CN103523218B - 一种无人机可调阻尼前轮减摆器 - Google Patents

Abstract

一种无人机可调阻尼前轮减摆器，减摆器包括活塞杆、阻尼调节杆、外筒、第一弹簧、第二弹簧、内筒、端盖和密封件，所述密封件包括活塞杆第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈、第四密封圈。所述减摆器上设有第一注油密封球、第二注油密封球，所述注油密封球通过第一压紧螺钉、第二压紧螺钉进行压紧密封。所述减摆器两端设有与起落架支柱连接的耳片和与起落架扭力臂连接的端盖。本发明的可调阻尼减摆器结构简单，自动回中，在使用中阻尼调整便捷，能够满足多种无人机使用。

Description

一种无人机可调阻尼前轮减摆器

技术领域

本发明涉及一种无人机可调阻尼前轮减摆器，适用于不同前轮减摆阻尼要求的无人机使用。

背景技术

起落架摆振作为飞机一种严重故障因素长期存在，单纯地依靠起落架本身的结构调节，往往不足以防止摆振。长期实践证明，在起落架上安装减摆器才是防止摆振最有效的办法。

减摆器作为起落架防摆系统必不可少的部件，如何选取减摆器阻尼的大小，怎样确定减摆器的阻尼特性，成为减摆器设计、生产和使用中非常重要的问题之一。对一个确定的结构系统，选择最佳的阻尼和最佳阻尼特性区域是有效防止摆振的关键。由于减摆器结构的特殊性和油液的非线性特性影响，一般减摆器的阻尼值理论计算误差较大，而且其真实工作特性难以计算精确，尤其是比较复杂的防摆系统，如带有操纵功能的减摆器，其可靠性和工作特性更加重要。在减摆器研制中，通常采用试验的方法测量减摆器的阻尼和考核验证其工作特性。

国内常规的无人机前机轮减摆器大多沿用有人机减摆器结构形式，采用减摆器内部安装阻尼阀的形式为无人机提供防摆阻尼。有人机减摆器由于使用条件比较复杂，一般零件较多；无人机相对有人机一般重量较轻，这就造成减摆器对于无人机而言，重量一般较大。减摆器加工完成后是否能够满足无人机滑跑防摆要求，需通过试验台摆振或无人机地面滑跑试验进行验证。无人机研制周期一般较短，如减摆器设定阻尼不合理，减摆器将会进行试验—返厂—分解更换阻尼阀—装配—试验—返厂的循环，这将会延长试验周期，从而增加了无人机研制周期及成本。

为了缩短无人机研制中减摆器研制周期，及减摆器小型化、轻质化要求，设计一款阻尼特性调整区域较大，调整方便、快捷，体积小、质量轻的减摆器成为当今无人机研制中一项迫切的任务。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供了一种无人机可调阻尼前轮减摆器，能够适应多款无人机使用的可调阻尼前轮减摆器。

本发明的技术解决方案：

一种无人机可调阻尼前轮减摆器，包括起落架支柱连接耳片、第一油毡圈、第一压紧螺钉、第一注油密封球、外筒、第一密封圈、端盖、堵盖、第二油毡圈、第二密封圈、阻尼调节杆、内筒、活塞杆、第一弹簧、螺母、第一涨圈、第二涨、第三密封圈、第四密封圈、第二弹簧、第二压紧螺钉、第二注油密封球和滑动筒。

内筒包括直径不同的两部分圆筒状结构，活塞杆从内筒直径较大的一端穿入，活塞杆上套有第一弹簧，且第一弹簧位于活塞杆与内筒较小直径一端之间，第一涨圈套在活塞杆直径最大的部分上，滑动筒从内筒直径较大的一端穿入且套在活塞杆上，滑动筒和内筒之间有缝隙，滑动筒和活塞杆直径较大的一端之间有第二弹簧，堵盖与内筒直径较大的一端螺纹连接。

活塞杆的两端均沿轴向开有盲孔，且活塞杆的中部沿径向开有盲孔，该径向盲孔与活塞杆的位于内筒直径较大一端的盲孔连通，阻尼调节杆穿入所述活塞杆的位于内筒直径较大一端的盲孔内部且与活塞杆螺纹连接，阻尼调节杆与活塞杆之间通过第二密封圈进行密封。

外筒包括直径不同的两部分圆筒状结构，外筒的直径较大部分上开有沿径向的注油孔，将内筒穿入外筒内部，置于外筒直径较大部分的空腔内，内筒和外筒之间有缝隙，活塞杆的未安装阻尼调节杆的一端从外筒直径较小部分穿出，在活塞杆和外筒直径较小部分之间装有用于防尘的第一油毡圈和用于液密封的第三密封圈，第一油毡圈靠近外筒直径较小部分的端部，在内筒的直径较小部分和外筒之间套有第二涨圈。

