一种水面飞行器着水载荷减缓辅助装置及其控制方法

专利2026-02-24  3


本发明属于水上飞机着水,涉及了一种用于水上飞机着水过程中降载的装置;特别的涉及了一种水面飞行器着水载荷减缓辅助装置及其控制方法。


背景技术:

1、传统的水上飞机着水过程中,由于冲击力较大,容易造成水上飞机结构的损坏和乘客的不安全;现有的着水降载技术主要依赖于被动缓冲结构,难以应对复杂多变的水面环境,且控制精度低,难以确保平稳着水。


技术实现思路

1、针对上述问题,本发明目的提供了一种水面飞行器着水载荷减缓辅助装置及其控制方法。

2、本发明的技术方案是:本发明所述的一种水面飞行器着水载荷减缓辅助装置,包括相互连接的收缩杆组件(1)、升降组件(2)、水橇组件(3)及转向组件(4);

3、所述收缩杆组件(1)包括相连的两个伸缩杆,其一端与转向组件(4)相连,另一端与升降组件(2)相连,

4、所述升降组件(2)的另一端连接在水橇组件(3)上;

5、在所述收缩杆组件(1)内安置有电动马达,其通过导线连接在ecu上。

6、进一步的,所述升降组件(2)包括阻尼系统(201)、转向泵(202)、节点夹二(203)、转向杆(204)和转舵杆(205);

7、所述阻尼系统(201)的中端位置通过螺栓与转向泵(202)的上端固定连接,其底端通过安置的紧固螺栓与转舵杆(205)相铰接;

8、所述转向泵(202)的下端与转向杆(204)的一端铰接;

9、所述节点夹二(203)通过螺栓和弹簧与转舵杆(205)铰接;

10、所述转舵杆(205)通过螺栓分别与阻尼系统(201)及转向杆(204)铰接、且与水橇组件(3)固定连接。

11、进一步的,所述阻尼系统(201)包括延伸管(20101)、节点杆(20102)和节点夹一(20103);

12、所述延伸管(20101)通过安置的空气活塞(20104)与节点杆(20102)相连接,所述节点夹一(20103)通过缠绕在其上的弹簧及中部的油活塞(20105)与节点杆(20102)相连接;

13、在所述节点夹一(20103)的中下部安置有油封一(20106)。

14、进一步的,在所述阻尼系统(201)内还安置有控制器、且通过导线连接在ecu上。

15、进一步的,所述转向泵(202)包括转向泵壳(20201)、泵帽(20202)、泵活塞(20204)、油封二(20206)、泵转向杆(20207);

16、所述转向泵壳(20201)与泵帽(20202)固定连接;

17、所述泵活塞(20204)通过安置的平衡弹簧(20203)与转向泵壳(20201)及泵帽(20202)相连接;

18、所述泵转向杆(20207)与泵活塞(20204)通过安置的连接头(20205)和其上的油封二(20206)相铰接。

19、进一步的,在所述转向泵(202)内还安置有控制器,其通过导线连接在ecu上。

20、进一步的,所述转向杆(204)包括y型上拉杆(20401)、x型下拉杆(20402);

21、所述y型上拉杆(20401)与x型下拉杆(20402)通过油封和紧固螺栓铰接;

22、所述y型上拉杆(20401)用于连接和固定整个装置的各个部分,所述x型下拉杆(20402)用于将y型上拉杆(20401)与其他组件进行连接。

23、进一步的,所述转向组件(4)包括转子马达(401)、从动齿轮(402)和转动齿轮(403);

24、所述转动齿轮(403)和从动齿轮(402)啮合连接,所述转动齿轮(403)通过安置的支撑杆(404)与转子马达(401)固定连接,所述从动齿轮(402)与收缩杆组件(1)的两个伸缩杆相连。

25、进一步的,还包括传感器组件、执行机构及通讯模块;

26、所述传感器组件通过导线与ecu相连接,其包括水压传感器、加速度传感器、超声波传感器及激光测距仪;

27、在所述ecu的内部包括有一个高性能处理器和存储器。

28、进一步的,所述的一种水面飞行器着水载荷减缓辅助装置的控制方法,其操作步骤如下:

29、步骤(1):水上飞机准备着水时,传感器组件实时监测并获取飞机的姿态数据,并将这些数据传输至ecu进行处理;

30、步骤(2):ecu利用其高性能处理器分析传感器数据,计算出最佳的着水姿态和降载策略,并将对应的控制信号发送至执行机构;

31、步骤(3):执行机构接收到控制信号后,通过电动机、转子马达(401)和阻尼系统(201)的操作,精确调整水橇组件(3)、收缩杆组件(1)及转向组件(4)的位置和角度,以确保飞机平稳着水并降低冲击力;

