闭锁器、闭锁套件及平流层飞艇的制作方法

1.本发明涉及飞艇技术领域，尤其涉及一种闭锁器、闭锁套件及平流层飞艇。

背景技术：

2.平流层飞艇具有非常广泛的军事及民用价值，例如在通信、遥感、空间观测和大气测量等方面都具有极大的应用价值。飞艇属于浮空器的一种，是利用轻于空气的气体来提供升力的航空器。飞艇获得的升力主要来自其内部充满的比空气轻的气体，如氢气、氦气等。
3.正在研制的平流层飞艇因为下降的过程中需要保形，必须往艇内输入空气使平流层飞艇的重量增加形成重力大于浮力以后，平流层飞艇才能保形下降。平流层飞艇在下降过程中，通过激流层时会被急风吹走而偏离至预定降落点很远的区域。输入空气的鼓风机需要耗费很大的能源，得到平流层飞艇下降靠近地面时能源已所剩无几。系统剩余能量(包括太阳能电池和储能电池的能力)不足以提供给平流层飞艇低空返场。另外，由于平流层飞艇体积庞大，从偏离至预定降落点很远的区域转运到艇库十分困难。
4.现有技术使用火工品爆破撕裂平流层飞艇的外囊体，释放氦气后使飞艇破裂跌落进而实现在预定区域返场。但是，重金打造的平流层飞艇从高空坠落后产生冲击力使飞艇上的设备、电池组、囊体材料等严重损毁，不能够重复使用，造成极大的浪费。
5.因此，需要提供一种能够帮助平流层飞艇进行拖拽的闭锁器、闭锁套件及平流层飞艇，能够保证平流层飞艇顺利与拖拽飞艇在空中连接，并安全、完整地返场。
6.在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

7.本发明主要目的是克服平流层飞艇难以回收返场的问题，提供一种能够帮助平流层飞艇进行拖拽的闭锁器、闭锁套件及平流层飞艇，能够保证平流层飞艇顺利与拖拽飞艇在空中连接，并保证平流层飞艇安全、完整地返场。
8.为实现上述的目的，本发明第一方面提供了一种闭锁器，包括：
9.锁紧器平台，设有一凹槽及一腔室，该凹槽的壁上设有一连通该腔室的开口；
10.锁舌齿轮，设置在该腔室内；
11.锁舌齿条，设置在该腔室内，与锁舌齿轮啮合，在锁舌齿轮的带动下可通过所述开口伸出腔室至凹槽内；
12.锁钩齿轮，固定连接在锁紧器平台的外侧；
13.锁钩构件，为条形结构，包括第一弧段和第二弧段，第一弧段的第一端与锁钩齿轮固定连接，第二端与第二弧段的第一端固定连接，第二弧段的大小小于所述凹槽，使得所述锁钩齿轮旋转时可带动第一弧段的第二端以及第二弧段远离或伸入所述凹槽内；当第二弧段伸入所述凹槽内时，所述锁舌齿条高于第二弧段的第二端，所述第二弧段的第二端比第
一端更接近所述开口；
14.当该闭锁器锁紧时，所述锁舌齿条伸至凹槽内直至卡住锁钩构件的第二弧段，使得锁紧器平台、锁钩齿轮、锁钩构件和锁舌齿条形成闭环。
15.根据本发明一示例实施方式，该锁钩齿轮与腔室位于所述凹槽的同一侧。
16.根据本发明一示例实施方式，所述第一弧段和第二弧段一体成型，第一弧段长于第二弧段。
17.根据本发明一示例实施方式，所述锁钩齿轮包括锁钩主动齿轮和锁钩从动齿轮；
18.所述锁钩主动齿轮与锁钩从动齿轮啮合，该第一弧段的第一端与锁钩从动齿轮固定连接。
19.根据本发明一示例实施方式，所述第一弧段的第一端远离锁钩从动齿轮的圆心。
20.根据本发明一示例实施方式，所述闭锁器还包括锁钩电机；
21.所述锁钩电机带动所述锁钩主动齿轮旋转。
22.根据本发明一示例实施方式，所述闭锁器还包括锁舌电机；
23.所述锁舌电机带动所述锁舌齿轮旋转。
24.作为本发明的第二个方面，提供一种闭锁套件，包括所述的闭锁器和套环。
25.根据本发明一示例实施方式，所述套环的直径大于所述第二弧段，使得所述套环可从第二弧段套入所述闭锁器。
26.根据本发明一示例实施方式，所述套环包括：外环壳体、内环齿条、套环齿轮；
