CN107600396A - 一种大型固定翼无人机的减震缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全可靠，缓冲平稳，减震效率高，成本低，适用于大型固定翼无人机的减震缓冲装置。包括油压缸，油压缸的前端封口，后端开口，油压缸的后端插入中空的活塞，活塞的前端封口，后端开口，活塞的后端插接中空的活塞管，活塞管的前端开口，后端封口，活塞管的前端插入中空的活塞内，使活塞的内腔与活塞管的内腔连通，活塞管的后端设有气阀，活塞的前端壁上沿轴向设置安装通孔、主阻尼孔以及副阻尼孔，安装通孔内插入弹簧压轴，弹簧压轴的前端设置限位头，弹簧压轴的后端设置锁紧螺母，弹簧压轴位于活塞内的部分从前往后依次套有活门、阀弹簧，活门常态下堵住所有的副阻尼孔，主阻尼孔保持常开。

Description

一种大型固定翼无人机的减震缓冲装置

技术领域

本发明涉及山地高应力区隧道建设和煤矿开采领域，特别是涉及一种大型固定翼无人机的减震缓冲装置。

背景技术

无人机按起飞重量可以分为大型无人机和小型无人机。小型无人机起落架一般采用桁架结构或者弹性装置，由金属钢管或者弹簧构件组成，飞机着陆时依靠结构的弹塑性变形来吸收着陆功，缓冲效率低，飞机易产生反弹现象，而且当结构的塑性变形达到一定程度时需要更换构件。大型无人机起飞重量更大(一般在500kg以上)，为避免小型无人机着陆时的缺点，一般采用油气式缓冲器。油气式缓冲器可分为定油孔式和变油孔式，定油孔式压缩过程中载荷不均，忽高忽底，减震缓冲过程不平稳，大大降低了减震的效果；而变油孔式虽然使减震缓冲过程变得平稳，效率更高，但是结构复杂，成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全可靠，缓冲平稳，减震效率高，成本低，适用于大型固定翼无人机的减震缓冲装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种大型固定翼无人机的减震缓冲装置，包括呈筒状的油压缸，所述油压缸的前端封口，后端开口，所述油压缸的后端插入中空的活塞，所述活塞的前端封口，后端开口，所述活塞的后端插接中空的活塞管，所述活塞管的前端开口，后端封口，所述活塞管的前端插入中空的活塞内，使活塞的内腔与活塞管的内腔连通，所述活塞管的后端设有气阀，所述活塞的前端壁上沿轴向设置安装通孔、主阻尼孔以及若干副阻尼孔，所述安装通孔内插入弹簧压轴，所述弹簧压轴的前端设置限位头，所述弹簧压轴的后端设置锁紧螺母，弹簧压轴位于活塞内的部分从前往后依次套有活门、阀弹簧，由于阀弹簧的作用，活门常态下堵住所有的副阻尼孔，所述主阻尼孔保持常开；所述油压缸的前端壁和活塞前端壁之间为液压油腔，并充满液压油，所述活塞前端壁和活塞管后端壁之间为油气腔，并充满液压油和气体。

进一步地，所述油压缸的后端连接呈筒状的油压密封壳体，所述活塞管穿过油压密封壳体，所述油压密封壳体的内腔前端设置端盖密封圈，所述油压密封壳体的内腔后端设置刮油环，形成油压密封壳体与活塞管之间密封；所述端盖密封圈位于油压密封壳体的内腔前端设置的前密封槽内，前密封槽内还设置有支撑环，所述支撑环轴承位于端盖密封圈后方，所述刮油环位于油压密封壳体的内腔后端设置的后密封槽内，后密封槽内还设置有油浸式轴承，所述油浸式轴承位于刮油环前方。

进一步地，所述活塞和活塞管压装后，通过径向的固定销轴向定位，所述活塞管上套接弹簧压圈，所述弹簧压圈位于活塞、油压密封壳体之间。

进一步地，所述活塞前端外周面设置活塞密封圈，形成油压缸、活塞之间密封，而油压密封壳体与油压缸接触部分的圆周面设置O型密封圈，形成油压缸、油压密封壳体之间密封。

进一步地，所述主阻尼孔与活塞同轴，所述安装通孔的数量为两个，两个安装通孔对称设于主阻尼孔两侧，所述副阻尼孔分为与安装通孔对应的两组，各组副阻尼孔沿对应安装通孔周向均匀分布。

