CN107985563A - 固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架 - Google Patents

固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架,属于无人机技术领域,包括扭转机构、支柱式缓冲机构和机轮组件,不仅能够实现固定翼轻质无人机的降落缓冲,而且也可实现固定翼轻质无人机左右转弯时的缓冲,大大提高了固定翼轻质无人机在地面转弯过程中的可靠性,解决了固定翼轻质无人机因降落时的过载大、扭转时的刚度大而对机身及其他部件可能造成损坏的问题。同时,本发明采用由起落架摇臂驱动双拨叉代替传统各类轴承,并根据自身受力特点采用薄壁法兰式以及顶端套筒与机身进行连接的方式,简化了起落架的结构,减轻了起落架的质量,提高了固定翼轻质无人机起飞、降落以及扭转的安全性和可靠性。

Description

固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架
技术领域
本发明涉及无人机技术领域,特别是涉及一种固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架。
背景技术
目前,无人机的起落架多采用全金属材料,起落架与机体连接采用耳片式连接方式,并且设有专门的缓冲器及转弯设备以保证无人机其他结构及设备的安全。由于固定翼无人机着陆时的下降速度快、过载大,因此其对起落架的结构以及重量的要求更为严格,而传统的带有缓冲器的起落架不仅结构复杂、装配要求高,而且维护困难,已经无法满足目前的固定翼无人机对重量小、功能全面的起落架的迫切需求。
发明内容
基于此,有必要针对现有的起落架结构复杂、装配要求高以及维护困难等问题,提供一种固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架。
为解决上述问题,本发明采取如下的技术方案:
一种固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架,包括扭转机构、支柱式缓冲机构和机轮组件,
所述扭转机构包括起落架摇臂、拨叉、限位挡块、弹簧挂件、缓冲弹簧、支柱驱动摇臂、摇臂支座、限位销和扭转限位套,所述拨叉包括左拨叉和右拨叉,所述限位挡块包括第一限位挡块和第二限位挡块;所述缓冲弹簧通过所述弹簧挂件连接所述左拨叉和所述右拨叉,所述起落架摇臂通过所述第一限位挡块与所述左拨叉、所述右拨叉连接,所述左拨叉和所述右拨叉通过所述第二限位挡块与所述支柱驱动摇臂连接,所述支柱驱动摇臂与所述摇臂支座连接,所述摇臂支座上设有与所述限位销相配合的销孔,所述扭转限位套与所述起落架摇臂相配合,以限制所述起落架摇臂的扭转角度,固定翼轻质无人机驱动系统驱动所述起落架摇臂的转动,所述起落架摇臂通过所述左拨叉和所述右拨叉带动所述支柱驱动摇臂转动;
所述支柱式缓冲机构包括缓冲套筒、套筒底座、缓冲轴、上下直线轴承、压缩弹簧和弹簧限位座;所述缓冲套筒的一端与起落架安装座连接,且所述起落架安装座与所述扭转限位套连接,所述缓冲套筒内设有缓冲轴,所述缓冲轴上套设所述上下直线轴承、所述压缩弹簧、所述弹簧限位座和所述套筒底座,所述缓冲轴远离所述套筒底座的一端穿设于所述扭转机构,并且所述缓冲轴远离所述套筒底座的一端上设有限位槽,所述限位销穿设过所述限位槽后与所述销孔配合连接,所述限位销在所述限位槽中限位固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架的缓冲行程;
所述机轮组件与所述缓冲轴的另一端连接。
上述固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架具有扭转缓冲和降落缓冲的功能,不仅能够实现固定翼轻质无人机的降落缓冲,而且也可实现固定翼轻质无人机左右转弯时的缓冲,大大提高了固定翼轻质无人机在地面转弯过程中的可靠性,解决了固定翼轻质无人机因降落时的过载大、扭转时的刚度大而对机身及其他部件可能造成损坏的问题。同时,本发明采用由起落架摇臂驱动双拨叉代替传统各类轴承,并根据自身受力特点采用薄壁法兰式以及顶端套筒与机身进行连接的方式,简化了起落架的结构,减轻了起落架的质量,提高了固定翼轻质无人机起飞、降落以及扭转的安全性和可靠性,使得本发明所提出的固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架具有成本低、重量轻、可靠性高、使用维护方便、缓冲性能好的特点。
附图说明
图1为本发明其中一个实施例中固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架的结构示意图;
图2为图1中I的局部放大侧面剖视图;
图3为本发明扭转机构的爆炸视图;
图4为本发明拨叉的结构示意图;
图5为本发明起落架摇臂的结构示意图;
图6为本发明起落架安装座的结构示意图;
图7为本发明支柱式缓冲机构的结构示意图;
图8为本发明安装缓冲套筒的结构示意图;
