ВИСУВНИЙ МЕХАНІЗМ КОРИСНОГО НАВАНТАЖЕННЯ БЕЗПІЛОТНОГО ЛІТАЛЬНОГО АПАРАТА

1. Висувний механізм корисного навантаження (7) безпілотного літального апарата (БПЛА), що містить: електродвигуни з черв'ячними редукторами (2), шевронні зубчасті рейки (9) та колеса (3), вісь (5), платформу (8), захисні стулки (15), кривошип (16), тяги (17) з повзунами (12), кінцеві вимикачі (6), бічні стійки (10) з пазами (13), рамки (11) з пазами (14), внутрішнє кільце (18) та набір з'єднань; де у піднятому та виведеному положеннях корисного навантаження (7) набори з'єднань виконані з можливістю переміщення, коли механізм приводиться до руху електродвигунами з черв'ячними редукторами (2). 2. Висувний механізм за п. 1, який відрізняється тим, що кривошип (16) з'єднує захисні стулки (15) з внутрішнім кільцем (18) висувного механізму. 3. Висувний механізм за п. 1, який відрізняється тим, що рухомі рамки (11), бічні стійки (10) з рейковими передачами містять пази (13, 14), в яких розміщено повзуни (12). 4. Висувний механізм за п. 1, який відрізняється тим, що корисне навантаження (7) між піднятим та виведеним положеннями не змінює свого розташування вздовж поздовжньої та поперечної осей. 5. Висувний механізм за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить драйвер керування електродвигунами з черв'ячними редукторами (2). 6. Висувний механізм за п. 1, який відрізняється тим, що захисні стулки (15) виконані з можливістю обертання на кут у межах 90-120 градусів. 7. Висувний механізм за п. 1, який відрізняється тим, що кривошип (16) виконаний з можливістю обертання на кут у межах 90-180 градусів. 8. Висувний механізм за п. 1, який відрізняється тим, що тяги (17) виконані в жорсткому з'єднанні з захисними стулками (15) та повзунами (12).

Корисна модель належить до обладнання безпілотних літальних апаратів (БПЛА), зокрема до висувних механізмів корисного навантаження, наприклад одноосьової або багатоосьової системи керування та стабілізації камери (або без неї), дальномірів та інших пристроїв, призначених для розміщення всередині поперечного перерізу фюзеляжу БПЛА. Одним з найбільш розповсюджених висувних механізмів є механізми, в яких корисне навантаження шарнірно прикріплене до корпусу. Так, відомий висувний механізм, що виконаний як модульний елемент і змонтований таким чином, щоб виштовхувати корисне навантаження з корпусу, а підняття виконується лебідкою, яка приєднана до корисного навантаження, за рахунок намотування гнучкого тягового елемента, з’єднаного з корпусом [патент США US20130193269A1, МПК B64D 47/08, B64C 39/02; заявл. 29.12.2012, опубл. 01.08.2013]. Однак цей висувний механізм має недоліки, які полягають у тому, що гнучкий тяговий елемент не може жорстко утримувати корисне навантаження у втягнутому та розгорнутому положеннях; крім того практично неможливо забезпечити гнучкий тяговий елемент жорсткістю, щоб він зміг утримувати корисне навантаження, запобігаючи ненавмисним рухам через сили інерції, вібрації або гравітаційними силами, які виникають під час експлуатації БПЛА; сервопривід, який завжди знаходиться під навантаженням та споживає електричний струм; зміщується центр ваги вздовж поперечної та поздовжньої осей БПЛА. Близьким за технічною суттю до корисної моделі є висувний механізм, що містить важіль у формі кривошипа та штифт, що рухається в пазу, для блокування механізму в кінцевих положеннях [патент Індії IN201621005733, МПК B64D 47/08; заявл. 18.02.2016, опубл. 01.09.2017]. Завдяки виконанню висувного механізму з можливістю блокування в кінцевих положеннях, порівняно з аналогом, що розглянуто, надійність утримання корисного навантаження підвищується. Проте, цей механізм має ті самі недоліки, що і аналог, який розглянуто, а саме: наявність ременя (ремінної передачі), яка за своєю суттю не є надійною та має свої недоліки: обмежений термін служби ременя, великі габарити, навантаження на вали та опори, можливе прослизання та мінливість передавального відношення; спеціалізований сервопривід підіймання та виведення корисного навантаження завжди знаходиться під навантаженням та споживає електричний струм; зміщується центр ваги вздовж поздовжньої осі БПЛА. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення висувного механізму корисного навантаження БПЛА, в якому нове конструктивне виконання його елементів забезпечує відсутність гнучких елементів приводу; незмінності центра ваги вздовж повздовжньої та поперечної осей БПЛА; відмову від спеціалізованих сервоприводів; відсутність споживання електричного струму після автоматичного механічного блокування механізму в його кінцевих положеннях; відкриття та закриття захисних стулок синхронно з переміщенням корисного навантаження, більш ефективне використання систем живлення БПЛА, що призводить до збільшення часу польоту. Поставлена задача вирішується тим, що висувний механізм корисного навантаження безпілотного літального апарата (БПЛА), згідно з корисною моделлю, містить електродвигуни з черв’ячними редукторами, шевронні зубчасті рейки та