起落架支柱连接耳片螺杆部分与活塞杆未安装阻尼调节杆一端的盲孔螺纹连接，用于锁定起落架支柱连接耳片的螺母套在起落架支柱连接耳片的螺杆部分上。

端盖包括直径不同的两部分圆筒状结构，从活塞杆安装阻尼调节杆的一端套入，其大直径部分与外筒的外壁螺纹连接且通过第一密封圈密封，活塞杆安装阻尼调节杆的一端从端盖直径较小部分穿出，在活塞杆和端盖直径较小部分之间装有用于防尘的第二油毡圈和用于液密封的第四密封圈，第二油毡圈靠近端盖直径较小部分的端部，端盖上有延伸出来的安装耳片。

内筒的大直径部分和小直径部分之间开有斜槽，且其大直径部分的侧壁上开有多个通孔。

外筒上的注油孔、活塞杆小直径一端与内筒之间、内筒的大直径部分和小直径部分之间的斜槽、活塞杆中部的径向盲孔以及与该径向盲孔连通的轴向盲孔、滑动筒和活塞杆大直径一端之间、内筒大直径部分侧壁上的通孔、滑动筒和内筒之间的缝隙以及内筒和外筒之间的缝隙连通，且充满液压油。

所述无人机可调阻尼前轮减摆器还包括第一注油密封球、第二注油密封球、第一压紧螺钉和第二压紧螺钉。

第一注油密封球和第二注油密封球分别装在外筒的两个注油孔内，再分别用第一压紧螺钉和第二压紧螺钉将注油密封球压紧，防止油液渗出。

阻尼调节杆的头部呈锥状，且阻尼调节杆可沿轴向移动，用于调节活塞杆的径向盲孔和装有阻尼调节杆一端的轴向盲孔之间的油液流量。

所述第二弹簧轴向一端顶在堵盖上，另一端顶在活塞杆中部直径较大部分上；所述第一弹簧轴向一端顶在外筒大直径和小直径部分交界处的端面上，另一端顶在内筒直径较小部分的内部。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

（1）本发明的无人机可调阻尼前轮减摆器不需分解，通过调整阻尼调节杆旋入长度能够改变外筒上的注油孔、活塞杆小直径一端与内筒之间、内筒的大直径部分和小直径部分之间的斜槽、活塞杆中部的径向盲孔以及与该径向盲孔连通的轴向盲孔、滑动筒和活塞杆大直径一端之间、内筒大直径部分侧壁上的通孔、滑动筒和内筒之间的缝隙以及内筒和外筒之间的缝隙连通的注满液压油的内腔在活塞杆轴向所开盲孔和与其连通的径向盲孔之间的连通截面面积，从而改变减摆器阻尼从而调整减摆器的防摆阻尼。

（2）本发明的无人机可调阻尼前轮减摆器中阻尼调节杆可调整液压油流动截面的面积范围较宽，阻尼特性调整区域大。

（3）本发明的无人机可调阻尼前轮减摆器在减摆器本体不作改变的条件下，通过机体连接耳片与端盖连接尺寸的改变即可满足不同无人机的机械接口尺寸要求。

（4）本发明的无人机可调阻尼前轮减摆器结构简单、外形小巧、质量轻、阻尼调整快捷。

附图说明

图1是本发明可调阻尼减摆器结构示意图；

图2是减摆器活塞杆向左侧运动时液压油流动路径示意图；

图3是减摆器活塞杆向右侧运动时液压油流动路径示意图；

图4减摆器自动回中装置示意图；

图5减摆器为满足不同无人机通用性更换部件示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本发明提供了一种无人机可调阻尼前轮减摆器，包括起落架支柱连接耳片1、第一油毡圈2、第一压紧螺钉3、第一注油密封球4、外筒5、第一密封圈6、端盖7、堵盖8、第二油毡圈9、第二密封圈10、阻尼调节杆11、内筒12、活塞杆13、第一弹簧14、螺母15、第一涨圈16、第二涨圈17、第三密封圈18、第四密封圈19、第二弹簧20、第二压紧螺钉21、第二注油密封球22和滑动筒23。

