[实用新型]一种气动肌肉伞带可变形降落伞

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种降落伞，尤其涉及一种气动肌肉伞带可变形降落伞。

背景技术

降落伞主要由伞衣、引导伞、伞绳、开伞部件和伞包等组成。在空投时，降落点的位置取决于空投出的降落伞的运行轨迹以及风速、风向等环境因素。空投受风的影响很大，通常空投运输机的飞行高度要低于660米，否则空投的补给就会像天女散花一般散落在各处，但飞行高度太低，又会被地面防空击落的危险。

传统空投作业采用弹道式圆形伞系统，投放后，由于无可主动变形装置，无法进行操纵。近年来精确空投系统得到了广泛的研究。精确空投系统的目标是提供迅速、准确、低成本的空投。目前实现精确空投的方法分为两种：投前精确模型预测、规划和计算(如美国的PADS系统)，和投后主动调节位姿方式(即制导与控制空投系统，包含制导、导航、控制电子元件以及软件，风探测器，以及机电式作动器，如美国的AGAS系统，GDS系统)。前者根据载荷重量、环境大气测量值、风速信息和精确的空投动力学模型，计算复杂。另外由于数据是投前获取的，与实际数据有误差，所以精度会有变化。后者，需要作动器，如电机、螺旋桨发动机、惯性制导作动装置等，可实现远距离飞行。

常见的投后主动调节装置普遍都很复杂，成本高，重量大，所需的能耗大。低成本、高效率实现降落轨迹主动调节的研究重点集中在了可变长度伞绳和可变形伞衣两方面。

美国的RAD(小型可操纵空气冲压)漏斗形降落伞，在接近预定高度时，会释放一个大的引导伞，接着又抽出一个或多个大的传统的圆形回收伞，具有缩短空投时间的优点，但需要多个伞。

美国研究利用形状记忆合金丝来制作伞绳，利用给形状记忆合金丝加热来改变伞绳的长度，从而来调节降落轨迹。但由于合金丝变形速度慢，此方法需用于高空空投，以便给形状记忆合金丝加热和冷去留有足够的时间。气动肌肉是一种新型的驱动器，具有动作快，功率/重量比高等优点，目前正在被研究用于可变长度伞绳。

目前投后主动调节位姿的精确空投系统复杂，成本高，精度不高。实验得知，在3000米高度，投放精度为100米左右，存在的缺点有：

采用的作动器，如电机、螺旋桨发动机等，能耗大，重量沉，成本高；

采用的调节方法调节量有限，如AGAS采用气动肌肉调节伞绳长度，对伞衣进行间接的变形调节，调节量有限；

采用的调节方法复杂，如RAD需要采用多个不同的伞，操作复杂；偏重于对降落姿态的控制，对降落速度的控制考虑较少。

我国的专利检索还没有发现有相关的专利，美国的AGAS(《期刊》)介绍了利用气动肌肉伞绳的降落伞装置，通过主动伸长或缩短伞绳，利用降落伞系留点与空投装备重心的相对关系控制装备的下降姿态。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种低功耗、低成本、结构简单的伞带可调节的可变形降落伞，该降落伞可实现降落速度和落点的调节。

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案为：

本实用新型包括可变形的伞衣、高压气囊、气动肌肉、电磁阀、电源、伞绳、挂物平台、GPS模块、风速传感器、速度传感器、驱动器和控制单元。

半球面状的伞衣边沿处与多根伞绳的一端连接，多根伞绳的另一端均与挂物平台连接，伞衣内表面布置有伞带网，所述的伞带网由多根沿半球面状伞衣的经线和纬线方向上的伞带组成，经线上的伞带有6～10根，经线上的伞带呈均匀分布，纬线上的伞带有3～8根，经线上的伞带与纬线上的伞带交接处设置有固定在伞衣上的伞带连接件，伞带连接件将经线上的伞带和纬线上的伞带分为多段伞带段，每段伞带段上串接有调节伞带长度的气动肌肉，该气动肌肉为采用不对称壁厚橡胶管结构的特殊气动肌肉。气动肌肉的气体出入端与电磁阀的气体输出端连接，电磁阀的气体输入端与高压气囊连通；驱动器输出端与电磁阀的驱动端连接，驱动器输入端与控制单元的信号输出端连接；用于降落伞定位的GPS模块输出端连接至控制单元的信号输入端，测量当前风速的风速传感器和测量降落伞降落速度的速度传感器分别与控制单元的信号输入端连接；电源为驱动器和控制单元供电。