图9为本发明缓冲轴的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
在其中一个实施例中,本发明的固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架包括扭转机构、支柱式缓冲机构和机轮组件,其中,扭转机构包括起落架摇臂1、拨叉、限位挡块、弹簧挂件2、缓冲弹簧3、支柱驱动摇臂4、摇臂支座5、限位销6和扭转限位套7,拨叉包括左拨叉8和右拨叉9,限位挡块包括第一限位挡块10和第二限位挡块11;缓冲弹簧3通过弹簧挂件2连接左拨叉8和右拨叉9,起落架摇臂1通过第一限位挡块10与左拨叉8、右拨叉9连接,左拨叉8和右拨叉9通过第二限位挡块11与支柱驱动摇臂4连接,支柱驱动摇臂4与摇臂支座5连接,摇臂支座5上设有与限位销6相配合的销孔12,扭转限位套7与起落架摇臂1相配合,以限制起落架摇臂1的扭转角度,固定翼轻质无人机驱动系统驱动起落架摇臂1的转动,起落架摇臂1通过左拨叉8和右拨叉9带动支柱驱动摇臂4转动;
支柱式缓冲机构包括缓冲套筒13、套筒底座14、缓冲轴15、上下直线轴承16、压缩弹簧17和弹簧限位座18;缓冲套筒13的一端与起落架安装座19连接,且起落架安装座19与扭转限位套7连接,缓冲套筒13内设缓冲轴15,缓冲轴15上套设上下直线轴承16、压缩弹簧17、弹簧限位座18和套筒底座14,缓冲轴15远离套筒底座14的一端穿设于扭转机构,并且缓冲轴15远离套筒底座14的一端上设有限位槽20,限位销6穿设过限位槽20后与销孔12配合连接,限位销6在限位槽20中限位固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架的缓冲行程;
机轮组件与缓冲轴15的另一端连接。
具体地,扭转机构包括起落架摇臂1、拨叉、限位挡块、弹簧挂件2、缓冲弹簧3、支柱驱动摇臂4、摇臂支座5、限位销6和扭转限位套7,拨叉包括左拨叉8和右拨叉9,限位挡块包括第一限位挡块10和第二限位挡块11,如图1-6所示,当固定翼轻质无人机驱动系统(即固定翼轻质无人机舵机)驱动起落架摇臂1转动时,由于起落架摇臂1通过第一限位挡块10与左拨叉8、右拨叉9连接,左拨叉8和右拨叉9通过第二限位挡块11与支柱驱动摇臂4连接,因此起落架摇臂1通过第一限位挡块10驱动左拨叉8和右拨叉9摇摆,左拨叉8和右拨叉9将固定翼轻质无人机驱动系统的驱动力通过第二限位挡块11传递给支柱驱动摇臂4,而支柱驱动摇臂4与摇臂支座5连接,并且摇臂支座5上设有与限位销6相配合的销孔12,因此摇臂支座5又将驱动力传递给了限位销6,支柱驱动摇臂4通过摇臂支座5和限位销6驱动缓冲轴15的转动,从而实现了固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架的扭转,同时,缓冲弹簧3通过弹簧挂件2连接左拨叉8和右拨叉9,左拨叉8和右拨叉9通过缓冲弹簧3保证了扭转过程中的缓冲,避免了对固定翼轻质无人机的舵机等部件的损坏,同时,利用重量轻、拉力小的弹簧完成自动对中功能,以防止固定翼轻质无人机空中飞行时启动载荷使机轮偏向一侧,造成灾难性着陆。扭转限位套7与起落架摇臂1相配合,以限制起落架摇臂1的扭转角度。
支柱式缓冲机构包括缓冲套筒13、套筒底座14、缓冲轴15、上下直线轴承16、压缩弹簧17和弹簧限位座18,如图7-9所示,缓冲套筒13的一端与起落架安装座19连接,且起落架安装座19与扭转限位套7连接,以实现机身与扭转机构的连接,缓冲套筒13内设缓冲轴15,缓冲轴15上套设上下直线轴承16、压缩弹簧17、弹簧限位座18和套筒底座14,缓冲轴15远离套筒底座14的一端穿设于扭转机构,并且缓冲轴15远离套筒底座14的一端上设有限位槽20,限位销6穿设过限位槽20后与销孔12配合连接,限位销6在限位槽20中限位固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架的缓冲行程。当固定翼轻质无人机降落时,固定翼轻质无人机的机轮组件承受过载力,限位销6在限位槽20中限位固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架的缓冲行程,并通过压缩弹簧17实现固定翼轻质无人机的降落缓冲。优选地,本发明中的限位槽20可以为U型槽,以便于加工制造。
缓冲轴15远离套筒底座14的一端穿设于扭转机构,缓冲轴15的另一端与机轮组件连接。
本发明固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架的具体工作方式如下:固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架安装在机身之上后,实现固定器轻质无人机在机场的内场转移、地面滑跑、起飞以及降落等任务时,通过舵机驱动扭转机构实现前起落架的转弯及转弯过程中的缓冲,前起落架的过载缓冲通过立柱式缓冲机构完成,上下直线轴承实现缓冲轴15的直线运动,限位销6不仅实现了扭转机构与支柱式缓冲机构的有效连接,而且对缓冲轴15起到了限位的作用,限定了缓冲行程。
