本申請(qǐng)屬于無(wú)人機(jī)安全性領(lǐng)域，特別涉及一種無(wú)人機(jī)高速碰撞本體安全評(píng)價(jià)的試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著無(wú)人機(jī)在城市公共空間的深度應(yīng)用，其安全運(yùn)營(yíng)問(wèn)題受到越來(lái)越廣泛的重視。特別是輕小型無(wú)人機(jī)制造門(mén)檻相對(duì)低、獲取容易，使用中又難以被發(fā)現(xiàn)，可控監(jiān)管難度大。同時(shí)，由于輕小型無(wú)人機(jī)與民航飛機(jī)運(yùn)營(yíng)等有較大的交叉性，輕小型無(wú)人機(jī)的碰撞安全問(wèn)題一旦發(fā)生，輕則造成財(cái)產(chǎn)損失，重則造成人員傷亡，影響社會(huì)秩序，已成為公眾高度關(guān)注的事件，因此加強(qiáng)無(wú)人機(jī)的分類(lèi)和運(yùn)行管理刻不容緩。而加強(qiáng)輕小型無(wú)人機(jī)監(jiān)管的前提是要加強(qiáng)無(wú)人機(jī)安全體系建設(shè)，其中以無(wú)人機(jī)碰撞安全性的被動(dòng)安全作為無(wú)人機(jī)安全運(yùn)營(yíng)的底線應(yīng)受到重視，全面評(píng)估無(wú)人機(jī)撞擊可能產(chǎn)生的最嚴(yán)重傷害使得高速運(yùn)行物體在防護(hù)設(shè)計(jì)上有數(shù)據(jù)依據(jù)，從而最大限度的減少被碰撞對(duì)象的損傷。

2、為評(píng)估無(wú)人機(jī)高速碰撞安全，必須開(kāi)展無(wú)人機(jī)高速碰撞試驗(yàn)，在試驗(yàn)過(guò)程中，考慮到試驗(yàn)成本原因，常采用將無(wú)人機(jī)加速到指定速度撞擊的方式開(kāi)展試驗(yàn)，以評(píng)估無(wú)人機(jī)高速碰撞過(guò)程中的本體安全性。

3、如何設(shè)計(jì)出能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)無(wú)人機(jī)本體安全性的安全評(píng)價(jià)裝置是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的是提供了一種無(wú)人機(jī)高速碰撞本體安全評(píng)價(jià)的試驗(yàn)裝置，以解決民用輕小型無(wú)人機(jī)運(yùn)行場(chǎng)景與其他高速運(yùn)行物體之間存在空間交叉從而導(dǎo)致不可避免的碰撞安全事故等問(wèn)題。

2、本申請(qǐng)的技術(shù)方案是：一種無(wú)人機(jī)高速碰撞本體安全評(píng)價(jià)的試驗(yàn)裝置，包括撞擊防護(hù)艙、測(cè)速裝置、彈托分離機(jī)構(gòu)、異型炮管、快速上彈裝置和儲(chǔ)氣罐；所述異型炮管內(nèi)用于發(fā)射無(wú)人機(jī)，所述異型炮管為圓柱形并水平設(shè)置，所述撞擊防護(hù)艙間隔設(shè)置于異型炮管的輸出端外側(cè)，所述測(cè)速裝置設(shè)于撞擊防護(hù)艙和異型炮管的輸出端之間，所述撞擊防護(hù)艙用于試驗(yàn)時(shí)緩沖和回收無(wú)人機(jī)，所述測(cè)速裝置用于測(cè)量無(wú)人機(jī)飛行撞擊速度；所述彈托分離機(jī)構(gòu)同軸連接于異型炮管的輸出端，所述彈托分離機(jī)構(gòu)用于將無(wú)人機(jī)和彈托完全分離；所述異型炮管的下方設(shè)置有多組支托裝置，多組支托裝置沿異型炮管的軸向間隔設(shè)置并支撐于地面上；所述快速上彈裝置設(shè)于異型炮管的輸入端，所述快速上彈裝置用于進(jìn)行無(wú)人機(jī)的上彈，所述儲(chǔ)氣罐與快速上彈裝置相連。

