一种用于充气机翼的充气装置

本发明涉及充气装置领域，尤其涉及一种用于充气机翼的充气装置。

背景技术：

1、充气装置用于给充气机翼充气，使机翼在给定时间内快速达到给定压力，满足充气机翼在飞行、试验等相应工况下的强度和保压等要求。这就要求充气装置具有以下能力：满足规定压力、快速充气、气压检测、压力补充等。

2、充气机翼的性能要求一般由充气机翼与所应用的无人机决定。常见的充气机翼一般应用于航模和小型的无人机，这就决定了相对应的充气装置的充气量小、可到达的压力不高、保压要求低，较为大型的无人机和复杂的使用工况(例如高空、高速、高温等)意味着充气机翼的强度要求高、体积大，能快速成型，保压要求较为严格。因此现有的充气装置不能应用于较为大型的无人机或者要求严格的充气机翼上。因此，如何开发一种用于充气机翼的充气装置成为本领域内技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于充气机翼的充气装置，解决现有的充气装置不能应用于较为大型的无人机或者要求严格的充气机翼上的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明一种用于充气机翼的充气装置，包括高压储气瓶、第一气管、调压阀、流体控制阀和第二气管，所述高压储气瓶通过第一气管连接调压阀，所述调压阀上设置有流体控制阀，所述流体控制阀通过分流装置连接数个第二气管，所述第二气管连接充气机翼的充气嘴；所述调压阀和流体控制阀通过线缆连接控制台。

4、进一步的，所述分流装置上设置有压力变送器，所述压力变送器通过线缆连接控制台。

5、进一步的，所述调压阀上设置有与所述第一气管配合的管接头。

6、进一步的，当控制台作为地面测试设备时，控制台通过线缆连接调压阀、流体控制阀和压力变送器；当控制台作为机载设备时，控制台直接连接无人机的控制系统。

7、进一步的，所述高压储气瓶中的气体依次经过第一气管、调压阀、流体控制阀、分流装置和第二气管后到达充气机翼。

8、进一步的，所述高压储气瓶中填充氮气或氦气。

9、进一步的，所述调压阀用于调节充气流量，并显示高压储气瓶内的压力，调压阀上设置有调节旋钮。

10、进一步的，所述分流装置将来流分为数路气流，每一路各自对应一个充气机翼的充气嘴；所述充气机翼因其构造特点决定了本身分为数个气室，每个气室只在翼梢处相互联通，而翼根处相互隔离。

11、进一步的，所述分流装置的下方设置有压力变送器，所述压力变送器通过线缆接入控制台，在充气和保压过程中，由其监测充气机翼中的压力，并采集压力信号，在控制台的界面实时显示。

12、一种机翼充气方法，其特征在于包括如下步骤：

13、第一步、控制台首先进入初始状态，在此过程中，流体控制阀、调压阀的流量控制根据指令进入初始的状态；

14、第二步、开始，由控制台输入是否进行充气的命令，地面状态时能够通过操作界面人为输入，工作状态时由无人机飞控根据飞机状态给与是否充气的指令；

15、第三步、确认充气后，流体控制阀动作，高压储气瓶和充气机翼之间形成通路，开始充气，控制台通过压力变送器实时监测充气机翼内的压力值，判断该压力值达到设定的保压下限值时，调压阀工作，降低充气流量并充气，否则继续按初始流量充气；

16、第四步、当监测到充气机翼的压力值达到设定的保压上限时，流体控制阀动作，并停止充气，否则继续充气，直至达到上述要求停止充气；上述从开始充气到停止充气的过程，即是充气机翼从收束状态到达展开成型的一个完整过程；

17、第五步、停止充气后，由控制台继续实时监测充气机翼内压力，当检测到充气机翼内压力低于保压下限时，流体控制阀动作，以低流量向充气机翼内补偿气体，直至达到保压要求，在这个过程中需要由调压阀监测高压储气瓶内剩余压力，并反馈到控制台，当剩余压力小于设定值时，高压储气瓶不再具有向充气机翼内补偿气体的能力，结束充气装置的所有工作过程。