27.所述内环齿条和套环齿轮设置在所述外环壳体内；该内环齿条和套环齿轮啮合；
28.所述外环壳体为弧形结构，该外环壳体的两端均设有套环开口；
29.所述内环齿条为弧形结构，内环齿条与外环壳体的圆心重合；内环齿条在套环齿轮的带动下，可从一套环开口伸出外环壳体，并可从另一套环开口伸入外环壳体。
30.根据本发明一示例实施方式，所述套环还包括套环电机；
31.所述套环电机带动所述套环齿轮旋转。
32.作为本发明的第三个方面，包括一种平流层飞艇，包括：
33.所述的闭锁器和飞艇本体；
34.该闭锁器固定在飞艇本体的前端。
35.本发明的优势效果是：
36.本发明在平流层飞艇下降过程中利用地面预先起飞的拖拽飞艇，在空中捕捉并拖拽到具备艇库或大型系留装置的场地进行定点降落，能够在平流层飞艇能量不足的情况下定点降落，保证了平流层飞艇的完整、安全回收，也防止在地面上远距离移动平流层飞艇。由于拖拽飞艇需要在空中与平流层飞艇连接，连接难度大，需要专门的大开口、重量轻、结构稳固的闭锁器和套环配合，帮助平流层飞艇和拖拽飞艇顺利连接和解除连接。
附图说明
37.通过参照附图详细描述其示例实施例，本技术的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1示意性示出了第一个实施方式的闭锁器的结构图(闭锁状态)。
39.图2示意性示出了第一个实施方式的闭锁器的结构图(开锁状态)。
40.图3示意性示出了套环的结构图(闭环状态)。
41.图4示意性示出了套环的结构图(开环状态)。
42.图5拖拽飞艇位于平流层飞艇前上方并释放拖拽绳的示意图。
43.图6示意性示出了拖拽飞艇在综合指挥系统的指挥下牵引平流层飞艇的示意图。
44.其中，1—拖拽飞艇，11—拖拽飞艇本体，12—套环，12-1—外环壳体，12-2—内环齿条，12-3—套环电机，12-4—套环齿轮，2—平流层飞艇，21—平流层飞艇本体，22—闭锁器，22-1—锁钩主动齿轮，22-2—锁钩从动齿轮，22-3—锁钩构件，22-3a—第一弧段，22-3b—第二弧段，22-4—锁舌电机，22-5—锁舌齿条，22-6—锁舌齿轮，22-7—锁钩电机，22-8—锁紧器平台，22-8a—凹槽，22-8b—腔室，22-8c—开口。
具体实施方式
45.现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本技术将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
46.此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本技术的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本技术的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本技术的各方面。
47.附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
48.附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
49.应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本技术概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。
50.本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本技术所必须的，因此不能用于限制本技术的保护范围。