进一步地，所述油压缸前端以及活塞管后端分别设置带有通孔的耳板用于安装固定减震缓冲装置。

进一步地，所述油压缸缸头设置用于减重的空腔，该空腔位于液压油腔前方，空腔、液压油腔设置隔离板，该空腔的前端开口通过油柱端盖密封。

进一步地，所述端盖与油压缸通过螺纹连接，所述端盖与油压缸内壁对应的外周面上设有密封槽，所述密封槽内装设O型密封圈，形成端盖与油压缸之间密封。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本减震缓冲装置采用压装结构的活塞，改变装置工作工程中阻尼孔的面积，使它在压缩行程中随油压升高而逐渐变大，而在伸展行程中随油液回流而逐步减少，以提高油液流经阻尼孔时的阻力和速度，增加能量的消耗，进而使无人机的着陆过程变得更为平稳，更为安全可靠。本装置成本低，缓冲平稳，减震效率高，安全可靠，非常适用于大型固定翼无人机，具有较高的实际应用价值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视示意图；

图3为图1的B-B剖视示意图。

附图标记

附图中，端盖1，活塞2，油压缸3，油浸式轴承4，油压密封壳体5，弹簧压圈6，活塞管7，弹簧压轴8，活门9，阀弹簧10，固定销11，O型密封圈12，支撑环13，刮油环14，气阀15，锁紧螺母16，垫片17，端盖密封圈18，活塞密封圈19，保险丝20，轴套21。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详述。

图1所示，油柱端盖1与油压缸3通过螺纹连接，油柱端盖1外表面设有密封槽，槽内装设O型密封圈12。

活塞管7在安装油柱活塞2之前应先插入油压密封壳体5内，并在一端留出安装油柱活塞2所需的长度。油压密封壳体5两端头分别设有密封槽，内装设刮油环14和端盖密封圈18，两者尺寸要贴合活塞管7，保证既能有效密封油压密封壳体5内的油液，又不妨碍活塞管7在油压密封壳体5内自由伸缩。端盖密封圈18所在槽内设有支撑环13，对端盖密封圈18起保护作用。刮油环14左侧设有油浸式轴承4，作为活塞管7随油柱活塞2伸缩时的支撑座。

图1、2、3所示，油柱活塞2采用压装结构，端面设有对称的安装通孔(图3中A孔)，两根弹簧压轴8通过A孔穿入油柱活塞2，在弹簧压轴8的螺杆上依次装设活门9、阀弹簧10、轴套21、垫片17，然后通过锁紧螺母16压紧固定，弹簧的预紧力应满足减震缓冲装置压缩到预定位置时油压能进一步压缩阀弹簧10，顶升活门9，从而打开A孔周围的梅花状分布的副阻尼孔(图3中C孔)。C孔是减震缓冲装置的关键结构，其围绕A孔呈圆形均匀布置，能实现阻尼孔面积的改变。油柱活塞2端面中间设有主阻尼孔(图中B孔)，当减震缓冲装置正常压缩或伸长时，油液通过B孔在液压油腔(E腔)和油气腔(D腔)之间流动，形成阻尼作用。

图1所示，压装后的油柱活塞2通过固定销11与活塞管7端头的通孔连接，且油柱活塞2与活塞管7之间设有弹簧压圈6，避免减震缓冲装置过分伸长时，油柱活塞2与活塞管7端面直接金属碰撞，起到缓冲保护作用。

油柱活塞2外表面设有密封槽，内设活塞密封圈19，活塞密封圈19与油压缸3内腔紧密贴合，保证油柱活塞2在油压缸3腔内自由滑动。

在连接油压缸3与油压密封壳体5之前，先将油压缸3竖直放置，并在其腔内充满液压油，然后将油压密封壳体5与油柱活塞2的组件插入到油压缸3腔内，插入过程中组件要保持竖直，且在油柱活塞2达到油压缸3最底部位置的过程中，液压油通过活塞管7端头与气阀15连接的螺纹孔的排气作用充满活塞管7，并确保在安装过程中所有空气均被排除在组件外。同时油压密封壳体5到达预定位置后通过螺纹与油压缸3连接，连接处设有O型密封圈12，起到密封液压油的作用。最后在活塞管7端头螺纹孔上安装气阀15，并采用保险丝20将其锁死。该类保险丝为钢丝，与锁紧螺母配套使用，其可穿锁紧螺母上的孔，然后绑定在固定结构上，使气阀15上的锁紧螺母不可转动，参见图1。然后连接充气装置，再打开气阀15，向活塞管7内充入的干燥氮气，直到腔内压力达到预定值。最终形成E腔内充满液压油，而D腔内则一部分是液压油，一部分是氮气。