为了解决减摆器不分解更换零件即能进行减摆阻尼调整问题，本发明将阻尼调整装置外置，利用减摆器工作特点，活塞杆13设计为两端均沿轴向开有盲孔，且活塞杆13的中部沿径向开有盲孔，该径向盲孔与活塞杆13的位于内筒12直径较大一端的盲孔连通；内筒12设计为直径不同的两部分圆筒状结构，大直径部分和小直径部分之间开有斜槽，且其大直径部分的侧壁上开有多个通孔；滑动筒23轴向端面与侧壁之间开有多个斜槽，侧壁开有多个通孔；活塞杆13、内筒12与滑动筒13装配后将减摆器内腔的液压油分割为两个由外筒5上的注油孔、活塞杆13小直径一端与内筒12之间、内筒12的大直径部分和小直径部分之间的斜槽、活塞杆13中部的径向盲孔以及与该径向盲孔连通的轴向盲孔、滑动筒23和活塞杆13大直径一端之间、内筒12大直径部分侧壁上的通孔、滑动筒23和内筒12之间的缝隙以及内筒12和外筒5之间的缝隙连通的内腔，且充满液压油；在减摆器工作时，活塞杆13沿轴向左右运动，分别推动减摆器内腔中内筒12、滑动筒23沿活塞杆轴向运动进而推动液压油从活塞杆最大直径一侧油腔流入另一侧油腔。通过调整穿入活塞杆13位于内筒12直径较大一端的盲孔内部且与活塞杆13螺纹连接的阻尼调节杆11轴向位移量可改变液压油流过活塞杆13轴向所开盲孔和与其连通的径向盲孔之间的连通截面面积，从而改变减摆器阻尼。活塞杆13沿轴向向左运动时，液压油流动路径见图2；活塞杆13沿轴向向右运动时，液压油流动路径见图3。

为了解决减摆器装配后内腔液压油充填问题，本发明将外筒5直径较大部分沿径向的注油孔设计为两个。在注入液压油时，将减摆器水平放置，注油孔向上，从一个注油孔注入液压油至液压油从另一个注油孔流出后，将第一密封球4、第二密封球22分别放入外筒5上的注油孔中，然后分别用第一压紧螺钉3、第二压紧螺钉21装入注油孔，实现对注油孔的密封。

如图2所示，为了保证减摆器工作中，液压油按设计流动路径流动，在活塞杆13直径最大的部分上装有第一涨圈16，在内筒12直径较小部分和外筒5之间套有第二涨圈17；为了对活塞杆13运动中进行密封，在活塞杆13和外筒5直径较小部分之间装有用于防尘的第一油毡圈2和用于液密封的第三密封圈18，在活塞杆13和端盖7直径较小部分之间装有用于防尘的第二油毡圈9和用于液密封的第四密封圈19；为了对阻尼调节杆11与活塞杆13之间螺纹连接进行密封，在阻尼调节杆11与活塞杆13之间装有第二密封圈10；为了对端盖7与外筒5之间螺纹连接进行油液密封，在对端盖7与外筒5之间装有第一密封圈6。

如图4所示，为了解决减摆器减自动回中问题，本发明在活塞杆13与内筒12较小直径一端之间装有第一弹簧14，滑动筒23和活塞杆13直径较大的一端之间装有第二弹簧20，在减摆器初始状态，第一弹簧14和第二弹簧20对活塞杆13施加初始载荷相同；当活塞杆13安装阻尼调节杆11一端承受向轴向载荷大于第一弹簧14初始压力时，外力推动活塞杆13进而推动内筒12沿外载荷方向运动，内筒12与外筒5之间的轴向间隙尺寸为设定的活塞杆13向外载荷方向可运动的距离；当活塞杆13承受向未安装阻尼调节杆11一端轴向载荷大于第二弹簧20初始压力时，外力推动活塞杆13进而推动滑动筒23沿外载荷方向运动，滑动筒23与堵盖8之间的轴向间隙尺寸为设定的活塞杆13向外载荷方向可运动的距离。在第一弹簧14与第二弹簧20初始压力作用下，内筒12、外筒5之间的轴向间隙初始尺寸与滑动筒23、堵盖8之间的轴向间隙初始尺寸相同，从而保证了活塞杆13两侧限位尺寸相同。

如图5所示，为了解决减摆器在不同无人机中使用的通用性问题，本发明将减摆器与起落架连接件设计为可换件。减摆器通过起落架连接耳片1上的通孔与起落架支柱连接，通过端盖7延伸出来的安装耳片上的通孔与起落架扭力臂连接，针对不同无人机起落架对减摆器尺寸要求，通过更换起落架连接耳片1、端盖7即可实现与不同无人机起落架机械接口匹配。

Claims (6)

1.一种无人机可调阻尼前轮减摆器，包括起落架支柱连接耳片(1)、第一压紧螺钉(3)、第一注油密封球(4)和活塞杆(13)，活塞杆(13)的中部沿径向开有多个盲孔，其特征在于还包括：第一油毡圈(2)、外筒(5)、第一密封圈(6)、端盖(7)、堵盖(8)、第二油毡圈(9)、第二密封圈(10)、阻尼调节杆(11)、第一弹簧(14)、螺母(15)、第一涨圈(16)、第二涨圈(17)、第三密封圈(18)、第四密封圈(19)、第二弹簧(20)、第二压紧螺钉(21)、第二注油密封球(22)和滑动筒(23)；