51.根据本发明的第一个具体实施方式，本发明提供一种闭锁套件，包括闭锁器22和套环12。
52.如图1和图2所示，闭锁器22包括：锁紧器平台22-8、锁舌齿轮22-6、锁舌齿条22-5、锁钩齿轮、锁钩构件22-3、锁钩电机22-7、锁舌电机22-4。
53.锁紧器平台22-8设有一凹槽22-8a及一腔室22-8b，该凹槽22-8a的壁上设有一连通该腔室22-8b的开口22-8c。锁舌齿轮22-6设置在腔室22-8b内，包括第一齿轮本体、第一
连接件和第一轴承。第一连接件与锁紧器平台22-8固定连接，第一连接件通过第一轴承与第一齿轮本体连接。第一齿轮本体与锁舌齿条22-5啮合。锁舌齿条22-5设置在腔室22-8b内，在锁舌齿轮22-6的带动下可通过开口22-8c伸出腔室22-8b至凹槽22-8a内。
54.锁钩齿轮固定连接在锁紧器平台22-8的外侧。锁钩齿轮包括锁钩主动齿轮22-1、锁钩从动齿轮22-2。锁钩主动齿轮22-1包括第二齿轮本体、第二连接件和第二轴承。第二连接件与锁紧器平台22-8固定连接，第二连接件通过第二轴承与第二齿轮本体连接。锁钩从动齿轮22-2包括第三齿轮本体、第三连接件和第三轴承。第三连接件与锁紧器平台22-8固定连接，第三连接件通过第三轴承与第三齿轮本体连接。第二齿轮本体与第三齿轮本体啮合，进而实现锁钩主动齿轮22-1与锁钩从动齿轮22-2啮合。锁钩齿轮优选地固定在锁紧器平台22-8的上方。
55.锁钩构件22-3为条形结构，包括第一弧段22-3a和第二弧段22-3b。第一弧段22-3a和第二弧段22-3b均包括第一端和第二端。第一弧段22-3a的第一端与锁钩齿轮的锁钩从动齿轮22-2的第三齿轮本体固定连接，第一弧段22-3a的第一端远离第三齿轮本体的圆心，设置在第三齿轮本体的边缘附近。第一弧段22-3a的第二端与第二弧段22-3b的第一端固定连接，第一弧段22-3a与第二弧段22-3b一体成型，第一弧段22-3a长于第二弧段22-3b。
56.第一弧段22-3a的第二端向凹槽方向延伸，第二弧段22-3b的大小小于凹槽22-8a，使得锁钩齿轮旋转时可带动第一弧段22-3a的第二端以及第二弧段22-3b远离或伸入凹槽22-8a内；当第二弧段22-3b伸入凹槽22-8a内时，锁舌齿条22-5高于第二弧段22-3b的第二端，第二弧段22-3b的第二端比第一端更接近开口22-8c。
57.锁钩电机22-7带动锁钩主动齿轮22-1旋转。锁舌电机22-4带动锁舌齿轮22-6旋转。
58.如图1和图2所示，锁钩齿轮与腔室22-8b均位于凹槽22-8a的同一侧。
59.当该闭锁器22锁紧时，锁舌齿条22-5伸至凹槽22-8a内直至卡住锁钩构件22-3的第二弧段22-3b，使得锁紧器平台22-8、锁钩齿轮、锁钩构件22-3和锁舌齿条22-5形成闭环，实现上锁。
60.如图3和图4所示，套环12包括：外环壳体12-1、内环齿条12-2、套环齿轮12-4和套环电机12-3。
61.内环齿条12-2和套环齿轮12-4设置在外环壳体12-2内，该内环齿条12-2和套环齿轮12-4啮合。
62.套环电机12-3带动套环齿轮12-4旋转，进而带动内环齿条12-2旋转。
63.外环壳体12-1为弧形结构。外环壳体12-1的两端均设有套环开口。
64.内环齿条12-2为弧形结构。内环齿条12-2与外环壳体12-1的圆心重合。内环齿条12-2在套环齿轮12-4的带动下，可从一套环开口伸出外环壳体12-1并可从另一套环开口伸入外环壳体12-1。
65.当内环齿条12-2从一套环开口伸出外环壳体12-1并从另一套环开口伸入外环壳体12-1时，内环齿条12-2与外环壳体12-1形成完整的环状结构，套环12为闭环状态。套环12从闭环状态转成开环状态时，只需要内环齿条12-2旋转进入外环壳体12-1内，使得外环壳体12-1与内环齿条12-2组成的结构为弧形结构即可。
