本发明涉及浮空器技术领域，尤其涉及一种系留气球锚泊设施鼻塔端部结构。
背景技术：
系留气球是一种轻于空气的无动力浮空器，具有一个充满轻于空气气体的气囊，并因此而产生向上的浮力。系留气球系统包括系留气球球体、系留缆绳组件、锚泊设施和地面综合保障设施等。系留气球依靠浮力悬浮在空中，球体通过系缆与地面锚泊设施连接，通过调整系索的长度来调整球体的高度，从而为其他设备提供一个准静态的空中平台。
典型的系留气球升空平台以系留气球为核心，包含球体、锚泊设施、系留系缆、有效载荷、地面控制系统等组成。其中系缆分为主缆、鼻系索和侧系索等。在锚泊状态时，通过球体鼻锥处鼻系索与两侧侧系索将球体约束于锚泊设施之上。
其中锚泊设施上，鼻系索与锚泊设施相连的位置为鼻塔端部。球体锚泊时需要鼻系索逐渐收紧于鼻绞盘上，通常鼻绞盘会放置在锚泊设施底部，方便人员操作。因此鼻塔端部不仅需要限制球体鼻锥部分位置，还需要使鼻系索灵活转向至地面处的鼻绞盘。
由于球体直径较大，鼻锥位置较高，所以鼻塔较高。而鼻塔端部需要与鼻系索相连接，通常会安排人员在鼻塔端部用手操作，费时费力不安全，是一项难题。另外，鼻系索从鼻塔端部中穿过，转向至下部的鼻绞盘，需要收放自如，且鼻系索有时松懈，鼻塔端部要保证其收放过程不能与周围结构产生相对摩擦，以免损失鼻系索强度，且在鼻系索松懈时不能卡在结构缝隙中，影响后续操作，这是另一难题。
技术实现要素：
本发明提供一种系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，用以解决现有技术中鼻塔端部收放过程鼻系索与周围结构产生相对摩擦且在鼻系索松懈时容易卡在结构缝隙中的问题。
本发明提供一种系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，包括：支架以及设置于所述支架上的卡圈、第一横轴、第二横轴、第一纵轴、第二纵轴和翻转机构；所述卡圈用于与系留气球的球体鼻锥接触，所述第一横轴具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，所述第一横轴与第二横轴、第一纵轴和第二纵轴之间围成鼻系索通道，所述鼻系索通道用于穿过所述系留气球的鼻系索；在所述第二状态下，所述第一横轴在所述鼻系索通道位于所述第一横轴一侧形成开口；所述卡圈上设置有径向缺口，所述径向缺口延伸至所述鼻系索通道的延伸路径上；所述翻转机构连接所述第一横轴的一端，所述翻转机构用于驱动所述第一横轴在所述第一状态和所述第二状态之间切换。
根据本发明提供的一种系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，所述翻转机构包括翻转驱动杆、驱动转轴和复位扭簧；
所述驱动转轴转动连接于所述支架；
所述第一横轴一端与所述驱动转轴转动连接；
所述翻转驱动杆一端与所述驱动转轴固定连接，所述翻转驱动杆用于驱动所述驱动转轴轴向旋转以带动所述翻转驱动杆由第一状态向第二状态切换；
所述复位扭簧连接所述驱动转轴，所述复位扭簧用于为所述驱动转轴提供带动所述第一横轴由第二状态切换至第一状态的弹性作用力。
根据本发明提供的一种系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，所述翻转驱动杆背离所述驱动转轴一端设置有拉环。
根据本发明提供的一种系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，所述系留气球锚泊设施鼻塔端部结构还包括限位组件，所述限位组件用于使所述第一横轴限制在第一状态或使所述第一横轴能够由第一状态切换至第二状态。
根据本发明提供的一种系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，所述限位组件包括驱动拨叉、限位轴和弹性复位件，所述驱动拨叉用于驱动所述限位轴移离所述第一横轴由第一状态切换至第二状态的移动路径，所述弹性复位件用于为所述限位轴提供移动至所述第一横轴由第一状态切换至第二状态的移动路径上的弹性支撑力。
根据本发明提供的一种系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，所述限位轴轴向滑动连接于所述支架，所述驱动拨叉与所述限位轴铰接，所述弹性复位件沿所述限位轴的滑动方向弹性支撑所述限位轴。