所述油压缸缸头设置用于减重的空腔，该空腔位于液压油腔前方，空腔、液压油腔设置隔离板，该空腔的前端开口通过油柱端盖密封。

使用本发明时，采用螺栓螺母等，通过油柱端盖1与活塞管7耳板上的通孔，将该减震缓冲装置安装在大型固定翼无人机起落架上，且沿竖向或斜向安装，，以保证气体稳定存在D腔内。无人机起落架上有专门设置的耳板与该减震器缓冲装置连接，安装非常方便。当无人机刚着陆时，由于撞击猛烈，减震缓冲装置迅速压缩，腔内的油压快速上升，当油压达到活门9的预定压力时，活门9被顶升，C孔打开，液压油不仅可以通过B孔，还可以通过C孔，从E腔流向D腔，增加了阻尼孔的面积，使其不产生油液阻力或者产生较小的油液阻力，主要靠气体压缩做功消耗着陆功。而在伸展行程时，油液被气体压回，将活门9逐渐关闭，随之C孔被遮盖，阻尼孔面积大大减少，油液仅能从B孔由D腔流向E腔，增大了伸展行程中油液流经油孔时的速度和阻力，从而增加了能量的消耗。这种结构有效地解决了定孔式油液缓冲器工作时油液流经阻尼孔速度的猛升猛降现象，实现了在压缩过程中速度的均匀化及伸展过程中速度的全面提升，使飞机在着陆的过程中更平稳，更安全可靠。而且通过设置C孔的尺寸和布置方式，可以得到不同的减震缓冲工作特性，适用于各种恶劣的无人机着陆工况。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种大型固定翼无人机的减震缓冲装置，包括呈筒状的油压缸，所述油压缸的前端封口，后端开口，其特征在于，所述油压缸的后端插入中空的活塞，所述活塞的前端封口，后端开口，所述活塞的后端插接中空的活塞管，所述活塞管的前端开口，后端封口，所述活塞管的前端插入中空的活塞内，使活塞的内腔与活塞管的内腔连通，所述活塞管的后端设有气阀，所述活塞的前端壁上沿轴向设置安装通孔、主阻尼孔以及若干副阻尼孔，所述安装通孔内插入弹簧压轴，所述弹簧压轴的前端设置限位头，所述弹簧压轴的后端设置锁紧螺母，弹簧压轴位于活塞内的部分从前往后依次套有活门、阀弹簧，由于阀弹簧的作用，活门常态下堵住所有的副阻尼孔，所述主阻尼孔保持常开；所述油压缸的前端壁和活塞前端壁之间为液压油腔，并充满液压油，所述活塞前端壁和活塞管后端壁之间为油气腔，并充满液压油和气体。

2.根据权利要求1所述的一种大型固定翼无人机的减震缓冲装置，其特征在于，所述油压缸的后端连接呈筒状的油压密封壳体，所述活塞管穿过油压密封壳体，所述油压密封壳体的内腔前端设置端盖密封圈，所述油压密封壳体的内腔后端设置刮油环，形成油压密封壳体与活塞管之间密封；所述端盖密封圈位于油压密封壳体的内腔前端设置的前密封槽内，前密封槽内还设置有支撑环，所述支撑环轴承位于端盖密封圈后方，所述刮油环位于油压密封壳体的内腔后端设置的后密封槽内，后密封槽内还设置有油浸式轴承，所述油浸式轴承位于刮油环前方。

3.根据权利要求2所述的一种大型固定翼无人机的减震缓冲装置，其特征在于，所述活塞和活塞管压装后，通过径向的固定销轴向定位，所述活塞管上套接弹簧压圈，所述弹簧压圈位于活塞、油压密封壳体之间。

4.根据权利要求2所述的一种大型固定翼无人机的减震缓冲装置，其特征在于，所述活塞前端外周面设置活塞密封圈，形成油压缸、活塞之间密封，而油压密封壳体与油压缸接触部分的圆周面设置O型密封圈，形成油压缸、油压密封壳体之间密封。

5.根据权利要求1所述的一种大型固定翼无人机的减震缓冲装置，其特征在于，所述主阻尼孔与活塞同轴，所述安装通孔的数量为两个，两个安装通孔对称设于主阻尼孔两侧，所述副阻尼孔分为与安装通孔对应的两组，各组副阻尼孔沿对应安装通孔周向均匀分布。

6.根据权利要求1所述的一种大型固定翼无人机的减震缓冲装置，其特征在于，所述油压缸前端以及活塞管后端分别设置带有通孔的耳板用于安装固定减震缓冲装置。

7.根据权利要求1所述的一种大型固定翼无人机的减震缓冲装置，其特征在于，所述油压缸缸头设置用于减重的空腔，该空腔位于液压油腔前方，空腔、液压油腔设置隔离板，该空腔的前端开口通过油柱端盖密封。

8.根据权利要求7所述的一种大型固定翼无人机的减震缓冲装置，其特征在于，所述端盖与油压缸通过螺纹连接，所述端盖与油压缸内壁对应的外周面上设有密封槽，所述密封槽内装设O型密封圈，形成端盖与油压缸之间密封。