一種用於浮空器頭部系留和防撞的頭錐裝置的製作方法

2023-05-05 21:19:24

本發明屬於系留氣球的地面錨泊領域，具體地說，它涉及一種用於浮空器頭部系留和防撞的頭錐裝置。

背景技術：

浮空器是利用浮力實現空中浮升，作為各種通訊、監測和雷達等設備的搭載平臺，具有非常重要的作用和無可比擬的優勢。浮空器的系留主要通過頭部系留裝置固定在地面系留設施上實現長時間的駐留。

現有200m3～6000m3浮空器產品存在以下幾種問題：

(1)浮空器產品地面系留時採用硬連接，忽略其俯仰和旋轉所帶來的影響；

(2)頭部系留裝置與浮空器囊體分離，不隨浮空器飛行，雖然地面系留時可以防止囊體撞擊系留設施，但空中飛行無法阻止高速氣動壓力對浮空器頭部的衝擊，浮空器頭部會以此產生凹陷，失去原有的氣動外形。頭部系留裝置與浮空器囊體分離帶來的另一個問題就是地面系留時載荷集中在一點，無法分散。

(3)為提高載荷分散能力，增大頭部系留裝置尺寸，使得浮空器重量增加，影響其性能。

技術實現要素：

本發明的主要目的在於針對上述問題，提供了一種用於浮空器頭部系留和防撞的頭錐裝置。

一種用於浮空器頭部系留和防撞的頭錐裝置，包括系留機構1、傘狀骨架2和兩個以上的拉索機構3。所述傘狀骨架2設有綁紮環21、兩個以上的斜撐管22、連接盤23、中心軸24和管套25，所述管套25的外圓周邊均布連接兩個以上的斜撐管22的一端，形成傘狀錐形骨架，兩個以上的斜撐管22的另一端連接綁紮環21，所述綁紮環21綁紮在浮空器頭部；所述中心軸24穿過管套25內孔，並從傘狀骨架2傘狀錐形骨架頂部伸出，在中心軸24伸出端端部通過軸銷活絡連接系留機構1的一端，所述系留機構1的另一端連接到地面系留設備上。所述中心軸24與管套25之間實現自由轉動。所述傘狀錐形骨架的錐頂位置連接連接盤23，所述連接盤23的周邊均布連接兩個以上的拉索機構3的一端，所述拉索機構3的另一端連接到浮空器頭部。

進一步限定的技術方案如下：

所述系留機構1包括空芯拉杆11、系留拉索12、銷軸13和圓柱銷14。所述空芯拉杆11為管狀結構，管狀內孔為兩級臺階圓孔，大孔端設有槽口111，槽口111的管壁上設有垂直與槽口111的銷軸孔112，臨近槽口111處的管壁上設有圓柱銷孔113，所述圓柱銷孔113與銷軸孔112相平行；所述銷軸13穿過銷軸孔112將空芯拉杆11與中心軸24的端部活絡連接；所述圓柱銷14穿過圓柱銷孔113將系留拉索12的一端固定於空芯拉杆11上，所述系留拉索12的另一端從空芯拉杆11的小孔端伸出，並連接到地面系留設施上；所述空芯拉杆11的小孔端的外圓上設有球面114。

所述綁紮環21為圓環形結構，綁紮環21上均布兩個以上的三通接頭26，通過三通接頭26連接斜撐管22的一端。

所述斜撐管22包括主管221、副管222和連接螺栓27，所述副管222的一端傾斜連接於主管221的一端形成人字形結構，主管221和副管222之間z字形布置四根加強管，所述主管221和副管222的自由端均設有連接孔223，利用連接螺栓27通過主管221的連接孔223，將主管221的自由端與管套25、連接盤23相連接。

所述中心軸24從一端開始依次設有扁勢241、第一圓凸臺242、第二圓凸臺243、第三圓凸臺244、外螺紋245；所述扁勢241上設有圓孔，通過所述圓孔和系留機構1連接。所述外螺紋245上設有鎖緊螺母28和圓壓板29，所述圓壓板29安裝在管套25的端部，安裝時，第二圓凸臺243和圓壓板29構成中心軸24的軸向限位。