根据本发明提供的一种系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，所述支架上设置有限位槽，在所述第一状态下，所述第一横轴背离所述翻转机构一端位于所述限位槽内。
根据本发明提供的一种系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，所述系留气球锚泊设施鼻塔端部结构还包括外壳，所述外壳与所述支架固定连接，且罩设在所述第一横轴、第二横轴、第一纵轴、第二纵轴和翻转机构的外侧。
根据本发明提供的一种系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，所述卡圈由钢管焊接形成，且在所述径向缺口位置形成圆角。
根据本发明提供的一种系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，所述第一横轴、第二横轴、第一纵轴和第二纵轴采用合金铝或尼龙材质。
本发明提供的系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，安装在鼻塔端部时，将系留气球的鼻系索穿过径向缺口和鼻系索通道，在第一横轴、第二横轴、第一纵轴和第二纵轴的限制下鼻系索松动时不会卡在结构缝隙中。第一横轴、第二横轴、第一纵轴和第二纵轴能够轴向旋转，使鼻系索收放阻力更小，不会与其他结构产生摩擦。
第一横轴能够在第一状态和第二状态下切换，当需要穿入鼻系索或将鼻系索移出时，通过翻转机构驱动第一横轴切换至第二状态，鼻系索能够方便地移入鼻系索通道内或由鼻系索通道移出。将翻转机构通过绳索连接至地面时，还可以在地面通过绳索控制第一横轴的状态，操作方便快捷，从而省去了人员爬高去穿鼻系索，操作更安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
图1是本发明提供的系留气球锚泊设施鼻塔端部结构示意图之一；
图2是本发明提供的系留气球锚泊设施鼻塔端部结构示意图之二(图中隐藏外壳)；
图3是本发明提供的系留气球锚泊设施鼻塔端部结构示意图之三(图中隐藏外壳)。
附图标记：
1、卡圈；2、支架；3、外壳；
4、第一横轴；5、第一纵轴；6、第二横轴；
7、第二纵轴；8、驱动转轴；9、翻转驱动杆；
10、拉环；11、驱动拨叉；12、限位轴；
13、弹性复位件；14、限位槽；15、鼻系索通道；
16、径向缺口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
下面结合图1-图3描述本发明实施例的系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，包括：支架2以及设置于支架2上的卡圈1、第一横轴4、第二横轴6、第一纵轴5、第二纵轴7和翻转机构。
其中，支架2由薄钢板焊接形成，用于连接各部分结构，并形成稳定的支撑。
卡圈1用于与系留气球的球体鼻锥接触，其与系留气球接触位置位于卡圈1背离支架2一侧。卡圈1由钢管焊接形成，包括外环部分和用于连接外环部分与支架2的连杆部分。卡圈1所用的钢管均为外壁光滑的圆管结构，并且进一步的将卡圈1各部分的连接位置焊接为圆角结构，能够有效避免与系留气球接触时对系留气球的球体造成损害。
第一横轴4、第二横轴6、第一纵轴5及第二纵轴7均转动连接于支架2背离卡圈1一侧，其中，第二横轴6两端可通过轴承连接支架2，使其具有较小的转动阻力。第一横轴4和第二横轴6平行间隔设置，且在垂直轴线方向上对齐，第一纵轴5和第二纵轴7平行间隔设置，且在垂直轴线方向上对齐。第一横轴4和第二横轴6垂直于第一纵轴5和第二纵轴7，第一横轴4与第二横轴6、第一纵轴5和第二纵轴7之间围成鼻系索通道15，鼻系索通道15沿卡圈1的轴向且垂直于第一横轴4、第二横轴6、第一纵轴5及第二纵轴7，鼻系索通道15用于穿过系留气球的鼻系索。卡圈1上设置有径向缺口16，径向缺口16延伸至鼻系索通道15的延伸路径上。
