用于自由下落的載荷、具體用于諸如車上沒有駕駛員的先導車輛的車輛的軟著陸系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種軟著陸系統(10)，其包括氣墊結構(12)，該氣墊結構包括：殼體部分(14)，適于容納載荷(V)；支撐部分(15)，連接到殼體部分(14)且能夠利用壓力下的流體而膨脹，并且包括多個管狀元件(16；116)，這些管狀元件適于膨脹，從而形成伸展構造，在伸展構造中這些管狀元件(16；116)支撐殼體部分(14)；以及通氣設備(17)，當所述結構(12)與所述載荷(V)一體地自由下落且所述支撐部分(15)撞擊地面時，適于使所述管狀元件(16；116)逐步地收縮。
【專利說明】用于自由下落的載荷、具體用于諸如車上沒有駕駛員的先導車輛的車輛的軟著陸系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及用于自由下落的載荷、具體用于諸如車上沒有駕駛員的先導車輛的車輛的軟著陸系統。

【背景技術】
[0002]軟著陸系統已知用于這種自由下落的載荷的領域。
[0003]為了確保自由下落的載荷的軟著陸，通常使用氣墊，氣墊由空氣不能透過的材料制成，并且利用處于壓力下的流體而膨脹。這樣的氣墊安裝在待發射而自由下落的載荷的下方，并且執行阻尼該載荷相對地面的沖擊的功能。
[0004]然而，已知的氣墊的結構并不是最佳的，并且具有某些缺陷。


【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種用于自由下落的載荷的軟著陸系統，其屬于改進的類型，同時以簡單而經濟的方式生產，從而克服現有技術中存在的缺陷。
[0006]根據本發明，通過如上所述的具有所附權利要求1中記載的特征的系統來實現這個目的和其它的目的。
[0007]應當理解，所附的權利要求是本發明說明書中提供的技術教導的整體部分。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]參考附圖，借助于非限制性例子，從以下的詳細說明中，本發明進一步的特征和優點將會變得明顯，其中:
[0009]-圖1至3分別是根據本發明的軟著陸系統的第一示例性實施例的透視圖、側正視圖和前正視圖，其中車輛擱置在該軟著陸系統上；以及
[0010]-圖4至6分別是根據本發明的軟著陸系統的第二示例性實施例的透視圖、側正視圖和前正視圖，其中車輛擱置在該軟著陸系統上。

【具體實施方式】
[0011]參考圖1至3，附圖標記10表示根據本發明的用于自由下落的載荷的軟著陸系統的第一實施例。
[0012]在這些圖中，與整體上表示為V的載荷一起示出了系統10。在所示的實施例中，載荷是車輛V，如圖中示意性地示出。優選地，車輛V是車上沒有駕駛員的先導車輛(也被稱為“無人駕駛車輛”，縮寫為首字母縮略詞UV)。更優選地，車輛V是車上沒有駕駛員的先到陸上車輛(也被稱為“無人駕駛陸上車輛”，縮寫為首字母縮略詞UGV)。借助于非限制性例子，車輛V是裝備有主體B的軍用履帶式機器人，該主體由一對側履帶CT1、CT2支撐，并且容納彈藥有效載荷P。
[0013]系統10包括整體用12表示的氣墊結構，車輛V必須擱置在該氣墊結構上，并且該氣墊結構適于利用壓力下的流體而膨脹，以便在車輛V已經發射之后自由下落而撞擊地面時保護該車輛。具體地，當結構12撞擊地面時，自由下落的車輛V積蓄的動能從車輛傳遞到該結構12，由此該結構經歷變形，于是所述流體被壓縮，并且以逐漸的方式排出到結構之外。
[0014]在圖1至3中，結構12示出為處于其膨脹構造。