内筒(12)包括直径不同的两部分圆筒状结构，活塞杆(13)从内筒(12)直径较大的一端穿入，活塞杆(13)上套有第一弹簧(14)，且第一弹簧(14)位于活塞杆(13)与内筒(12)较小直径一端之间，第一涨圈(16)套在活塞杆(13)直径最大的部分上，滑动筒(23)从内筒(12)直径较大的一端穿入且套在活塞杆(13)上，滑动筒(23)和内筒(12)之间有缝隙，滑动筒(23)和活塞杆(13)直径较大的一端之间有第二弹簧(20)，堵盖(8)与内筒(12)直径较大的一端螺纹连接；

活塞杆(13)的两端均沿轴向开有盲孔，活塞杆(13)径向的盲孔与活塞杆(13)的位于内筒(12)直径较大一端的盲孔连通，阻尼调节杆(11)穿入所述活塞杆(13)的位于内筒(12)直径较大一端的盲孔内部且与活塞杆(13)螺纹连接，阻尼调节杆(11)与活塞杆(13)之间通过第二密封圈(10)进行密封；

外筒(5)包括直径不同的两部分圆筒状结构，外筒(5)的直径较大部分上开有沿径向的注油孔，将内筒(12)穿入外筒(5)内部，置于外筒(5)直径较大部分的空腔内，内筒(12)和外筒(5)之间有缝隙，活塞杆(13)的未安装阻尼调节杆(11)的一端从外筒(5)直径较小部分穿出，在活塞杆(13)和外筒(5)直径较小部分之间装有用于防尘的第一油毡圈(2)和用于液密封的第三密封圈(18)，第一油毡圈(2)靠近外筒(5)直径较小部分的端部，在内筒(12)的直径较小部分和外筒(5)之间套有第二涨圈(17)；

起落架支柱连接耳片(1)的螺杆部分与活塞杆(13)未安装阻尼调节杆(11)一端的盲孔螺纹连接，用于锁定起落架支柱连接耳片(1)的螺母(15)套在起落架支柱连接耳片(1)的螺杆部分上；

端盖(7)包括直径不同的两部分圆筒状结构，从活塞杆(13)安装阻尼调节杆(11)的一端套入，其大直径部分与外筒(5)的外壁螺纹连接且通过第一密封圈(6)密封，活塞杆(13)安装阻尼调节杆(11)的一端从端盖(7)直径较小部分穿出，在活塞杆(13)和端盖(7)直径较小部分之间装有用于防尘的第二油毡圈(9)和用于液密封的第四密封圈(19)，第二油毡圈(9)靠近端盖(7)直径较小部分的端部，端盖(7)上有延伸出来的安装耳片。

2.根据权利要求1所述的一种无人机可调阻尼前轮减摆器，其特征在于：内筒(12)的大直径部分和小直径部分之间开有斜槽，且其大直径部分的侧壁上开有多个通孔。

3.根据权利要求2所述的一种无人机可调阻尼前轮减摆器，其特征在于：外筒(5)上的注油孔、活塞杆(13)小直径一端与内筒(12)之间、内筒(12)的大直径部分和小直径部分之间的斜槽、活塞杆(13)中部的径向盲孔以及与该径向盲孔连通的轴向盲孔、滑动筒(23)和活塞杆(13)大直径一端之间、内筒(12)大直径部分侧壁上的通孔、滑动筒(23)和内筒(12)之间的缝隙以及内筒(12)和外筒(5)之间的缝隙连通，且充满液压油。

4.根据权利要求1所述的一种无人机可调阻尼前轮减摆器，其特征在于：所述无人机可调阻尼前轮减摆器还包括第一注油密封球(4)、第二注油密封球(22)、第一压紧螺钉(3)和第二压紧螺钉(21)；第一注油密封球(4)和第二注油密封球(22)分别装在外筒(5)的两个注油孔内，再分别用第一压紧螺钉(3)和第二压紧螺钉(21)将注油密封球压紧，防止油液渗出。

5.根据权利要求1所述的一种无人机可调阻尼前轮减摆器，其特征在于：阻尼调节杆(11)的头部呈锥状，且阻尼调节杆(11)可沿轴向移动，用于调节活塞杆(13)的径向盲孔和装有阻尼调节杆(11)一端的轴向盲孔之间的油液流量。

6.根据权利要求1所述的一种无人机可调阻尼前轮减摆器，其特征在于：所述第二弹簧(20)轴向一端顶在堵盖(8)上，另一端顶在活塞杆(13)中部直径较大部分上；所述第一弹簧(14)轴向一端顶在外筒(5)大直径和小直径部分交界处的端面上，另一端顶在内筒(12)直径较小部分的内部。