CN105253296B - 一种起落架收放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起落架收放装置。所述收放装置包括用于与起落架固定相连的支架，该支架上开有轴孔，该轴孔上装有用于与机体的固定相连轮轴；所述轮轴上固定装有扇形齿轮，所述支架内装有由驱动机构驱动的涡轮蜗杆机构，该涡轮蜗杆机构的涡轮轴上设有涡轮齿和同步带轮齿，该同步带轮齿通过同步带与一齿轮啮合传动构成同步带轮机构；与支架固定相连的所述齿轮与所述扇形齿轮啮合传动。本发明具有结构和功能集成，操纵简单，工作性能稳定、可靠，制造工艺简单，易维护等特点，满足现代小型飞机起落架收放装备的需求。

Description

一种起落架收放装置

技术领域

本发明涉及一种起落架收放装置，属于飞机起落架转弯系统执行元件装置，尤其可适用于小型飞机、无人机的电动收放系统结构中。

背景技术

起落架收放系统，主要实现起落架收放、上下位锁定功能以及地面滑跑支撑起落架功能。传统的小型飞机起落架收放主要通过收放作动筒及上下位锁将液压、气压能源系统高压油（气）转化为直线运动实现起落架的收放以及上下位锁定功能。要实现收放锁定功能，需庞杂的液（气）压原器件及液（气）压管路，这不仅增加重量，占用空间，对其单个产品的可靠性要求也相对较高，这无疑会大大增加研制成本。

随着无人机、小型飞机产业的快速发展，对其安全性、高速性、机动性提出更高的要求。需要结构紧凑、重量轻、系统可靠度高的收放系统。传统液（气）压收放系统在小型飞机、无人机起落架所占比重、结构空间相对较大，很大程度限制了起落架性能、重量等要求。

中国专利CN200910041370.9公开了一种模型飞机电动收放起落架，这种起落架虽然也采用电动收放形式，但结构原理与本发明完全不同，不适用于本发明。中国专利CN201010103473.6公开了一种无人机起落架收放系统，其与本发明中图2所示的常规起落架收放系统原理基本一致，该专利常规的起落架支柱、斜撑杆结构，只是起落架结构不够完整，此专利CN201010103473.6相对本发明的缺点如下：

1）对于现代高超声速飞机，飞机翼面异常扁平，即收藏空间非常狭小。本发明占用空间非常小。对于上述列举专利所述型式，占用空间较本发明大，且收起后，其驱动力臂会随之减小，起落架在收起后，通常基本为水平状态，该结构要使起落架放下，必须留够足够的力臂，简单举例，该结构收起后，其所述图4结构件应高于起落架一定距离，而本发明仅在转动部位占用一定空间。

2）对于机身较窄的小型飞机，很多起落架为外八字布置，其结构占用空间更大，且在收起过程，该结构所述6不能平面运动，导致在舱内扫略空间很大，使起落架舱变大，将减小有效载荷的安装。且所述6伴随球角运动，外八字很大时，其收放很难布置。

3）上述专利，起落架结构描述有利于收藏空间，但实际上，现代飞机，许多起落架为向前收放，气动载荷、重力均利于起落架放下。若向前收，该专利将占用更多空间。且起落架布置不够完整，如减摆器，转弯装置等，如本发明图2所示起落架，要实现起落架接近80度到90度的收放，且要保证一定驱动力矩，在收起状态该结构所述图4装置需离起落架较高。而本发明能实现大角度收放（超过90度，理论上能实现360度收放），力矩不变。

4）与飞机安装点较多，多了斜撑杆图11结构安装以及图4电动收放机构的安装。

5）上述专利在收上位置锁定状态下由于图2所述6为柔性装置，在起落架遇到冲击、振动和过载工况时有可能出现上下震荡，对起落架和起落架舱中其他结构或装置造成损伤。本发明在收上锁定状态完全为机械式锁定，不会出现上述情况。

发明内容

本发明旨在提供一种起落架收放装置，该收放装置通过电机、齿轮等实现起落架的收放，通过涡轮蜗杆实现起落架上下位锁定，具有结构和功能集成，操纵简单，工作性能稳定、可靠，制造工艺简单，易维护等特点，满足现代小型飞机起落架收放装备的需求。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种起落架收放装置，包括用于与起落架固定相连的支架，该支架上开有轴孔，该轴孔上装有用于与机体的固定相连轮轴；所述轮轴上固定装有扇形齿轮，所述支架内装有由驱动机构驱动的涡轮蜗杆机构，该涡轮蜗杆机构的涡轮轴上设有涡轮齿和同步带轮齿，该同步带轮齿通过同步带与一齿轮啮合传动构成同步带轮机构；与支架固定相连的所述齿轮与所述扇形齿轮啮合传动。