[0015]結構12包括殼體部分14和支撐部分15，該殼體部分適于容納車輛V，該支撐部分包括多個管狀元件16，這些管狀元件能夠利用壓力下的流體(例如加壓空氣)而膨脹，從而取得伸展構造，在該伸展構造中，這些管狀元件支撐殼體部分14。在所示的實施例中，伸展構造對應于管狀元件的主導水平布置。
[0016]此外，結構12包括通氣設備17 (僅僅在圖1中可見)，該通氣設備適于在結構12與車輛V —體地自由下落且管狀元件16撞擊地面時使管狀元件16逐漸收縮。
[0017]管狀元件16由膨脹流體不能透過(例如空氣不能透過)的材料制成。
[0018]在第一實施例中，當管狀元件16處于伸展構造時，它們沿側向彼此間隔開，并且優選地彼此平行。
[0019]優選地，當管狀元件16處于伸展構造時，它們沿其主延伸方向具有彎曲的形狀，并且趨于彎曲以支撐上覆的殼體部分14，繼而該殼體部分支撐車輛V。有利地，管狀元件16限定的彎曲形狀處于彼此大致平行且與殼體部分14限定的平面大致垂直的平面中。
[0020]在該第一實施例中，當管狀元件16處于伸展構造時，它們的凹面面向殼體部分14，也就是在系統10處于其操作條件的情況下面向上。優選地，管狀元件16的端部終止于殼體部分14中。
[0021]優選地，支撐部分15包括多個附加管狀元件16，這些附加管狀元件能夠利用壓力下的流體(例如加壓空氣)而膨脹，從而取得伸展構造，在該伸展構造中，這些附加管狀元件支撐殼體部分14，并且沿著與管狀元件16大致成橫向的方向布置。
[0022]有利地，附加管狀元件18限定的彎曲形狀處于彼此平行、與管狀元件16限定的平面垂直并且與殼體部分14限定的平面垂直的平面中。
[0023]優選地，附加管狀元件18具有與以上參考管狀元件16所述的技術特征相同的技術特征。為了簡化起見，以下將不再重復這樣的技術特征，并且應當參考上述說明。
[0024]優選地，管狀元件16和附加管狀元件18是相互連接的，并且彼此流體連通。更優選地，每個管狀元件16與所有的附加管狀元件18交叉，并且反之亦然。在第一實施例中，管狀元件16和附加管狀元件18彼此流體連通，由此形成用于膨脹流體的單個“網狀”腔室。支撐部分15形成大致船體形(或“龍骨形”)凹入框架或框架結構。這樣的幾何結構對于沿除了與地面垂直之外的方向吸收沖擊而言是尤其有利的。
[0025]在圖3所示的前正視圖中，管狀元件16優選地限定了具有相應最大高度的彎曲形狀，該最大高度從處于中心位置的管狀元件16a開始朝向處于結構12周邊的管狀元件16b減小。以舉例的方式，周邊管狀元件16b中的每一個都具有最大高度Xb，該最大高度小于中心管狀元件16a的最大高度Xa。
[0026]同樣，在圖2所示的側正視圖中，附加管狀元件18也限定了具有相應最大高度的彎曲形狀，該最大高度從處于所述結構12的中心位置的附加管狀元件18開始朝向處于結構12周邊的附加管狀元件18逐漸減小。以舉例的方式，周邊附加管狀元件18b中的每一個都具有最大聞度Yb，該最大聞度小于中心附加管狀兀件18a的最大聞度Ya。
[0027]有利地而非必要地，殼體部分14可以利用壓力下的流體而膨脹到延伸構造(圖1至3)。優選地，殼體部分14與支撐部分15流體連通，從而形成用于膨脹流體的單個腔室。
[0028]在本文所示的第一個實施例中，當殼體部分14處于其延伸構造時，其包括中心底板14a (僅僅在圖1中可見)和周邊邊緣14b，該周邊邊緣利用壓力下的流體而膨脹，圍繞中心底板14a，并且從中心底板凸起。這樣，當車輛V抵靠在中心底板14a上時，其被周邊邊緣14b圍繞，從而可以防止其在對地沖擊之后、在支撐部分15完全收縮之前任何不期望地運動超過殼體部分14。例如，周邊邊緣14b包括具有管狀形狀的周長邊緣，其有利地由膨脹流體(優選地為空氣)不能透過的材料制成。