18、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

19、本发明用于充气机翼的充气装置的充气过程简单可靠，充气装置结构简洁、重量轻，适合在有减重要求的无人机上安装排布，充气装置的数据采集和控制直接集成于无人机总控制端；本发明用于充气机翼的充气装置通过调压阀控制充气流量，使该装置能够适配更多不同体积、气压要求的充气机翼；本发明用于充气机翼的充气装置根据充气机翼的特殊结构(充气机翼内部通过“拉条”将整体划分成大小不一、距离不等的数个单独气室，每个气室仅在翼梢处相互联通)，使用分流装置将需要充入的总气体分成数股出口流，每一股连接到充气机翼的一个气室(直径过小的气室不适宜接入分流口，由附近的大气室间扩散即可满足要求)，再通过调节总充气流量、分流口的直径，可以达到快速充气的要求，满足无人机在高空抛放等工况下，充气机翼由卷束的收纳状态到饱压成型的快速展开要求；本发明用于充气机翼的充气装置实时监测充气机翼内气压，并应对气压的变化向充气机翼补偿气体，明显的提高了充气机翼的保压能力，满足充气机翼在常规和特殊工况下的性能要求；总的来说，本发明用于充气机翼的充气装置能满足充气机翼所要求的较高充气压力、快速充气、气压监测、气量补充和气压维持能力，有效解决了现有的充气装置不能应用于较为大型的无人机或者要求严格的充气机翼上的问题。

技术特征：

1.一种用于充气机翼的充气装置，其特征在于：包括高压储气瓶(1)、第一气管(2)、调压阀(4)、流体控制阀(5)和第二气管(6)，所述高压储气瓶(1)通过第一气管(2)连接调压阀(4)，所述调压阀(4)上设置有流体控制阀(5)，所述流体控制阀(5)通过分流装置(9)连接数个第二气管(6)，所述第二气管(6)连接充气机翼(11)的充气嘴(12)；所述调压阀(4)和流体控制阀(5)通过线缆(8)连接控制台(7)。

2.根据权利要求1所述的用于充气机翼的充气装置，其特征在于：所述分流装置(9)上设置有压力变送器(10)，所述压力变送器(10)通过线缆(8)连接控制台(7)。

3.根据权利要求1所述的用于充气机翼的充气装置，其特征在于：所述调压阀(4)上设置有与所述第一气管(2)配合的管接头(3)。

4.根据权利要求1所述的用于充气机翼的充气装置，其特征在于：当控制台(7)作为地面测试设备时，控制台(7)通过线缆(8)连接调压阀(4)、流体控制阀(5)和压力变送器(10)；当控制台(7)作为机载设备时，控制台(7)直接连接无人机的控制系统。

5.根据权利要求1所述的用于充气机翼的充气装置，其特征在于：所述高压储气瓶(1)中的气体依次经过第一气管(2)、调压阀(4)、流体控制阀(5)、分流装置(9)和第二气管(6)后到达充气机翼(11)。

6.根据权利要求1所述的用于充气机翼的充气装置，其特征在于：所述高压储气瓶(1)中填充氮气或氦气。

7.根据权利要求1所述的用于充气机翼的充气装置，其特征在于：所述调压阀(4)用于调节充气流量，并显示高压储气瓶(1)内的压力，调压阀(4)上设置有调节旋钮。

8.根据权利要求1所述的用于充气机翼的充气装置，其特征在于：所述分流装置(9)将来流分为数路气流，每一路各自对应一个充气机翼(11)的充气嘴(12)；所述充气机翼(11)因其构造特点决定了本身分为数个气室，每个气室只在翼梢处相互联通，而翼根处相互隔离。

9.根据权利要求1所述的用于充气机翼的充气装置，其特征在于：所述分流装置(9)的下方设置有压力变送器(10)，所述压力变送器(10)通过线缆(8)接入控制台(7)，在充气和保压过程中，由其监测充气机翼(11)中的压力，并采集压力信号，在控制台(7)的界面实时显示。

10.一种采用权利要求1至9任意一项所述的用于充气机翼的充气装置的机翼充气方法，其特征在于包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种用于充气机翼的充气装置，包括高压储气瓶、第一气管、调压阀、流体控制阀和第二气管，高压储气瓶通过第一气管连接调压阀，调压阀上设置有流体控制阀，流体控制阀通过分流装置连接连接充气机翼的充气嘴；调压阀和流体控制阀通过线缆连接控制台。分流装置上设置有压力变送器，压力变送器通过线缆连接控制台。高压储气瓶中的气体依次经过第一气管、调压阀、流体控制阀、分流装置和第二气管后到达充气机翼。本发明用于充气机翼的充气装置能满足充气机翼所要求的较高充气压力、快速充气、气压监测、气量补充和气压维持能力，有效解决了现有的充气装置不能应用于较为大型的无人机或者要求严格的充气机翼上的问题。技术研发人员：唐继伟,蒲书敏,包永红,龙晓丹,罗宏受保护的技术使用者：上海交通大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18