CN106628125A - 一种多旋翼无人机用快拆式吸能起落架 - Google Patents

Abstract

本发明主要属于航空工程领域，具体涉及一种多旋翼无人机用快拆式吸能起落架。所述起落架包括起落架支撑杆、固定结构、快拆结构和吸能结构；所述固定结构将所述起落架固定在多旋翼无人机的机臂上；通过所述快拆结构实现所述固定结构和起落架支撑杆一端的连接和拆分；所述吸能结构和起落架支撑杆的另一端连接；所述吸能结构包括吸能弹簧，可实现动能向弹性势能的转换。是多旋翼无人机重要组成部分，适用于多旋翼无人机的地面停放、起飞和着陆，能够支撑多旋翼无人机重力，并能消耗和吸收多旋翼无人机在着陆时的撞击和颠簸能量。

Description

一种多旋翼无人机用快拆式吸能起落架

技术领域

本发明主要属于航空工程领域，具体涉及一种多旋翼无人机用快拆式吸能起落架。

背景技术

随着科学技术的不断发展与国防事业的需要，多旋翼无人机的应用越来越广泛。多旋翼无人机是现在的高新技术装备之一，广泛的应用于植保、巡线、安防、目标侦察等领域。目前我国多旋翼无人机的起落架有拱形起落架，直杆式起落架，收放式起落架等。拱形起落架具有重量大、体积大、便携性差等缺点，严重影响多旋翼无人机飞行航时和包装运输的便利性；直杆式起落架虽然体积小、重量轻，但它不可拆卸、着陆缓冲性能差；收放式起落架虽然能做到飞行时自动收起，不遮挡相机载荷视线，但是回收装包时不可拆卸、着陆没有良好的吸振吸能效果。

目前市场上多旋翼无人机的起落架都采用螺纹连接的方式与多旋翼机体连接固定。螺纹连接的缺点是必须在起落架和多旋翼机体上打孔，而多旋翼机体和起落架都采用高强度碳纤维一体化成型制作，在整体无破损的状态下受力良好，若在上面打孔，会导致螺纹孔附近应力集中，容易疲劳断裂，降低了多旋翼无人机的使用安全性和使用寿命，所以多旋翼无人机的机体和起落架尽可能不要采用螺纹连接。

多旋翼无人机应用于室外植保、巡线、安防等领域，多旋翼无人机的装箱运输成为必不可少的工作。拱形起落架，直杆式起落架，收放式起落架等都采用螺纹连接，拆卸和安装时需要五金工具，大大增加了装拆的复杂性，耗时费力。无工具快速装拆成为起落架安装拆卸工作的必需方式。

目前多旋翼无人机起落架的着陆缓冲原理都是采用起落架落地时受力产生弹性形变来进行吸收冲击。但这种方式的缺点是结构形变量小，缓冲时间短，缓冲效果不如形变量大的弹簧缓冲。弹簧缓冲具有固有频率低、压缩量大、高弹性、高韧度的优点，目前广泛应用在汽车、火车等交通工具领域，可明显提高车辆减震性能，在多旋翼无人机起落架上弹簧缓冲方式未得到应用。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种多旋翼无人机用快拆式吸能起落架。多旋翼无人机用快拆式吸能起落架是多旋翼无人机重要组成部分，适用于多旋翼无人机的地面停放、起飞和着陆，能够支撑多旋翼无人机重力，并能消耗和吸收多旋翼无人机在着陆时的撞击和颠簸能量。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多旋翼无人机用快拆式吸能起落架,所述起落架包括起落架支撑杆、固定结构、快拆结构和吸能结构；

所述固定结构将所述起落架固定在多旋翼无人机的机臂上；

通过所述快拆结构的紧固和松拆实现所述固定结构和起落架支撑杆一端的连接和拆分；

所述吸能结构和起落架支撑杆的另一端连接；

所述吸能结构包括吸能弹簧可实现动能向弹性势能的转换。

起落杆利用吸能弹簧缓冲，固有频率低、压缩量大、高弹性、高韧度，多旋翼无人机降落时的动能转化为弹簧的弹性势能，在此过程缓冲了地面对机体的冲击力，吸收能量大，着陆缓冲效果好，大幅减小地面对多旋翼无人机机体的冲击力和冲击能量。