колеса, вісь, платформу, захисні стулки, кривошип, тяги з повзунами, кінцеві вимикачі, бічні стійки з пазами, рамки з пазами, внутрішнє кільце та набір з’єднань; де у піднятому та виведеному положеннях корисного навантаження набір з’єднань, виконані з можливістю переміщення, коли механізм приводиться до руху електродвигунами з черв’ячними редукторами. Згідно з корисною моделлю, кривошип з’єднує захисні стулки з внутрішнім кільцем висувного механізму. Рухомі рамки, бічні стійки з рейковими передачами містять пази, в яких розміщено повзуни. Корисне навантаження між піднятим та виведеним положеннями не змінює свого розташування вздовж поздовжньої та поперечної осей. Висувний механізм додатково містить драйвер керування електродвигунами з черв’ячними редукторами. Захисні стулки виконані з можливістю обертання на кут у межах 90-120 градусів. Кривошип виконаний з можливістю обертання на кут у межах 90-180 градусів. Тяги виконані в жорсткому з’єднанні з захисними стулками та повзунами. У висувному механізмі використовуються шевронні рейкові передачі, які утворені за допомогою зубчастих коліс та рейок; черв’ячні редуктори з електродвигунами; кінцеві вимикачі; бічні стійки та рамки виконані з пазами; розкриття захисних стулок відбувається за рахунок обертання. Виконання висувного механізму із зазначеними ознаками забезпечує плавне та стабільне переміщення механізму по шевронній рейковій передачі, автоматичного відкривання та закривання захисних стулок і їх розміщення у відкритому стані вздовж поздовжньої осі БПЛА та вертикальному положенні, зменшення внутрішнього об’єму, що займає механізм. Крім цього, використання черв’ячних передач сприяє автоматичному механічному блокуванню механізму в кінцевих положеннях та дає можливість використовувати звичайні електродвигуни замість спеціалізованих сервоприводів. Усе це дозволяє керувати механізмом по одному дроту без зміни програмного коду контролера польоту та наземної станції, автоматично вимикати живлення двигунів, а отже і більш ефективно використовувати систему живлення БПЛА, що призводить до збільшення тривалості польоту. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: на фіг. 1 - висувний механізм в піднятому положенні, спрощений вигляд в ізометрії; на фіг. 2 - висувний механізм в піднятому положенні, спрощений головний вигляд; на фіг. 3. - висувний механізм в піднятому положенні, спрощений вигляд справа; на фіг. 4 - розріз по А-А на фіг. 2; на фіг. 5 - висувний механізм у виведеному положенні, спрощений головний вигляд; на фіг. 6 - висувний механізм у виведеному положенні, спрощений вигляд справа; на фіг. 7 - розріз по В-В на фіг. 5. Висувний механізм корисного навантаження має максимально компактне проєктування і розміщується всередині фюзеляжу 1 в його нижній частині. Механізм містить черв’ячні редуктори з електродвигунами 2. На вихідних валах 4 черв’ячних редукторів з електродвигунами 2 встановлюється по одному з шевронних зубчастих коліс 3, а інші - на консольно закріплені осі 5. Кінцеві вимикачі 6 розташовуються на корпусах черв’ячних редукторів з електродвигунами 2. Для забезпечення компактності черв’ячні редуктори з електродвигунами 2 та кінцевими вимикачами 6 розміщуються над корисним навантаженням 7 та фіксуються на платформі 8. Висувний механізм реалізується в такий спосіб. Під час живлення драйвером (не показано) електродвигунів з черв’ячними редукторами 2 шевронні колеса 3 починають обертатися навколо своїх осей. В свою чергу, шевронні колеса 3 зчеплені з шевронними рейками 9, які розміщені вертикально на бічних стійках 10 висувного механізму. Таким чином, платформа 8 починає рухатись і приводить до переміщення рамок 11, які, в свою чергу, переміщують повзуни 12 по пазам 13 та 14. Повзуни 12 одночасно переміщуються в горизонтальному, вертикальному положеннях та обертаються навколо своїх осей. Драйвер застосовується задля зміни напрямку обертання електродвигунів з черв’ячними редукторами 2, а також зупинки їх у кінцевих положеннях. Відкривання та закривання захисних стулок 15 відбувається за рахунок їх обертання навколо кривошипів 16 на кут у межах 90-120 градусів за та проти годинникової стрілки, які приводяться в дію тягами 17, жорстко з’єднаними з повзунами 12. Захисні стулки 15 під час руху не змінюють свого поздовжнього положення відносно поздовжньої осі фюзеляжу 1, а також їх рух відбувається синхронно та одночасно з переміщенням платформи 8. Під час виведення і утримання корисного навантаження 7 в кінцевому положенні центр ваги зміщується лише вздовж вертикальної осі. Бічні стійки 10 жорстко з’єднані з внутрішнім кільцем висувного механізму 18, яке, в свою чергу, приєднується до фюзеляжу 1 або його частин. Висувний механізм дозволяє істотно зменшити об’єм, що займається механізмом в фюзеляжі, облегшити конструкцію БПЛА в цілому, підвищити захист корисного навантаження за допомогою захисних стулок, забезпечити автоматичне механічне блокування в кінцевих положеннях та збільшити тривалість польоту БПЛА за рахунок зменшення споживання живлення.