第一横轴4具有第一状态和第二状态，在第一状态下，第一横轴4与第二横轴6、第一纵轴5和第二纵轴7之间围成鼻系索通道15，鼻系索穿过鼻系索通道15后，第一横轴4、第二横轴6、第一纵轴5和第二纵轴7对鼻系索形成限位，鼻系索无法侧向脱离鼻系索通道15。在第二状态下，第一横轴4在鼻系索通道15位于第一横轴4一侧形成开口，鼻系索能够由卡圈1的径向缺口16的开口位置沿卡圈1的径向移动到达鼻系索通道15，或由鼻系索通道15沿沿卡圈1的径向移动并由卡圈1的径向缺口16的开口位置移出。
第一横轴4、第一纵轴5和第二纵轴7采用合金铝或尼龙材质，具有轻质、易加工和不损坏鼻系索的优点。
翻转机构连接第一横轴4的一端，翻转机构用于驱动第一横轴4在第一状态和第二状态之间切换，从而能够方便地控制鼻系索通道15的侧向开口的开闭。
在本发明一个实施例中，翻转机构包括翻转驱动杆9、驱动转轴8和复位扭簧(图中未示出)。其中驱动转轴8转动连接于支架2，使其可产生轴向旋转，驱动转轴8的轴线方向垂直于第一横轴4的轴线方向。第一横轴4一端与驱动转轴8转动连接，第一横轴4与驱动转轴8的连接位置可以为驱动转轴8的轴向中心位置。
翻转驱动杆9垂直于驱动转轴8，其一端与驱动转轴8固定连接，翻转驱动杆9绕驱动转轴8的轴线方向旋转时能够带动驱动转轴8轴向旋转以带动翻转驱动杆9由第一状态向第二状态切换。
复位扭簧连接驱动转轴8，复位扭簧用于为驱动转轴8提供带动翻转驱动杆9由第二状态切换至第一状态的弹性作用力。
在未向翻转驱动杆9施加外力时，在复位扭簧的作用下能够使第一横轴4持续维持在第一状态；在向翻转驱动杆9施加外力后，能够使第一横轴4由第一状态向第二状态切换，打开鼻系索通道15的侧向开口，此过程中，复位扭簧的弹性形变量逐渐增大，去除对翻转驱动杆9施加的外力后，复位扭簧的弹性作用下使第一横轴4恢复至第一状态。
翻转驱动杆9背离驱动转轴8一端设置有拉环10，该拉环10能够用于连接绳索，操作人员在地面位置通过拉动绳索即可实现使第一横轴4由第一状态向第二状态切换的操作。
在本发明一个实施例中，系留气球锚泊设施鼻塔端部结构还包括限位组件，限位组件用于使第一横轴4限制在第一状态或使第一横轴4能够由第一状态切换至第二状态。由此，可在不需要将第一横轴4切换至第二状态时，通过限位组件使第一横轴4稳定地处在第一状态位置，避免鼻系索在非人为操作下自行脱离鼻系索通道15。
在本发明一个实施例中，限位组件包括驱动拨叉11、限位轴12和弹性复位件13，驱动拨叉11用于驱动限位轴12移离第一横轴4由第一状态切换至第二状态的移动路径，弹性复位件13用于为限位轴12提供移动至第一横轴4由第一状态切换至第二状态的移动路径上的弹性支撑力。驱动拨叉11未提供驱动力时，限位轴12在弹性复位件13的作用下始终位于第一横轴4由第一状态切换至第二状态的移动路径上，此时能够对第一横轴4形成阻挡作用，进而使第一横轴4能够维持在第一状态下。
限位轴12滑动连接于支架2，并垂直于第一横杆，限位轴12的滑动方向沿其轴线方向。弹性复位件13可采用压缩弹簧，将弹性复位件13套设在限位轴12上，使其一端与支架2抵接，另一端与设置在限位轴12上的插销或垫片等结构抵接，为限位轴12提供轴向的弹性支撑力。在弹性复位件13的作用下能够使限位轴12的一端位于第一横轴4由第一状态切换至第二状态的移动路径上。驱动拨叉11的一端与限位轴12铰接，且支架2在驱动拨叉11的中部形成支点，拨动驱动拨叉11时，能够带动限位轴12轴向移动，限位轴12的端部移离第一横轴4由第一状态切换至第二状态的移动路径后，第一横轴4能够由第一状态切换至第二状态。
可选的，支架2上设置有限位槽14，在第一状态下，第一横轴4背离翻转机构一端位于限位槽14内，使第一横轴4能够稳定地轴向旋转。进一步地，可将限位轴12设置在限位槽14的上方，并且使限位轴12在压缩弹簧的作用下能够滑动至限位槽14的开口位置，实现对第一横轴4的稳定限位。
在本发明一个实施例中，系留气球锚泊设施鼻塔端部结构还包括外壳3，外壳3与支架2固定连接，且罩设在第一横轴4、第二横轴6、第一纵轴5、第二纵轴7和翻转机构的外侧。外壳3能够为各部分提供防尘的作用，同时也使外形更加整齐美观。外壳3可通过螺栓连接或卡接等可拆卸连接方式与支架2连接固定，以便于拆除维护。外壳3上形成有开口，能够便于将翻转驱动杆9和驱动拨叉11的端部漏在外面，或便于将绳索穿入外壳3中连接翻转驱动杆9和驱动拨叉11。外壳3为尼龙板或塑料板等非技术材料的薄板，降低系留气球锚泊设施鼻塔端部结构的整体重量。