进一步地，所述吸能结构包括导块、限位销、吸能弹簧和底座；

底座中空，所述吸能弹簧放置在底座内腔内，吸能弹簧的一端顶在底座上；底座材质可选刚性材质也可选弹性材质,弹性材质较刚性材质吸能效果会更好；

吸能弹簧是压簧，有一定的预紧力，吸能弹簧的另一端顶在导块上；

底座的一侧壁上设置有导槽，导槽的长度根据底座的大小和飞机整体重量以及着陆速度来确定，限位销的一端通过过盈配合固定在导块上，限位销的另一端通过导槽伸出底座外，限位销可在导槽内上下移动，导块能在底座内运动导槽限定的距离。进一步地，所述固定结构包括上固定块和下固定块，上固定块放在多旋翼无人机机臂正上方，下固定块放在多旋翼无人机机臂正下方，上固定块和下固定块通过螺钉连接，机臂被紧固在上固定块和下固定块之间。

进一步地，下固定块内部包含锁簧通道和拔插通道，锁簧通道和拔插通道互相贯通；

进一步地，所述快拆结构包括锁簧、钢珠、封盖和锁销；

锁簧、钢珠放置在锁簧通道内，锁簧通道的外侧由封盖封住入口，锁簧是压簧，有一定预紧力，一端顶住封盖，一端顶住钢珠；

钢珠在弹簧预紧力下，一部分处在锁簧通道，另一部分处在拔插通道；

锁销上有与钢珠随形配合的环形槽，锁销放置在所述拔插通道内，锁销与所述起落架支撑杆相连。

进一步地，支撑杆和限位销以及导块通过胶粘方式连接成一体；支撑杆和锁销通过胶粘方式连接成一体。

进一步地，所述起落架支撑杆为碳纤维杆。

进一步地，每架多旋翼无人机可安装至少三个起落架，多个起落架对称安装在无人机机臂上。

本发明的有益技术效果：

（1）本发明重量轻，延长多旋翼无人机飞行航时。

（2）本发明体积小，不遮挡相机载荷视线。

（3）本发明可快速拆卸，可装包回收，便携性好。

（4）本发明吸收能量大，着陆缓冲效果好，大幅减小地面对多旋翼无人机机体的冲击力和冲击能量。

附图说明

图1为多旋翼无人机用快拆式吸能起落架系统示意图；

图2为多旋翼无人机用快拆式吸能起落架剖面原理示意图；

图3为多旋翼无人机用快拆式吸能起落架和机体连接示意图；

图中：1．上固定块、2.固定块、3.封盖、4.锁簧、5.钢珠、6.锁销、7.底座、8.吸能弹簧、9.导块、10.限位销、11.碳纤维杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

实施例1

本发明提供了一种快速装拆、弹簧缓冲的多旋翼无人机用起落架。如图1所示，起落架的结构按功能划分为起落架支撑杆、固定结构、快拆结构和吸能结构。固定结构由上固定块和下固定块组成，上固定块放在多旋翼无人机机臂正上方，下固定块放在机臂正下方，上固定块和下固定块通过螺钉连接，机臂被紧固在上固定块和下固定块之间。该固定方式是靠上固定块和下固定块与机臂之间的静摩擦力固定，没有在多旋翼无人机机体上钻孔，保持了机体整体的机械力学性能。

快拆结构由下固定块、锁簧、钢珠、封盖和锁销组成，锁销与起落架支撑杆的一端通过胶粘连接。如图2所示，下固定块内部加工有两个互相贯通的通道：锁簧通道和拔插通道。锁簧通道内放置锁簧、钢珠，外侧由封盖封住入口。锁簧是压簧，有一定预紧力，一端顶住封盖，一端顶住钢珠。钢珠在弹簧预紧力下，一部分处在弹簧通道，另一部分处在拔插通道。拔插通道内放置锁销，锁销上加工有与钢珠随形配合的环形槽。在锁紧状态时钢珠顶在锁销的环形槽内，在摩擦力和锁簧弹力的作用下，锁销不会在重力作用下自行掉落；在拔出状态时，锁销需人手施加一定的外力来克服钢珠的作用力，并将钢珠挤出拔插通道。这种快拆结构使多旋翼无人机起落架的装拆工作方便快捷，而且无需任何五金工具。

吸能结构由导块、限位销、吸能弹簧和底座组成，导块与起落架支撑杆的另一端通过胶粘连接。限位销通过过盈配合固定在导块上，底座上加工有导槽，导块能在底座内运动导槽限定的距离，导槽的长度可根据底座的大小和飞机整体重量以及着陆速度来确定。吸能弹簧是压簧，有一定的预紧力，放置在底座内腔内，一端顶在导块上，另一端顶在底座。多旋翼无人机起飞状态时，限位销位于导槽上端，吸能弹簧压缩量小，只有预紧力；多旋翼无人机着陆时，限位销沿导槽运动，导块对弹簧施加压力，极限位置在限位销位于导槽下端，弹簧压缩量最大，多旋翼无人机降落时的动能转化为弹簧的弹性势能，在此过程缓冲了地面对机体的冲击力。