[0029]優選地，管狀元件16和可能的附加管狀元件18終止于周邊邊緣14b中，并且與該周邊邊緣流體連通，從而作為整體形成用于膨脹流體的單個空氣腔室，該單個空氣腔室由殼體部分14和支撐部分15共用。
[0030]優選地，結構12包括夾持構件20 (僅僅在圖1中可見)，該夾持構件適于方便夾持系統10,以便與車輛V—體地例如從飛行器發射而自由下落。例如，夾持構件是設置在殼體部分14上的柄部20。在該第一實施例中，柄部20位于周邊邊緣14b的相對兩側上。
[0031]優選地，結構12具有入口 22 (僅僅在圖1中可見)，該入口適于聯接到加壓流體罐(例如容納加壓空氣)，以用于使支撐部分15膨脹。在該第一實施例中，入口 22設置在支撐部分15上，例如設置在管狀元件16之一上。然而，在本文沒有示出的其它變型實施例中，入口 22可以位于結構12的不同位置處。
[0032]通氣設備可任選地包括多個通氣閥17，這些通氣閥與支撐部分15連通，并且適于使得該支撐部分逐漸地收縮。優選地，通氣閥17設置在管狀元件16和/或附加管狀元件18上，例如分布在其表面上。在其它的變型中，如果殼體部分14與支撐部分15流體連通，那么作為通氣閥17設置在支撐部分15上的替代形式或者與通氣閥17設置在支撐部分15上相結合地，通氣閥17可以定位在殼體部分14上，例如沿著周邊邊緣14b分布。然而，對于本領域技術人員而言明顯的是，通氣閥17可以布置在結構12的不同位置中。通氣閥17的功能是當容納在支撐部分15中的流體的壓力超過預定閾值時打開，通常是在支撐部分15對地撞擊期間打開。
[0033]優選地，系統10還包括可釋放的固定裝置(未示出)，該固定裝置適于將車輛V在殼體部分14上保持就位。固定裝置可以包括一個或多個帶子，這些帶子適于將車輛V相對于殼體部分14固定，這些帶子配合有相應的可釋放緊固機構。
[0034]例如，帶子可以通過緊固機構的手動觸發而適于圍繞并固定側履帶CT1、CT2。更優選地，固定裝置包括多個致動器，這些致動器適于以受控制的方式遠程地使相應的緊固機構失效，從而去除由帶子在殼體部分上產生的約束。
[0035]參考該第一實施例，系統10可以具有以下可選特征中的一個或多個，以下僅僅以非限制性的例子提及這些特征:
[0036]-系統10具有的整體尺寸為1，300mmX820mm X400mm,總體積為大約0.2m3,重量為 I.2kg ；
[0037]-管狀元件16、附加管狀元件18和周邊邊緣14b的直徑為10mm；
[0038]-殼體部分14和支撐部分15的各部件由膨脹流體不能透過(例如空氣不能透過)的材料制成，例如由類似例如聚酯或聚氯乙烯的熱塑性聚合物織物制成；優選地，聚酯類型是重量為 240g/m2 的 500/5004PU WR FR UV ；
[0039]-殼體部分14和支撐部分15的各部件通過焊接(例如通過高頻焊接(HFW))而組裝，或者通過粘接而組裝；
[0040]-通氣閥17被校準，以便當支撐部分15中的壓力達到0.32巴時保持連續地打開；
[0041]-通氣閥17的流量的調節實現為允許支撐部分15在40秒內完全收縮。
[0042]以下將簡要描述系統10的系統的第一實施例的操作。
[0043]初始，結構12被收縮并折疊，以便于在例如背包中舒適地運輸。
[0044]當需要使用系統10時，例如當容納車輛V的飛行器飛行時，為了確保車輛的軟著陸，結構12初步展開。
[0045]然后，車輛V被放置在殼體部分14上。