32、步骤(4):通讯模块在整个过程中持续将关键数据传输至地面控制台,使操作员实时监控飞行器状态,并根据需要进行手动调整;

33、步骤(5):在着水过程中,传感器组件持续监测飞行器及环境状态的变化,并将更新的数据反馈给ecu,ecu根据这些实时数据动态调整控制信号,以确保整个着水过程的平稳性和安全性。

34、本发明的有益效果是:1、显著降低着水冲击力:本装置通过先进的阻尼系统和转向泵技术,有效减缓了水上飞机着水时的冲击力,从而极大地保护了飞机结构安全;这种冲击力的减少对于延长飞机使用寿命和降低维护成本具有重要意义;2、提高着水姿态和降载方式的准确性:本装置配备的高精度传感器和先进的控制系统,能够实时监测飞机的姿态、速度、距离水面高度等关键参数,并通过智能算法计算出最佳的着水姿态和降载方式;这种高度的准确性和精确性确保了水上飞机能够安全、稳定地着水,提高了飞行的安全性;3、增强系统的自适应性:本装置能够适应不同水域条件和气象条件的变化,如波浪、风速、风向等,通过自动调整着水姿态和降载方式,确保飞机在各种环境下都能安全着水;4、降低维护成本和延长使用寿命:本装置采用模块化设计,便于维护和更换部件;同时,通过减少着水时的冲击力和摩擦磨损,本装置能够降低飞机结构的损伤程度,从而延长其使用寿命;其降低了维护成本,提高了经济效益;5、增强可调节性:设计中的可调节组件允许更精确地调整装置,以适应不同的工作条件和环境;6、提高密封性:高效的密封设计有效防止了外界水分和杂质的侵入,保障了系统的正常运行;7、提高空间利用率:紧凑的设计提升了装置的空间利用率,减少了对飞机内部空间的占用;8、力传递效率较高:通过精心设计的各个组件和整体结构,力在传递过程中得以有效分配和吸收,避免了力损失和应力集中现象;不仅提高了系统的稳定性和安全性,还确保了在不同条件下的高效运行。



技术特征:

1.一种水面飞行器着水载荷减缓辅助装置,其特征在于,包括相互连接的收缩杆组件(1)、升降组件(2)、水橇组件(3)及转向组件(4);

2.根据权利要求1所述的一种水面飞行器着水载荷减缓辅助装置,其特征在于,所述升降组件(2)包括阻尼系统(201)、转向泵(202)、节点夹二(203)、转向杆(204)和转舵杆(205);

3.根据权利要求2所述的一种水面飞行器着水载荷减缓辅助装置,其特征在于,所述阻尼系统(201)包括延伸管(20101)、节点杆(20102)和节点夹一(20103);

4.根据权利要求3所述的一种水面飞行器着水载荷减缓辅助装置,其特征在于,在所述阻尼系统(201)内还安置有控制器、且通过导线连接在ecu上。

5.根据权利要求2所述的一种水面飞行器着水载荷减缓辅助装置,其特征在于,所述转向泵(202)包括转向泵壳(20201)、泵帽(20202)、泵活塞(20204)、油封二(20206)、泵转向杆(20207);

6.根据权利要求5所述的一种水面飞行器着水载荷减缓辅助装置,其特征在于,在所述转向泵(202)内还安置有控制器,其通过导线连接在ecu上。

7.根据权利要求2所述的一种水面飞行器着水载荷减缓辅助装置,其特征在于,所述转向杆(204)包括y型上拉杆(20401)、x型下拉杆(20402);

8.根据权利要求1所述的一种水面飞行器着水载荷减缓辅助装置,其特征在于,所述转向组件(4)包括转子马达(401)、从动齿轮(402)和转动齿轮(403);

9.根据权利要求1所述的一种水面飞行器着水载荷减缓辅助装置,其特征在于,还包括传感器组件、执行机构及通讯模块;

10.如权利要求1-9任意一项所述的一种水面飞行器着水载荷减缓辅助装置的控制方法,其特征在于,其操作步骤如下:


技术总结
本发明公开了一种水面飞行器着水载荷减缓辅助装置及其控制方法;属于水上飞机着水技术领域,包括相互连接的收缩杆组件、升降组件、水橇组件及转向组件;所述水橇组件与升降组件通过铰链连接,升降组件与收缩杆组件的伸缩杆相连,所述收缩杆组件的伸缩杆与转向组件连接,所述的转向组件与水上飞机底部固定。本发明通过上述组件的协调控制,实现水上飞机平稳着水并有效降低冲击力;本装置具备高精度传感器、ECU冗余设计及智能控制算法,显著提高了着水安全性和系统鲁棒性。

技术研发人员:何文涛,付昊轩,胡育华,祁玉,邵奕旻
受保护的技术使用者:中国海洋大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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