66.套环12的直径(即内环齿条12-2和外环壳体12-1的直径)大于第二弧段22-3b，使
得套环12可从第二弧段22-3b套入闭锁器22。
67.闭环套件可以用于上锁、部件的连接等，优选地，可以用于空中两个飞行器之间的连接。
68.当需要连接空中的拖拽飞艇1和平流层飞艇2时，如图3所示，套环12为闭环状态，如图2所示，闭锁器22为开锁状态，锁舌齿条22-5位于腔室22-8b内。将套环12从第二弧段22-3b处套入，套入后由于第二弧段22-3b为弧形，可钩住套环12防止套环12脱离。锁钩电机22-7带动锁钩主动齿轮22-1旋转，锁钩主动齿轮22-1带动锁钩从动齿轮22-2旋转。锁钩从动齿轮22-2顺时针旋转，使得第一弧段22-3a的第二端以及第二弧段22-3b靠近凹槽22-8a，直至伸入凹槽22-8a内；然后锁舌电机22-4带动锁舌齿轮22-6旋转，锁舌齿轮22-6顺时针旋转带动锁舌齿条22-5从腔室22-8b内通过开口22-8c伸至凹槽22-8a，直至卡住锁钩构件22-3的第二弧段22-3b，如图1所示，使得紧器平台22-8、锁钩齿轮的锁钩从动齿轮22-2、锁钩构件22-3和锁舌齿条22-5形成闭环，套环12套在锁钩构件22-3上，实现拖拽飞艇和平流层飞艇在空中的连接。
69.当需要解除空中的拖拽飞艇1和平流层飞艇2的连接时，如图1所示，闭锁器22为闭锁状态，如图3所示，套环12为闭环状态。由于闭锁器22的第二弧段22-3b为钩状，套环12很难在空中从第二弧段22-3b中脱离。因此，需要脱离时，套环12的套环电机12-3带动套环齿轮12-4旋转，内环齿条12-2收进外环壳体12-1内，整个套环12由圆环形变成弧形，如图4所示，套环12为开环状态，锁钩构件22-3通过套环12下方的缺口解除与套环12的连接，从而实现拖拽飞艇1和平流层飞艇2的脱离。
70.通过本方案的方法，能够使拖拽飞艇1和平流层飞艇2在空中快速连接与解除连接，保证了平流层飞艇2的完整、安全回收，也防止在地面上远距离移动平流层飞艇。
71.根据本发明的第二个具体实施方式，本发明提供一种闭锁套件，第二个具体实施方式的闭锁套件与第一个实施方式的闭锁套件的结构基本相同，不同的地方在于，第二个实施方式的闭锁套件有多个锁钩构件22-3，多个锁钩构件22-3以第一弧段22-3a与锁钩齿轮的连接点为圆心形成扇形结构，更有利于抓取套环12。
72.根据本发明的第三个具体实施方式，本发明提供一种平流层飞艇2，如图5所示，包括第一个具体实施方式或第二个具体实施方式的闭锁套件的闭锁器22和平流层飞艇本体21。
73.闭锁器22设置在平流层飞艇本体21的前端，使得平流层飞艇2可被拖拽飞艇1拖拽。
74.该拖拽飞艇1包括拖拽飞艇本体11和套环12。套环12与闭锁器22组成闭锁套件。套环12设置在拖拽飞艇1的后部，通过拖拽绳与拖拽飞艇本体11连接。
75.拖拽飞艇1拖拽平流层飞艇2返场的方法包括：
76.步骤s1：将平流层飞艇2下降至中低空空域。此时平流层飞艇2在运行、下降的过程中为了保形，已经耗费了非常多的能量，下到中低空空域时能量已不足以控制平流层飞艇2直接行驶至预定回收区域。
77.步骤s2：如图5所示，将拖拽飞艇1行驶至平流层飞艇2的前方并高于平流层飞艇。
78.步骤s3：调整拖拽飞艇1和平流层飞艇2的速率和高度，将拖拽绳垂直向下释放，使套环12与闭锁器22锁紧，停止释放拖拽绳。
79.步骤s4：如图6所示，控制拖拽飞艇1牵引平流层飞艇2向预定回收区域飞行。