[0046]加壓流體(例如容納在氣缸中的壓縮空氣)罐連接到入口 22，然后支撐部分15膨脹。在這個階段，管狀元件16、附加管狀元件18和周邊邊緣14b被帶到相應的伸展構造和相應的延伸構造，從而還提升車輛V。
[0047]隨后，固定裝置的帶子繞側履帶CT1、CT2定位，并且通過手動地激活相關的緊固機構而牢固地張緊。
[0048]然后，系統10和上覆的車輛V借助于通過柄部20夾持結構12而進行運輸,并且被發射而自由下落。
[0049]當結構12撞擊地面時，沖擊引起支撐部分15變形，從而使容納在支撐部分中的流體壓縮，達到閾值，以打開通氣閥17。這樣，通過通氣閥17的適當調節，流體離開支撐部分15的流動確保了管狀元件16、附加管狀元件18和周邊邊緣14b的逐步收縮，直到車輛V抵靠在地面上。
[0050]之后，遠程地打開帶子緊固機構，由此使固定裝置失效并且將車輛V從殼體部分14釋放。
[0051]從而完成軟著陸，并且可以以自身已知的方式遠程地控制車輛V，同時系統10準備再次折疊并帶走以便下次使用。
[0052]參考圖4至6，附圖標記110表示根據本發明的用于自由下落的載荷的軟著陸系統的第二實施例。
[0053]與前述實施例類似的部件和元件或者執行與前述實施例相同功能的部件和元件用相同的字母數字附圖標記表示。為了簡化起見，這樣的部件和元件的描述在以下將不再重復，應當參考在第一實施例的說明中提供的信息。
[0054]關于在結構和/或功能觀點上與第一實施例存在顯著差別的那些部件和元件，它們將用相同的字母數字附圖標記加上值100來表示。
[0055]與第一實施例不同，優選地成對設置的管狀元件116的凹面背離殼體部分14。
[0056]與第一實施例不同，管狀元件116限定的弧具有大致相同的最大高度Y (圖5)。優選地，管狀元件116限定的弧是平行的，原因是它們具有相同的輪廓。因此，在第二實施例中，支撐部分15具有大致橋狀(或“弓弩狀”)形狀。
[0057]與第一實施例不同，附加管狀元件118大致是直的。
[0058]與第一實施例不同，殼體部分14包括一對軌道114a，它們中的每一個都設置在管狀元件116上，并且適于容納車輛V的特定部分。優選地，每個軌道114a都具有凹槽或座部114b，側履帶CT1、CT2之一可以聯接到該凹槽或座部中。
[0059]與第一實施例類似的是，系統110可以包括入口(之前表示為22)、夾持柄部(之前表示為20)和/或固定裝置。為了簡化起見，所述元件的技術規格不再再次描述，應當參考第一實施例的說明。
[0060]該第二實施例具有的優點在于，簡化了制造系統110的生產過程。
[0061]此外，參考該第二實施例，系統110可以具有以下可選特征中的一個或多個，以下僅僅以非限制性的例子提及這些特征:
[0062]-管狀元件116的直徑為150mm；
[0063]-殼體部分14和支撐部分15的各部件由膨脹流體不能透過(例如空氣不能透過)的材料制成，優選地由類似例如聚酯或聚氯乙烯(PVC)的熱塑性聚合物織物制成；有利地，聚酯類型是重量為750g/m2的1100/11004PU WR FR UV ；
[0064]-支撐部分15的管狀元件116可以膨脹到0.2巴的壓力；
[0065]-通氣閥17被校準，以便當支撐部分15的管狀元件116中的壓力達到0.22巴時保持連續地打開；以及
[0066]-管狀元件116可以利用插入到織物護套中的中性聚氨酯(PU)的擠出室制成。
[0067]系統110的第二實施例的操作基本上與參考第一實施例所述的相同。因此，為了簡化起見，以下將不再再次描述所述操作，應當參考第一實施例的說明。
[0068]當能夠共存時，將本文所述和所示的各種變型和實施例區分開的技術特征可以自由地互換。