3、優(yōu)選地，所述彈托分離機(jī)構(gòu)包括消音器、導(dǎo)向套、移動(dòng)法蘭、脫殼器和導(dǎo)向螺桿；所述消音器與脫殼器同軸設(shè)置，消音器和脫殼器均為中空結(jié)構(gòu)，脫殼器的一端插入至消音器內(nèi)、另一端與異型炮管的輸出端相連；所述移動(dòng)法蘭共有兩組并分別固定連接于消音器和脫殼器的端部；所述導(dǎo)向螺桿共有多組并沿著兩組移動(dòng)法蘭的周向均勻布設(shè)，每組導(dǎo)向螺桿均與兩組移動(dòng)法蘭的對(duì)應(yīng)法蘭孔相連；所述導(dǎo)向螺桿的兩端均螺紋連接有螺母，所述導(dǎo)向螺桿上套設(shè)有彈簧，所述彈簧的一端與脫殼器上的移動(dòng)法蘭的側(cè)壁相連、另一端與螺母相連。

4、優(yōu)選地，所述異型炮管包括第一炮管、第二炮管和炮管端面法蘭；所述第一炮管和第二炮管首尾相接，并且第一炮管和第二炮管相接位置的外端部均開(kāi)設(shè)有外環(huán)槽，所述炮管端面法蘭共有兩組并分別設(shè)于兩段外環(huán)槽內(nèi)；兩組炮管端面法蘭之間止口配合，所述第一炮管和第二炮管的內(nèi)壁底部均設(shè)有限位平面。

5、優(yōu)選地，所述測(cè)速裝置包括兩組沿著異型炮管的軸線方向設(shè)置的光幕靶，同時(shí)測(cè)速裝置兩側(cè)分別安裝有光幕傳感器。

6、優(yōu)選地，所述支托裝置包括支撐座、u型卡箍、調(diào)節(jié)座和固定卡箍組件；所述u型卡箍、調(diào)節(jié)座和固定卡箍組件均設(shè)于支撐座上；所述固定卡箍組件為圓型卡箍，所述固定卡箍組件水平方向設(shè)置長(zhǎng)螺栓進(jìn)行水平調(diào)節(jié)、垂直方向設(shè)置墊板進(jìn)行高度調(diào)節(jié)；所述調(diào)節(jié)座和u型卡箍配合用于調(diào)節(jié)異型炮管在水平和垂直方向上的位置，在異型炮管插入至u型卡箍和固定卡箍組件后，調(diào)節(jié)座和u型卡箍先對(duì)異型炮管進(jìn)行位置調(diào)節(jié)；所述固定卡箍組件用于在異型炮管的位置調(diào)節(jié)完成后，抱死異型炮管。

7、優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)座包括手搖絲杠副、推力軸承和調(diào)節(jié)塊；所述調(diào)節(jié)塊與支撐座滑動(dòng)配合且調(diào)節(jié)塊與u型卡箍固定連接，所述手搖絲杠副的一端設(shè)有把手、另一端與調(diào)節(jié)塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接、中部與支撐座螺紋配合，所述推力軸承設(shè)于手搖絲杠副與調(diào)節(jié)塊之間。

8、優(yōu)選地，所述快速上彈裝置包括轉(zhuǎn)接管、活節(jié)螺栓、裝彈蓋、裝彈筒、氣缸和連接管；所述連接管、裝彈筒和裝彈蓋同軸連接，裝彈筒設(shè)于連接管和裝彈蓋之間，所述裝彈蓋與裝彈筒滑動(dòng)配合；轉(zhuǎn)接管通過(guò)法蘭與裝彈蓋相連，所述活節(jié)螺栓連接于裝彈蓋和轉(zhuǎn)接管之間，所述活節(jié)螺栓用于對(duì)裝彈蓋和裝彈筒進(jìn)行緊固，所述氣缸固定于連接管上，所述氣缸的活塞桿與裝彈蓋相連，同時(shí)氣缸與儲(chǔ)氣罐通過(guò)氣管相連。

9、本申請(qǐng)的無(wú)人機(jī)高速碰撞本體安全評(píng)價(jià)的試驗(yàn)裝置，通過(guò)采用異型炮管以及一體化的彈托分離機(jī)構(gòu)，采用400mm大口徑氣炮沖擊試驗(yàn)裝置將無(wú)人機(jī)加速到指定速度的方式實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)高速撞擊試驗(yàn)，保證了試驗(yàn)結(jié)果的可靠性的同時(shí)，還顯著降低了試驗(yàn)成本和試驗(yàn)難度。同時(shí)還具有廣泛的適用性，不僅可以用于無(wú)人機(jī)，同時(shí)適用于2kg以上物體在150m/s下的撞擊傷害評(píng)估。