所述管套25為圓管狀結構，一端設有圓凸臺法蘭251，另一端設有環槽式法蘭252，所述圓凸臺法蘭251和環槽式法蘭252上都均布八個的安裝孔，所述圓凸臺法蘭251與主管221的自由端連接，所述環槽式法蘭252與副管222的自由端連接。

所述拉索機構3包括固定螺栓31、叉狀拉索32、滑輪33、直拉索34、正螺紋杆35、調節螺杆36、反螺紋杆37、第一接頭38和第二接頭39。滑輪33與直拉索34的一端相連，叉狀拉索32繞過滑輪33呈v字狀，兩端長度可根據受力情況自由調節，所述叉狀拉索32的兩端均設有抓手6，所述抓手6與浮空器囊體相連；所述直拉索34的另一端依次連接第一接頭38、正螺紋杆35、調節螺杆36、反螺紋杆37和第二接頭39，通過第二接頭39和連接盤23連接。

所述綁紮環21根據浮空器的規格不同設計直徑，直徑的取值範圍是1.5m～2.4m。

所述傘狀骨架2為鋁合金型材製作，表面導電氧化處理。

本發明的有益技術效果是：

(1)通用性好：本發明適用於200m3～6000m3浮空器。

(2)剛度高：本發明採用傘狀錐形骨架結構設計使其具有足夠的剛度保證浮空器囊體不易變形，同時可以防止地面系留時颶風將浮空器撞向系留設施時而損傷囊體。

(3)延長系留拉索的壽命，本發明在地面系留時可實現浮空器的俯仰、旋轉及滾轉，避免了剛性連接而造成的系留拉索的折傷。

(4)本發明可以將浮空器頭部較大的集中載荷均勻擴散到囊體上。

(5)本發明重量輕、尺寸小，便於運輸和安裝。

(6)本發明表面導電氧化處理，能適應各種惡劣氣候環境。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的結構地面系留和俯仰功能示意圖。

圖3為本發明的傘狀骨架結構示意圖。

圖4為本發明的斜撐管結構示意圖。

圖5為本發明的傘狀骨架安裝及旋轉功能示意圖。

圖6為本發明的拉索機構安裝示意圖。

圖7為本發明的拉索機構結構示意圖。

圖8為本發明的空芯拉杆結構示意圖。

圖9為本發明的中心軸結構示意圖。

圖10為本發明的套管結構示意圖。

圖11為本發明的使用狀態示意圖。

上圖中序號：

1-系留機構、2-傘狀骨架、3-拉索機構、4-地面系留設施、41-電動卡爪、5-牽引電機、6-抓手、7-浮空器；

11-空芯拉杆、111-槽口、112-銷軸孔、113圓柱銷孔、114-球面、12-系留拉索、13-銷軸、14-圓柱銷；

21-綁紮環、22-斜撐管、221-主管、222-副管、223連接孔、23-連接盤、24-中心軸、241-扁勢、242-第一圓凸臺、243-第二圓凸臺、244-第三圓凸臺、245-外螺紋、25-套管、251-圓凸臺法蘭、252-環槽式法蘭、26-三通接頭、27-連接螺栓、28-鎖緊螺母、29-圓壓板；

31-固定螺栓、32-叉狀拉索、33-滑輪、34-直拉索、35-正螺紋杆、36-調節螺杆、37-反螺紋杆、38-第一接頭、39-第二接頭。

編號說明：雙位數序號是對應的單位數序號的子零件，如22-斜撐管是2-傘狀骨架的子零件。

具體實施方式

下面結合附圖，通過實施例對本發明作進一步地說明。

實施例一：本實施例適用於3500m3～6000m3浮空器。

參見圖1，一種用於浮空器頭部系留和防撞的頭錐裝置，包括系留機構1、傘狀骨架2和八個的拉索機構3。

參見圖2和圖8,所述系留機構1包括空芯拉杆11、系留拉索12、銷軸13和圓柱銷14。所述空芯拉杆11為管狀結構，管狀內孔為兩級臺階圓孔，大孔端設有槽口111，槽口111的管壁上設有垂直與槽口111的銷軸孔112，臨近槽口111處的管壁上設有圓柱銷孔113，所述圓柱銷孔113與銷軸孔112相平行；所述銷軸13穿過銷軸孔112將空芯拉杆11與中心軸24的端部活絡連接；所述圓柱銷14穿過圓柱銷孔113將系留拉索12的一端固定於空芯拉杆11上，所述系留拉索12的另一端從空芯拉杆11的小孔端伸出，並連接到地面系留設施4上；所述空芯拉杆11的小孔端的外圓上設有球面114。