使用过程中，使鼻系索穿过径向缺口16及鼻系索通道15后与鼻绞盘相连，鼻绞盘安置在锚泊设施底端，方便人员操作。分别通过绳索连接翻转驱动杆9和驱动拨叉11，在需要使鼻系索穿入鼻塔端部时，不用接触鼻塔端部，在地面操作翻转驱动杆9和驱动拨叉11的连接绳索即可，不需要人员爬高操作，能够提高操作安全。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，其特征在于，包括：支架以及设置于所述支架上的卡圈、第一横轴、第二横轴、第一纵轴、第二纵轴和翻转机构；所述卡圈用于与系留气球的球体鼻锥接触，所述第一横轴具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，所述第一横轴与第二横轴、第一纵轴和第二纵轴之间围成鼻系索通道，所述鼻系索通道用于穿过所述系留气球的鼻系索；在所述第二状态下，所述第一横轴在所述鼻系索通道位于所述第一横轴一侧形成开口；所述卡圈上设置有径向缺口，所述径向缺口延伸至所述鼻系索通道的延伸路径上；所述翻转机构连接所述第一横轴的一端，所述翻转机构用于驱动所述第一横轴在所述第一状态和所述第二状态之间切换。
2.根据权利要求1所述的系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，其特征在于，所述翻转机构包括翻转驱动杆、驱动转轴和复位扭簧；
所述驱动转轴转动连接于所述支架；
所述第一横轴一端与所述驱动转轴转动连接；
所述翻转驱动杆一端与所述驱动转轴固定连接，所述翻转驱动杆用于驱动所述驱动转轴轴向旋转以带动所述翻转驱动杆由第一状态向第二状态切换；
所述复位扭簧连接所述驱动转轴，所述复位扭簧用于为所述驱动转轴提供带动所述第一横轴由第二状态切换至第一状态的弹性作用力。
3.根据权利要求2所述的系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，其特征在于，所述翻转驱动杆背离所述驱动转轴一端设置有拉环。
4.根据权利要求1所述的系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，其特征在于，所述系留气球锚泊设施鼻塔端部结构还包括限位组件，所述限位组件用于使所述第一横轴限制在第一状态或使所述第一横轴能够由第一状态切换至第二状态。
5.根据权利要求4所述的系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，其特征在于，所述限位组件包括驱动拨叉、限位轴和弹性复位件，所述驱动拨叉用于驱动所述限位轴移离所述第一横轴由第一状态切换至第二状态的移动路径，所述弹性复位件用于为所述限位轴提供移动至所述第一横轴由第一状态切换至第二状态的移动路径上的弹性支撑力。
6.根据权利要求5所述的系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，其特征在于，所述限位轴轴向滑动连接于所述支架，所述驱动拨叉与所述限位轴铰接，所述弹性复位件沿所述限位轴的滑动方向弹性支撑所述限位轴。
7.根据权利要求1所述的系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，其特征在于，所述支架上设置有限位槽，在所述第一状态下，所述第一横轴背离所述翻转机构一端位于所述限位槽内。
8.根据权利要求1所述的系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，其特征在于，所述系留气球锚泊设施鼻塔端部结构还包括外壳，所述外壳与所述支架固定连接，且罩设在所述第一横轴、第二横轴、第一纵轴、第二纵轴和翻转机构的外侧。
9.根据权利要求1所述的系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，其特征在于，所述卡圈由钢管焊接形成，且在所述径向缺口位置形成圆角。
10.根据权利要求1所述的系留气球锚泊设施鼻塔端部结构，其特征在于，所述第一横轴、第二横轴、第一纵轴和第二纵轴采用合金铝或尼龙材质。
技术总结