由此，驱动装置通过涡轮蜗杆机构、同步带轮机构驱动齿轮转动，齿轮与扇形齿轮啮合，由于扇形齿轮与机体固结，齿轮与起落架固结，因此，齿轮与扇形齿轮的啮合可以实现起落架的收放。同时利用涡轮蜗杆机构的自锁功能来实现起落架的自动锁定。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

优选地，所述驱动机构为电机驱动装置。

根据本发明的实施例，所述涡轮蜗杆机构包括由驱动机构驱动的蜗杆，与蜗杆啮合传动的涡轮；所述涡轮与同步带轮齿同轴线设置。

作为一种具体的结构形式，所述齿轮为装在一根齿轮轴上的左右两个齿轮，其中一个齿轮与所述同步带轮齿通过同步带啮合传动，另一个齿轮与所述扇形齿轮啮合传动。当然，也可以采用两个齿轮通过连接杆固定相连实现传动。

与同步带轮齿啮合的齿轮的齿顶圆直径大于与所述扇形齿轮啮合的齿轮的齿顶圆直径。

优选地，所述支架上开有支柱孔，该支柱孔内装有支柱，所述起落架与支柱固定相连。

所述扇形齿轮通过键槽固定装在轮轴上，穿过支架的轮轴的两端与相应的安装座固定相连，所述安装座用于与机体固定相连。

所述齿轮通过紧固件固定在支架上。

所述扇形齿轮的扇形齿面中心角由起落架收起角度而定。

藉由上述结构，本发明的收放装置主要由电机、涡轮蜗杆、齿轮、同步带以及收放支架组成。通常，起落架收放系统需实现起落架收放、上下位锁定功能以及地面滑跑支撑起落架功能。当起落架操纵收放时，起落架通过电机输出扭矩并通过涡轮蜗杆、齿轮、同步带等驱动起落架收起或放下，当起落架在收起或放下后，需保持其收上放下状态时，通常需设置上位锁，或下位锁将起落架锁定在所需位置，而该电动收放装置，创新集成了一套涡轮蜗杆在收放装置中，实现了起落架任意位置的锁定功能，使飞行器在飞行过程中将起落架保持在收起位置，在地面滑跑过程中通过收放装置实现地面滑跑支撑飞行器的功能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种起落架收放装置，具有电动收放，自动在任意位置锁定的功能。该装置避免了常规起落架收放装置采取的收放作动筒、上下位锁，大大减轻起落架重量，降低系统复杂度，减小了起落架收藏空间。特别对收藏空间狭小的高速无人机（小型飞机）提出了很好的收放解决方案。

总之，本发明的收放装置简化了起落架收放系统、去除了常规上下位锁以及收放作动筒等元器件，大大节省了收藏空间、减轻了重量。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构原理图；

图2是常规起落架结构简图；

图3是本发明起落架原理受力简图；

图4是电动收放装置结构原理简图；

图5是电动收放装置结构原理简图；

图6是扇齿结构示意图；

图7是涡轮轴结构示意图；

图8是蜗杆结构示意图；

图9是起落架安装轴结构示意图；

图10是组合齿轮结构示意图；

图11是支架结构示意图；

图12是涡轮盖结构示意图。

在图中

1-支柱；2-电机；3-蜗杆；4-涡轮；5-涡轮盖； 6-同步带；7-支架；8-齿轮；9-螺栓；10-齿轮；11-扇形齿轮；12-轮轴；13-安装座；14-止动螺栓；15-键槽；16-涡轮齿；17-同步带轮齿；18蜗杆齿；19-连接键槽；20-孔；21-键槽；22-小齿；23-大齿 24-孔；25-轴连接孔；26-齿轮连接孔；27-连接方槽； 28-连接涡轮轴孔；29-止动孔；30-支柱连接孔；31-安装涡轮孔；32-电机连接孔；33-电机孔；34-涡杆连接孔； 100-起落架； 101-收放装置； 102-减摆器； 103-缓冲支柱； 104-收放转轴； 105-电动收放机构； 106-机体。