技術(shù)特征：

1.一種無(wú)人機(jī)高速碰撞本體安全評(píng)價(jià)的試驗(yàn)裝置，其特征在于：包括撞擊防護(hù)艙(1)、測(cè)速裝置(2)、彈托分離機(jī)構(gòu)(3)、異型炮管(4)、快速上彈裝置(6)和儲(chǔ)氣罐(7)；所述異型炮管(4)內(nèi)用于發(fā)射無(wú)人機(jī)，所述異型炮管(4)為圓柱形并水平設(shè)置，所述撞擊防護(hù)艙(1)間隔設(shè)置于異型炮管(4)的輸出端外側(cè)，所述測(cè)速裝置(2)設(shè)于撞擊防護(hù)艙(1)和異型炮管(4)的輸出端之間，所述撞擊防護(hù)艙(1)用于試驗(yàn)時(shí)緩沖和回收無(wú)人機(jī)，所述測(cè)速裝置(2)用于測(cè)量無(wú)人機(jī)飛行撞擊速度；所述彈托分離機(jī)構(gòu)(3)同軸連接于異型炮管(4)的輸出端，所述彈托分離機(jī)構(gòu)(3)用于將無(wú)人機(jī)和彈托完全分離；所述異型炮管(4)的下方設(shè)置有多組支托裝置(5)，多組支托裝置(5)沿異型炮管(4)的軸向間隔設(shè)置并支撐于地面上；所述快速上彈裝置(6)設(shè)于異型炮管(4)的輸入端，所述快速上彈裝置(6)用于進(jìn)行無(wú)人機(jī)的上彈；所述儲(chǔ)氣罐(7)與快速上彈裝置(6)相連。

2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)高速碰撞本體安全評(píng)價(jià)的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述彈托分離機(jī)構(gòu)(3)包括消音器(301)、導(dǎo)向套(302)、移動(dòng)法蘭(303)、脫殼器(304)和導(dǎo)向螺桿(305)；所述消音器(301)與脫殼器(304)同軸設(shè)置，消音器(301)和脫殼器(304)均為中空結(jié)構(gòu)，脫殼器(304)的一端插入至消音器(301)內(nèi)、另一端與異型炮管(4)的輸出端相連；所述移動(dòng)法蘭(303)共有兩組并分別固定連接于消音器(301)和脫殼器(304)的端部；所述導(dǎo)向螺桿(305)共有多組并沿著兩組移動(dòng)法蘭(303)的周向均勻布設(shè)，每組導(dǎo)向螺桿(305)均與兩組移動(dòng)法蘭(303)的對(duì)應(yīng)法蘭孔相連；所述導(dǎo)向螺桿(305)的兩端均螺紋連接有螺母(307)，所述導(dǎo)向螺桿(305)上套設(shè)有彈簧(306)，所述彈簧(306)的一端與脫殼器(304)上的移動(dòng)法蘭(303)的側(cè)壁相連、另一端與螺母(307)相連。

3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)高速碰撞本體安全評(píng)價(jià)的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述異型炮管(4)包括第一炮管(401)、第二炮管(405)和炮管端面法蘭(403)；所述第一炮管(401)和第二炮管(405)首尾相接，并且第一炮管(401)和第二炮管(405)相接位置的外端部均開(kāi)設(shè)有外環(huán)槽，所述炮管端面法蘭(403)共有兩組并分別設(shè)于兩段外環(huán)槽內(nèi)；兩組炮管端面法蘭(403)之間止口配合，所述第一炮管(401)和第二炮管(405)的內(nèi)壁底部均設(shè)有限位平面(402)。

4.如權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)高速碰撞本體安全評(píng)價(jià)的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述測(cè)速裝置(2)包括兩組沿著異型炮管(4)的軸線方向設(shè)置的光幕靶，同時(shí)測(cè)速裝置(2)兩側(cè)分別安裝有光幕傳感器。