80.步骤s5：到达预定回收区域后，综合指控系统3控制拖拽飞艇1和平流层飞艇2保持同一高度下降，直至到达指定高度(可自由安全下降的高度)及指定回收点，解除套环12和闭锁器22的连接，接触拖拽飞艇1和平流层飞艇2的牵引状态，拖拽飞艇1和平流层飞艇2脱离，回收平流层飞艇2，同时回收拖拽飞艇1。
81.通过本方案，通过在空中牵引远离艇库且几乎耗尽动力能源的平流层飞艇2安全返场，解决了地面运输需要超大规模运输载具以及必须具备能够通行这些超大规模运输载具道路的问题，也解决了损毁平流层飞艇2的问题。
82.以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施例。应可理解的是，本发明不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

技术特征：

1.一种闭锁器，其特征在于，包括：锁紧器平台，设有一凹槽及一腔室，该凹槽的壁上设有一连通该腔室的开口；锁舌齿轮，设置在该腔室内；锁舌齿条，设置在该腔室内，与锁舌齿轮啮合，在锁舌齿轮的带动下可通过所述开口伸出腔室至凹槽内；锁钩齿轮，固定连接在锁紧器平台的外侧；锁钩构件，为条形结构，包括第一弧段和第二弧段，第一弧段的第一端与锁钩齿轮固定连接，第二端与第二弧段的第一端固定连接，第二弧段的大小小于所述凹槽，使得所述锁钩齿轮旋转时可带动第一弧段的第二段以及第二弧段远离或伸入所述凹槽内；当第二弧段伸入所述凹槽内时，所述锁舌齿条高于第二弧段的第二端，所述第二弧段的第二端比第一端更接近所述开口；当该闭锁器锁紧时，所述锁舌齿条伸至凹槽内直至卡住锁钩构件的第二弧段，使得锁紧器平台、锁钩齿轮、锁钩构件和锁舌齿条形成闭环。2.根据权利要求1所述的闭锁器，其特征在于，该锁钩齿轮与腔室位于所述凹槽的同一侧。3.根据权利要求1所述的闭锁器，其特征在于，所述锁钩齿轮包括锁钩主动齿轮和锁钩从动齿轮；所述锁钩主动齿轮与锁钩从动齿轮啮合，该第一弧段的第一端与锁钩从动齿轮固定连接。4.根据权利要求3所述的闭锁器，其特征在于，所述第一弧段的第一端远离锁钩从动齿轮的圆心。5.根据权利要求3所述的闭锁器，其特征在于，还包括锁钩电机；所述锁钩电机带动所述锁钩主动齿轮旋转。6.根据权利要求1所述的闭锁器，其特征在于，还包括锁舌电机；所述锁舌电机带动所述锁舌齿轮旋转。7.一种闭锁套件，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的闭锁器和套环。8.根据权利要求7所述的闭锁套件，其特征在于，所述套环的直径大于所述第二弧段，使得所述套环可从第二弧段套入所述闭锁器。9.根据权利要求7所述的闭锁套件，其特征在于，所述套环包括：外环壳体、内环齿条、套环齿轮；所述内环齿条和套环齿轮设置在所述外环壳体内；该内环齿条和套环齿轮啮合；所述外环壳体为弧形结构，该外环壳体的两端均设有套环开口；所述内环齿条为弧形结构，内环齿条与外环壳体的圆心重合；内环齿条在套环齿轮的带动下，可从一套环开口伸出外环壳体，并可从另一套环开口伸入外环壳体。10.一种平流层飞艇，其特征在于，包括：权利要求1-6中任一项所述的闭锁器和飞艇本体；该闭锁器固定在平流层飞艇的前端。

技术总结

本发明涉及飞艇技术领域，提供一种闭锁器、闭锁套件及平流层飞艇，闭锁器包括：锁紧器平台，设有一凹槽及一腔室，该凹槽的壁上设有一连通该腔室的开口；锁舌齿轮，设置在该腔室内；锁舌齿条，设置在该腔室内，与锁舌齿轮啮合，在锁舌齿轮的带动下可通过所述开口伸出腔室至凹槽内；锁钩齿轮，固定连接在锁紧器平台的外侧；锁钩构件，为条形结构，包括第一弧段和第二弧段，第一弧段的第一端与锁钩齿轮固定连接，所述锁钩齿轮旋转时可带动第一弧段的第二端以及第二弧段远离或伸入所述凹槽内。本方案能够保证平流层飞艇顺利与拖拽飞艇在空中连接。接。接。