本实施例所提出的固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架具有扭转缓冲和降落缓冲的功能,不仅能够实现固定翼轻质无人机的降落缓冲,而且也可实现固定翼轻质无人机左右转弯时的缓冲,大大提高了固定翼轻质无人机在地面转弯过程中的可靠性,解决了固定翼轻质无人机因降落时的过载大、扭转时的刚度大而对机身及其他部件可能造成损坏的问题。同时,本发明采用由起落架摇臂驱动双拨叉代替传统各类轴承,并根据自身受力特点采用薄壁法兰式以及顶端套筒与机身进行连接的方式,简化了起落架的结构,减轻了起落架的质量,提高了固定翼轻质无人机起飞、降落以及扭转的安全性和可靠性,使得本发明所提出的固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架具有成本低、重量轻、可靠性高、使用维护方便、缓冲性能好的特点。
作为一种具体的实施方式,机轮组件包括机轮21、轮轴22、限位轴套23和轮叉24,机轮21的轮毂两侧设有内孔,轮轴22和限位轴套23嵌入内孔中,轮叉24的叉端与轮轴22连接,轮叉24的尾端与缓冲轴15的另一端连接。具体地,如图1所示,机轮21的轮毂内侧两端设有内孔,轮轴22和限位轴套23嵌入内孔中,实现机轮21光滑滚动的深沟球轴承安装于轮毂中,轮叉24的叉端与轮轴22连接,轮叉24的尾端与缓冲轴15的另一端连接。
优选地,轮叉24的尾端与缓冲轴15的另一端通过螺栓连接,便于机轮组件与立柱式缓冲机构之间的安装和拆卸。
优选地,机轮21为PU轮。PU轮也称PU灌注轮,有弹性,可起到一定的减震效果,同时具有抓地力好、不易打滑、耐磨性好等优点,本发明采用PU轮作为机轮21,可进一步提高固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架的缓冲效果。
解决无人机滑跑,滑降起落架由于无人机过载大,速度高,飞行工况严峻导致的起落架转弯降落时的损坏。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架,其特征在于,包括扭转机构、支柱式缓冲机构和机轮组件,
所述扭转机构包括起落架摇臂(1)、拨叉、限位挡块、弹簧挂件(2)、缓冲弹簧(3)、支柱驱动摇臂(4)、摇臂支座(5)、限位销(6)和扭转限位套(7),所述拨叉包括左拨叉(8)和右拨叉(9),所述限位挡块包括第一限位挡块(10)和第二限位挡块(11);所述缓冲弹簧(3)通过所述弹簧挂件(2)连接所述左拨叉(8)和所述右拨叉(9),所述起落架摇臂(1)通过所述第一限位挡块(10)与所述左拨叉(8)、所述右拨叉(9)连接,所述左拨叉(8)和所述右拨叉(9)通过所述第二限位挡块(11)与所述支柱驱动摇臂(4)连接,所述支柱驱动摇臂(4)与所述摇臂支座(5)连接,所述摇臂支座(5)上设有与所述限位销(6)相配合的销孔(12),所述扭转限位套(7)与所述起落架摇臂(1)相配合,以限制所述起落架摇臂(1)的扭转角度,固定翼轻质无人机驱动系统驱动所述起落架摇臂(1)的转动,所述起落架摇臂(1)通过所述左拨叉(8)和所述右拨叉(9)带动所述支柱驱动摇臂(4)转动;
所述支柱式缓冲机构包括缓冲套筒(13)、套筒底座(14)、缓冲轴(15)、上下直线轴承(16)、压缩弹簧(17)和弹簧限位座(18);所述缓冲套筒(13)的一端与起落架安装座(19)连接,且所述起落架安装座(19)与所述扭转限位套(7)连接,所述缓冲套筒(13)内设所述缓冲轴(15),所述缓冲轴(15)上套设所述上下直线轴承(16)、所述压缩弹簧(17)、所述弹簧限位座(18)和所述套筒底座(14),所述缓冲轴(15)远离所述套筒底座(14)的一端穿设于所述扭转机构,并且所述缓冲轴(15)远离所述套筒底座(14)的一端上设有限位槽(20),所述限位销(6)穿设过所述限位槽(20)后与所述销孔(12)配合连接,所述限位销(6)在所述限位槽(20)中限位固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架的缓冲行程;
所述机轮组件与所述缓冲轴(15)的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架,其特征在于,所述机轮组件包括机轮(21)、轮轴(22)、限位轴套(23)和轮叉(24),
所述机轮(21)的轮毂两侧设有内孔,所述轮轴(22)和所述限位轴套(23)嵌入所述内孔中,所述轮叉(24)的叉端与所述轮轴(22)连接,所述轮叉(24)的尾端与所述缓冲轴(15)的另一端连接。
3.根据权利要求2所述的固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架,其特征在于,
所述轮叉(24)的尾端与所述缓冲轴(15)的另一端通过螺栓连接。
4.根据权利要求2或3所述的固定翼轻质无人机单轮缓冲式前起落架,其特征在于,
所述机轮(21)为PU轮。
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