參見圖3～圖5,傘狀骨架2包括綁紮環21、斜撐管22、連接盤23、中心軸24、套管25、三通接頭26、連接螺栓27、鎖緊螺母28和圓壓板29。八個的斜撐管22均勻分布在套管25的周邊，所述斜撐管22包括主管221、副管222和連接螺栓27，所述副管222的一端傾斜連接於主管221的一端形成人字形結構，主管221和副管222之間z字形布置四根加強管，所述主管221和副管222的自由端均設有連接孔223，利用連接螺栓27通過主管221的連接孔223，將主管221的自由端與管套25、連接盤23相連接。所述斜撐管22的另一端通過三通接頭26與綁紮環21焊接在一起，形成一個整體傘狀錐形骨架結構，使頭錐具有足夠的剛度抵禦浮空器頭部的載荷，保證浮空器囊體不變形。綁紮環21通過繩索與浮空器囊體連接，可以將空芯拉杆11上的集中載荷有效的分散到囊體上。所述綁紮環21的直徑為2.4m。

參見圖6、圖7，所述拉索機構3包括固定螺栓31、叉狀拉索32、滑輪33、直拉索34、正螺紋杆35、調節螺杆36、反螺紋杆37、第一接頭38和第二接頭39。滑輪33與直拉索34的一端相連，叉狀拉索32繞過滑輪33呈v字狀，兩端長度可根據受力情況自由調節，所述叉狀拉索32的兩端均設有抓手6，所述抓手6與浮空器囊體相連。所述直拉索34的另一端依次連接第一接頭38、正螺紋杆35、調節螺杆36、反螺紋杆37和第二接頭39，通過第二接頭39和連接盤23連接。拉索機構3可以分擔傘狀骨架2上的載荷。

參見圖9，所述中心軸24從一端開始依次設有扁勢241、第一圓凸臺242、第二圓凸臺243、第三圓凸臺244、外螺紋245；所述扁勢241上設有圓孔，通過所述圓孔和系留機構1連接。所述外螺紋245上設有鎖緊螺母28和圓壓板29，所述圓壓板29安裝在管套25的端部，安裝時，第二圓凸臺243和圓壓板29構成中心軸24的軸向限位。所述圓壓板29周邊設有均布的八個圓孔，中間設有中心孔，所述中心孔與中心軸24的對應軸頸為間隙配合。

參見圖10，所述管套25為圓管狀結構，一端設有圓凸臺法蘭251，另一端設有環槽式法蘭252，所述圓凸臺法蘭251和環槽式法蘭252上都均布八個的安裝孔，所述圓凸臺法蘭251與主管221的自由端連接，所述環槽式法蘭252與副管222的自由端連接。

參見圖11，使用時，系留拉索12穿過地面系留設施4後與牽引電機5連接，牽引電機5帶動空芯拉杆11插入地面系留設施4內，空芯拉杆11到達指定位置後，地面系留設施4內的電動爪卡41卡緊空芯拉杆11下部球面114，所述球面114可以保證整個浮空器7在風的作用下繞電動爪卡41旋轉時不掙脫出來。中心軸24和空芯拉杆11通過銷軸13形成旋轉副，浮空器受到風力影響時可繞銷軸13翻轉；浮空器7連同傘狀骨架2和八個拉索機構3一起圍繞中心軸24旋轉。

實施例二：本實施例適用於1000m3～3400m3浮空器。

一種用於浮空器頭部系留和防撞的頭錐裝置，包括系留機構1、傘狀骨架2和六個的拉索機構3。所述傘狀骨架2包括六個斜撐管22和綁紮環21；所述綁紮環21的直徑為1.8m。其餘結構參見實施例一。

實施例三：本實施例適用於200m3～900m3浮空器。

一種用於浮空器頭部系留和防撞的頭錐裝置，包括系留機構1、傘狀骨架2和三個的拉索機構3。所述傘狀骨架2包括三個斜撐管22和綁紮環21；所述綁紮環21的直徑為1.5m。其餘結構參見實施例一。

以上內容並非對本發明的結構、形狀作任何形式上的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。