具体实施方式

一种起落架电动收放装置，如图4,5所示，包括电机2、涡轮4、蜗杆3、同步带6、支架7、齿轮8、轮轴12、安装座13等。所述电机通过螺钉安装于所述支架上，电机轴与所述蜗杆通过键齿连接；所述蜗杆两端装于涡轮盖中并通过键槽与电机连接；所述涡轮轴一端为涡轮一端为齿轮，通过两端轴安装于所述支架上，涡轮装于涡轮盖中并与蜗杆啮合，齿轮与所述同步带连接；所述同步带一端装于所述涡轮轴的同步带轮齿上，其另一端装于所述齿轮上；所述齿轮由大小两齿轮构成，大齿轮与所述同步带啮合，小齿轮与所述扇形齿轮啮合，并通过螺栓安装于所述支架上；所述扇形齿轮通过内孔安装于所述轮轴12上，内孔键槽通过键与所述轮轴12连接；所述轮轴12两端与所述安装座连接，其两端孔通过螺栓与所述安装座连接，且所述扇形齿轮、支架均连接于轮轴12上；所述支架由轴连接孔、连接方槽、止动孔等组成，连接方槽内将所述支柱装入其内，所述支柱连接孔装入连接螺栓将所述支柱与支架固联，所述轴连接孔将所述轮轴12与支架连接，所述齿轮连接孔通过螺栓将所述齿轮与支架连接，所述连接涡轮轴孔通过螺栓将所述涡轮轴与支架连接，所述止动孔通过螺钉将所述涡轮盖与支架连接。

起落架收放：如图4所示，通过控制电机正反转，驱动蜗杆转动，并通过涡轮蜗杆将蜗杆转动方向改变位置，涡轮轴上齿轮与涡轮为同步转动（图7)，从而涡轮轴上的同步带轮齿17带动同步带6将齿轮10驱动，齿轮10的齿与扇形齿轮啮合，而扇形齿轮通过键与轮轴12固联，轮轴12通过止动螺栓14与机体7的安装座13固联，因此，扇形齿轮与机体形成了固联，无法转动，而通过电机齿轮的传动，齿轮10有一转动力矩，受力如图3所示，而整个电机齿轮通过支架安装于起落架上，并仅能相对于轴轮12转动，通过齿轮10给起落架提供了一转动力矩M2，如图3所示，因此，在电机正反转时，输出的扭矩将驱动起落架收起、放下，实现起落架收放。

起落架上下位锁定：当起落架收起（放下）时，起落架绕轴转动，同时，齿轮10绕扇形齿轮11转动，当齿轮转动到扇形齿轮顶端时，齿轮无法绕扇形齿轮转动，由于齿轮安装于起落架上，起落架也无法继续收起（放下），此时，电机停止转动，通过涡轮蜗杆反向自锁原理，使齿轮无法相对转动，而齿轮与扇形齿轮为啮合状态，因此，齿轮正反均无法转动，从而将起落架保持在收起或放下位置，实现起落架的自动锁定。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (8)

1.一种起落架收放装置，包括用于与起落架（100）固定相连的支架（7），该支架（7）上开有轴孔（25），该轴孔（25）上装有用于与机体（106）的固定相连轮轴（12）；其特征在于，所述轮轴（12）上固定装有扇形齿轮（11），所述支架（7）内装有由驱动机构驱动的蜗轮蜗杆机构，该蜗轮蜗杆机构的蜗轮轴上设有蜗轮齿（16）和同步带轮齿（17），该同步带轮齿（17）通过同步带（6）与一齿轮（10）啮合传动构成同步带轮机构；与支架（7）固定相连的所述齿轮（10）与所述扇形齿轮（11）啮合传动。

2.根据权利要求1所述的起落架收放装置，其特征在于，所述驱动机构为电机驱动装置。

3.根据权利要求1所述的起落架收放装置，其特征在于，所述蜗轮蜗杆机构包括由驱动机构驱动的蜗杆（3），与蜗杆（3）啮合传动的蜗轮（4）；所述蜗轮（4）与同步带轮齿（17）同轴线设置。

4.根据权利要求1所述的起落架收放装置，其特征在于，所述齿轮（10）为装在一根齿轮轴上的左右两个齿轮，其中一个齿轮（23）与所述同步带轮齿（17）通过同步带（6）啮合传动，另一个齿轮（22）与所述扇形齿轮（11）啮合传动。

5.根据权利要求4所述的起落架收放装置，其特征在于，与同步带轮齿（17）啮合的齿轮（23）的齿顶圆直径大于与所述扇形齿轮（11）啮合的齿轮（22）的齿顶圆直径。

6.根据权利要求1所述的起落架收放装置，其特征在于，所述支架（7）上开有支柱孔（30），该支柱孔（30）内装有支柱（1），所述起落架（100）与支柱（1）固定相连。

7.根据权利要求1所述的起落架收放装置，其特征在于，所述扇形齿轮（11）通过键槽固定装在轮轴（12）上，穿过支架（7）的轮轴（12）的两端与相应的安装座（13）固定相连，所述安装座（13）用于与机体（106）固定相连。

8.根据权利要求1所述的起落架收放装置，其特征在于，所述齿轮（10）通过紧固件固定在支架（7）上。