5.如權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)高速碰撞本體安全評(píng)價(jià)的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述支托裝置(5)包括支撐座(501)、u型卡箍(502)、調(diào)節(jié)座(503)和固定卡箍組件(504)；所述u型卡箍(502)、調(diào)節(jié)座(503)和固定卡箍組件(504)均設(shè)于支撐座(501)上；所述固定卡箍組件(504)為圓型卡箍，所述固定卡箍組件(504)水平方向設(shè)置長(zhǎng)螺栓進(jìn)行水平調(diào)節(jié)、垂直方向設(shè)置墊板進(jìn)行高度調(diào)節(jié)；所述調(diào)節(jié)座(503)和u型卡箍(502)配合用于調(diào)節(jié)異型炮管(4)在水平和垂直方向上的位置，在異型炮管(4)插入至u型卡箍(502)和固定卡箍組件(504)后，調(diào)節(jié)座(503)和u型卡箍(502)先對(duì)異型炮管(4)進(jìn)行位置調(diào)節(jié)；所述固定卡箍組件(504)用于在異型炮管(4)的位置調(diào)節(jié)完成后，抱死異型炮管(4)。

6.如權(quán)利要求5所述的無(wú)人機(jī)高速碰撞本體安全評(píng)價(jià)的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述調(diào)節(jié)座(503)包括手搖絲杠副(5031)、推力軸承(5032)和調(diào)節(jié)塊(5033)；所述調(diào)節(jié)塊(5033)與支撐座(501)滑動(dòng)配合且調(diào)節(jié)塊(5033)與u型卡箍(502)固定連接，所述手搖絲杠副(5031)的一端設(shè)有把手、另一端與調(diào)節(jié)塊(5033)轉(zhuǎn)動(dòng)連接、中部與支撐座(501)螺紋配合，所述推力軸承(5032)設(shè)于手搖絲杠副(5031)與調(diào)節(jié)塊(5033)之間。

7.如權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)高速碰撞本體安全評(píng)價(jià)的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述快速上彈裝置(6)包括轉(zhuǎn)接管(601)、活節(jié)螺栓(602)、裝彈蓋(603)、裝彈筒(606)、氣缸(604)和連接管(605)；所述連接管(605)、裝彈筒(606)和裝彈蓋(603)同軸連接，裝彈筒(606)設(shè)于連接管(605)和裝彈蓋(603)之間，所述裝彈蓋(603)與裝彈筒(606)滑動(dòng)配合；轉(zhuǎn)接管(601)通過(guò)法蘭與裝彈蓋(603)相連，所述活節(jié)螺栓(602)連接于裝彈蓋(603)和轉(zhuǎn)接管(601)之間，所述活節(jié)螺栓(602)用于對(duì)裝彈蓋(603)和裝彈筒(606)進(jìn)行緊固，所述氣缸(604)固定于連接管(605)上，所述氣缸(604)的活塞桿與裝彈蓋(603)相連，同時(shí)氣缸(604)與儲(chǔ)氣罐(7)通過(guò)氣管相連。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)屬于無(wú)人機(jī)安全性領(lǐng)域，特別涉及一種無(wú)人機(jī)高速碰撞本體安全評(píng)價(jià)的試驗(yàn)裝置，包括撞擊防護(hù)艙、測(cè)速裝置、彈托分離機(jī)構(gòu)、異型炮管、快速上彈裝置和儲(chǔ)氣罐；異型炮管為圓柱形并水平設(shè)置，撞擊防護(hù)艙間隔設(shè)置于異型炮管的輸出端外側(cè)，測(cè)速裝置設(shè)于撞擊防護(hù)艙和異型炮管的輸出端之間。通過(guò)采用異型炮管以及一體化的彈托分離機(jī)構(gòu)，采用400mm大口徑氣炮沖擊試驗(yàn)裝置將無(wú)人機(jī)加速到指定速度的方式實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)高速撞擊試驗(yàn)，保證了試驗(yàn)結(jié)果的可靠性的同時(shí)，還顯著降低了試驗(yàn)成本和試驗(yàn)難度。同時(shí)還具有廣泛的適用性，不僅可以用于無(wú)人機(jī)，同時(shí)適用于2kg以上物體在150m/s下的撞擊傷害評(píng)估。

技術(shù)研發(fā)人員：郭亞周,白春玉,王亞鋒,劉小川,張剛建,王計(jì)真
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)飛機(jī)強(qiáng)度研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15