1）安装固定

将上固定块（1）放在多旋翼无人机机臂正上方，下固定块（2）放在机臂正下方，上固定块（1）和下固定块（2）通过螺钉连接，机臂被紧固在上固定块（1）和下固定块（2）之间。该固定方式原理是利用上固定块（1）和下固定块（2）与机臂之间的静摩擦力固定。如图3所示，每架多旋翼无人机可安装三个及以上数量的起落架，每个机臂上只装一个,并且要求对称安装。一次安装固定完毕后，使用过程中无需重复拆装上固定块（1）和下固定块（2）。

2）安装与拆卸

上固定块（1）、下固定块（2）、封盖（3）、锁簧（4）、钢珠（5）始终固定在无人机机臂上，构成快拆机构的机械接口。锁销（6）、底座（7）、吸能弹簧（8）、导块（9）、限位销（10）、碳纤维杆（11）组装成一体。参见图2，安装时，只需将起落架支撑杆用力推入快拆机构的机械接口中，钢珠（5）被锁销（6）挤向左边，当起落架支撑杆插到机械接口极限位置时，钢珠（5）在锁簧（4）弹力作用下回弹，顶在锁销（6）的环形槽内，在摩擦力和锁簧（4）弹力的作用下，起落架支撑杆不会在无人机飞行过程中脱落。拆卸时，只需用手握住起落架支撑杆用力拔出机械接口，首先钢珠（5）被锁销（6）挤向左边，然后当锁销（6）不与钢珠（5）接触时，钢珠（5）向右回弹并被限位，只在拔插通道露出一部分而不脱落。拆卸完毕后，起落架支撑杆和多旋翼无人机机体分离，无人机回收装包时缩小了体积，包装运输更方便。

3）着陆吸能减震

导块（9）、限位销（10）、吸能弹簧（8）和底座（7）组成吸能机构。多旋翼无人机起飞状态时，吸能弹簧（8）只有预紧的压缩量；多旋翼无人机着陆时，限位销（10）沿底座（7）上的导槽向下运动，导块（9）对挤压吸能弹簧（8），吸能弹簧（8）被压缩,当限位销（10）运动到底座（7）的导槽极限位置时，吸能弹簧（8）压缩量达到最大，此时多旋翼无人机降落时的动能转化为弹簧的弹性势能，缓冲了地面对机体的冲击力。

Claims (6)

1.一种多旋翼无人机用快拆式吸能起落架,其特征在于，所述起落架包括起落架支撑杆、固定结构、快拆结构和吸能结构；

所述固定结构将所述起落架固定在多旋翼无人机的机臂上；

通过所述快拆结构实现所述固定结构和起落架支撑杆一端的连接和拆分；

所述吸能结构和起落架支撑杆的另一端连接；

所述吸能结构包括吸能弹簧，可实现动能向弹性势能的转换。

2.如权利要求1所述起落架，其特征在于，所述吸能结构包括导块、限位销、吸能弹簧和底座；

底座中空，所述吸能弹簧放置在底座内腔内，吸能弹簧的一端顶在底座上；

吸能弹簧是压簧，有一定的预紧力，吸能弹簧的另一端顶在导块上；

底座的一侧壁上设置有导槽，限位销的一端通过过盈配合固定在导块上，限位销的另一端通过导槽伸出底座外，限位销可在导槽内上下移动，导块能在底座内运动导槽限定的距离。

3.如权利要求1所述起落架，其特征在于，所述固定结构包括上固定块和下固定块，上固定块放在多旋翼无人机机臂正上方，下固定块放在多旋翼无人机机臂正下方，上固定块和下固定块通过螺钉连接，机臂被紧固在上固定块和下固定块之间。

4.如权利要求3所述起落架，其特征在于，下固定块内部包含锁簧通道和拔插通道，锁簧通道和拔插通道互相贯通；

所述快拆结构包括锁簧、钢珠、封盖和锁销；

锁簧、钢珠放置在锁簧通道内，锁簧通道的外侧由封盖封住入口，锁簧是压簧，有一定预紧力，一端顶住封盖，一端顶住钢珠；

钢珠在弹簧预紧力下，一部分处在锁簧通道，另一部分处在拔插通道；

锁销上有与钢珠随形配合的环形槽，锁销放置在所述拔插通道内，锁销与所述起落架支撑杆相连。

5.如权利要求1-4任一所述起落架，其特征在于，所述起落架支撑杆为碳纤维杆。

6.如权利要求1-4任一所述起落架，其特征在于，每架多旋翼无人机可安装至少三个起落架，多个起落架对称安装在无人机机臂上。