元件或者執(zhí)行與前述實(shí)施例相同功能的部件和元件用相同的字母數(shù)字附圖標(biāo)記表示。為了簡(jiǎn)化起見,這樣的部件和元件的描述在以下將不再重復(fù),應(yīng)當(dāng)參考在第一實(shí)施例的說明中提供的信息。
[0054]關(guān)于在結(jié)構(gòu)和/或功能觀點(diǎn)上與第一實(shí)施例存在顯著差別的那些部件和元件,它們將用相同的字母數(shù)字附圖標(biāo)記加上值100來表示。
[0055]與第一實(shí)施例不同,優(yōu)選地成對(duì)設(shè)置的管狀元件116的凹面背離殼體部分14。
[0056]與第一實(shí)施例不同,管狀元件116限定的弧具有大致相同的最大高度Y (圖5)。優(yōu)選地,管狀元件116限定的弧是平行的,原因是它們具有相同的輪廓。因此,在第二實(shí)施例中,支撐部分15具有大致橋狀(或“弓弩狀”)形狀。
[0057]與第一實(shí)施例不同,附加管狀元件118大致是直的。
[0058]與第一實(shí)施例不同,殼體部分14包括一對(duì)軌道114a,它們中的每一個(gè)都設(shè)置在管狀元件116上,并且適于容納車輛V的特定部分。優(yōu)選地,每個(gè)軌道114a都具有凹槽或座部114b,側(cè)履帶CT1、CT2之一可以聯(lián)接到該凹槽或座部中。
[0059]與第一實(shí)施例類似的是,系統(tǒng)110可以包括入口(之前表示為22)、夾持柄部(之前表示為20)和/或固定裝置。為了簡(jiǎn)化起見,所述元件的技術(shù)規(guī)格不再再次描述,應(yīng)當(dāng)參考第一實(shí)施例的說明。
[0060]該第二實(shí)施例具有的優(yōu)點(diǎn)在于,簡(jiǎn)化了制造系統(tǒng)110的生產(chǎn)過程。
[0061]此外,參考該第二實(shí)施例,系統(tǒng)110可以具有以下可選特征中的一個(gè)或多個(gè),以下僅僅以非限制性的例子提及這些特征:
[0062]-管狀元件116的直徑為150mm;
[0063]-殼體部分14和支撐部分15的各部件由膨脹流體不能透過(例如空氣不能透過)的材料制成,優(yōu)選地由類似例如聚酯或聚氯乙烯(PVC)的熱塑性聚合物織物制成;有利地,聚酯類型是重量為750g/m2的1100/11004PU WR FR UV ;
[0064]-支撐部分15的管狀元件116可以膨脹到0.2巴的壓力;
[0065]-通氣閥17被校準(zhǔn),以便當(dāng)支撐部分15的管狀元件116中的壓力達(dá)到0.22巴時(shí)保持連續(xù)地打開;以及
[0066]-管狀元件116可以利用插入到織物護(hù)套中的中性聚氨酯(PU)的擠出室制成。
[0067]系統(tǒng)110的第二實(shí)施例的操作基本上與參考第一實(shí)施例所述的相同。因此,為了簡(jiǎn)化起見,以下將不再再次描述所述操作,應(yīng)當(dāng)參考第一實(shí)施例的說明。
[0068]當(dāng)能夠共存時(shí),將本文所述和所示的各種變型和實(shí)施例區(qū)分開的技術(shù)特征可以自由地互換。
[0069]當(dāng)然,在不偏離本發(fā)明的原理的情況下,在不脫離所附權(quán)利要求中列出的本發(fā)明的范圍的情況下,針對(duì)在本文中借助非限制性例子描述和圖示的內(nèi)容,各實(shí)施例的形式和實(shí)施細(xì)節(jié)可以充分地變化。
【權(quán)利要求】
1.一種軟著陸系統(tǒng)(10),其用于自由下落的載荷,尤其是用于車輛,例如車上沒有駕駛員的先導(dǎo)車輛(V);所述系統(tǒng)(10)包括氣墊結(jié)構(gòu)(12),所述氣墊結(jié)構(gòu)包括: -殼體部分(14),所述殼體部分適于容納所述載荷(V); -支撐部分(15),所述支撐部分連接到所述殼體部分(14),并且能夠利用壓力下的流體而膨脹;所述支撐部分(15)包括多個(gè)管狀元件(16 ;116),所述多個(gè)管狀元件適于膨脹,從而形成伸展構(gòu)造,在所述伸展構(gòu)造中,所述多個(gè)管狀元件支撐所述殼體部分(14);以及 -通氣設(shè)備(17),當(dāng)所述結(jié)構(gòu)與所述載荷(V) —體地自由下落且所述支撐部分(15)撞擊地面時(shí),所述通氣設(shè)備適于使所述管狀元件(16 ;116)逐步地收縮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中當(dāng)所述管狀元件(16;116)處于所述伸展構(gòu)造時(shí),所述管狀元件沿其主延伸方向具有彎曲形狀,并且趨于彎曲以支撐上覆的所述殼體部分(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng),其中所述支撐部分(15)還包括多個(gè)附加管狀元件(18 ;118),所述多個(gè)附加管狀元件適于利用壓力下的流體而膨脹,從而形成伸展構(gòu)造,在所述伸展構(gòu)造中,所述多個(gè)附加管狀元件與所述管狀元件(16;116)成橫向地設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其中所述管狀元件(16;116)和所述附加管狀元件(18 ;18)彼此相互連接,并且和所述附加管狀元件(18 ;118)彼此流體連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其中當(dāng)所述管狀元件(16)和/或所述附加管狀元件(18)處于其伸展構(gòu)造時(shí),它們的凹面面向所述殼體部分(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng),其中當(dāng)所述管狀元件(16)和/或所述附加管狀元件(18)處于其伸展構(gòu)造時(shí),所述殼體部分(14)抵靠在所述管狀元件和/或所述附加管狀元件的端部上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng),其中每個(gè)管狀元件(16)與所有的附加管狀元件(18)交叉,并且反之亦然。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其中所述殼體部分(14)能夠利用壓力下的流體而膨脹以便處于延伸條件下,并且與所述管狀元件(16)和/或所述附加管狀元件(18)流體連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其中當(dāng)所述管狀元件(116)處于所述伸展構(gòu)造時(shí),它們的凹面面向與所述殼體部分(14)相對(duì)的方向。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng),其中所述殼體部分(14)抵靠在所述管狀元件(116)的中間區(qū)段上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的系統(tǒng),其中所述管狀元件(116)限定了大致具有相同最大高度⑴的彎曲形狀。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其中所述結(jié)構(gòu)(12)還包括可釋放的固定裝置,所述可釋放的固定裝置適于將所述載荷(V)在所述殼體部分(14)上保持就位。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng),其中所述可釋放的固定裝置能夠以受控制的方式遠(yuǎn)程地失效,從而將所述載荷(V)從所述殼體部分(14)釋放。
【文檔編號(hào)】B64C39/02GK104203751SQ201280067932
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月16日
【發(fā)明者】G·弗蘭切斯基, A·焦萬尼尼, F·瓦羅內(nèi) 申請(qǐng)人:奧圖馬股份公司