[0069]當然，在不偏離本發明的原理的情況下，在不脫離所附權利要求中列出的本發明的范圍的情況下，針對在本文中借助非限制性例子描述和圖示的內容，各實施例的形式和實施細節可以充分地變化。
【權利要求】
1.一種軟著陸系統(10)，其用于自由下落的載荷，尤其是用于車輛，例如車上沒有駕駛員的先導車輛(V);所述系統(10)包括氣墊結構(12)，所述氣墊結構包括: -殼體部分(14),所述殼體部分適于容納所述載荷(V)； -支撐部分(15)，所述支撐部分連接到所述殼體部分(14)，并且能夠利用壓力下的流體而膨脹；所述支撐部分(15)包括多個管狀元件(16 ;116)，所述多個管狀元件適于膨脹，從而形成伸展構造，在所述伸展構造中，所述多個管狀元件支撐所述殼體部分(14);以及 -通氣設備(17)，當所述結構與所述載荷(V) —體地自由下落且所述支撐部分(15)撞擊地面時，所述通氣設備適于使所述管狀元件(16 ；116)逐步地收縮。
2.根據權利要求1所述的系統，其中當所述管狀元件(16；116)處于所述伸展構造時，所述管狀元件沿其主延伸方向具有彎曲形狀，并且趨于彎曲以支撐上覆的所述殼體部分(14)。
3.根據權利要求1或2所述的系統，其中所述支撐部分(15)還包括多個附加管狀元件(18 ;118)，所述多個附加管狀元件適于利用壓力下的流體而膨脹，從而形成伸展構造，在所述伸展構造中，所述多個附加管狀元件與所述管狀元件(16;116)成橫向地設置。
4.根據權利要求3所述的系統，其中所述管狀元件(16;116)和所述附加管狀元件(18 ；18)彼此相互連接，并且和所述附加管狀元件(18 ；118)彼此流體連通。
5.根據權利要求2至4中任一項所述的系統，其中當所述管狀元件(16)和/或所述附加管狀元件(18)處于其伸展構造時，它們的凹面面向所述殼體部分(14)。
6.根據權利要求5所述的系統，其中當所述管狀元件(16)和/或所述附加管狀元件(18)處于其伸展構造時，所述殼體部分(14)抵靠在所述管狀元件和/或所述附加管狀元件的端部上。
7.根據權利要求5或6所述的系統，其中每個管狀元件(16)與所有的附加管狀元件(18)交叉，并且反之亦然。
8.根據權利要求5至7中任一項所述的系統，其中所述殼體部分(14)能夠利用壓力下的流體而膨脹以便處于延伸條件下，并且與所述管狀元件(16)和/或所述附加管狀元件(18)流體連通。
9.根據權利要求1至4中任一項所述的系統，其中當所述管狀元件(116)處于所述伸展構造時，它們的凹面面向與所述殼體部分(14)相對的方向。
10.根據權利要求9所述的系統，其中所述殼體部分(14)抵靠在所述管狀元件(116)的中間區段上。
11.根據權利要求9或10所述的系統，其中所述管狀元件(116)限定了大致具有相同最大高度⑴的彎曲形狀。
12.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中所述結構(12)還包括可釋放的固定裝置，所述可釋放的固定裝置適于將所述載荷(V)在所述殼體部分(14)上保持就位。
13.根據權利要求12所述的系統，其中所述可釋放的固定裝置能夠以受控制的方式遠程地失效，從而將所述載荷(V)從所述殼體部分(14)釋放。
【文檔編號】B64C39/02GK104203751SQ201280067932
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2012年11月22日 優先權日:2011年12月16日
【發明者】G·弗蘭切斯基, A·焦萬尼尼, F·瓦羅內 申請人:奧圖馬股份公司