CN110733632B - 一种起落架收放结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种起落架收放结构，包括起落架支柱，以及驱动起落架支柱在收起位置和放下位置之间切换的收放驱动装置，收放驱动装置包括箱体和设于箱体内的驱动机构，驱动机构包括与箱体相连的驱动件、与驱动件传动连接的传动组件，传动组件具有末级传动轴，所述箱体与末级传动轴抱轴相连，末级传动轴的一端与机身固连。由此，起落架支柱上集成的收放装置带动起落架自身旋转收放，不仅减少了在机身上安装的旋转接头数量，且其结构更精简，收藏空间更小，安装约束更少，设计更为简单。尤其适用于小型航空器可收放式起落架。

Description

一种起落架收放结构
技术领域
本发明涉及飞机起落架技术领域，尤其涉及一种起落架收放结构。
背景技术
随着小型飞机和无人机的迅猛发展，高速、质轻的小型航空器需求日益增多。尤其是全电飞机的兴起，对可收放式起落架的轻质化和节省安装空间的需求日益凸显。
目前对于小型飞机和无人机的可收放式起落架，其收放结构形式通常如图1所示：收放作动筒2的一端通过接头16铰接在机身上，另一端与起落架支柱1连接，起落架支柱1与机身通过接头4铰接，收放作动筒2通过伸缩运动驱动起落架支柱1绕接头4转动实现起落架收放功能。该收放形式起落架支柱与收放作动筒均需要在机身上安装接头，且接头位置一经确定不能轻易变动，否则会影响起落架支柱和收放作动筒的承载以及起落架的收上和放下位置，导致设计的返工从而影响项目研制周期。该形式收放作动筒在飞机着陆和滑跑过程中需要承担一部分地面载荷；这种结构在收放时作动筒的力臂一般要小于起落架重力力臂，属于费力机构，从而需要选择更大输出载荷的动力装置；这些都极大限制了收放作动筒的重量。同时为实现起落架大角度收放，只能通过增加作动筒行程和安装距，既增加重量又增大了起落架安装空间。此外，该收放结构形式还需要额外增加位置锁定机构以达到起落架收上和放下位置的锁定功能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种简化起落架安装布置、减轻起落架重量、节省起落架结构空间的起落架收放结构。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种起落架收放结构，包括起落架支柱，以及驱动起落架支柱在收起位置和放下位置之间切换的收放驱动装置，所述收放驱动装置包括箱体和设于箱体内的驱动机构，所述驱动机构包括与箱体相连的驱动件、与驱动件传动连接的传动组件，所述传动组件具有末级传动轴，所述箱体与所述末级传动轴抱轴相连，所述末级传动轴的一端与机身固连。
由此，驱动机构驱动传动组件绕末级传动轴扭转从而带动整个收放装置和起落架支柱旋转一定角度，实现收起或放下。与传统起落架收放形式相比，本发明减少了在机身上安装的旋转接头数量，简化了起落架的安装布置。并且，采用起落架支柱上集成的收放装置带动起落架自身旋转收放，其结构更精简，收藏空间更小，安装约束更少，设计更为简单。尤其适用于小型航空器可收放式起落架。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述驱动件为电机。
所述传动组件包括与电机传动连接的蜗杆，以及与蜗杆啮合传动的涡轮，所述涡轮固定于所述末级传动轴上。利用蜗轮蜗杆的自锁特性代替位置锁定装置，既简化了结构又减轻了起落架重量。
所述传动组件包括与电机传动连接的蜗杆、与蜗杆啮合传动的涡轮，以及与涡轮传动连接的齿轮组，所述齿轮组的末级齿轮固定于所述末级传动轴上。利用减速齿轮组减小动力装置所需的输出载荷，并利用蜗轮蜗杆的自锁特性实现起落架位置锁定。
传统的靠收放作动筒驱动的收放形式，作动筒行程和安装位置决定了起落架的收放角度，可调整范围十分有限，本发明采用蜗轮蜗杆和齿轮组的传动方式，在没有位置阻挡的前提下，理论上可实现360°转动，可实现大角度、小空间收放。
所述齿轮组包括与涡轮传动连接的小齿轮，以及与小齿轮啮合的大齿轮，所述小齿轮和涡轮均安装于一初级传动轴上，所述大齿轮固定于所述末级传动轴上。
所述小齿轮和大齿轮设于一齿轮箱中。
所述末级传动轴的一端与机身通过接头固连。
所述箱体与起落架支柱一体成型。
机身上设有将所述起落架支柱限定于放下位置的限位块。
所述起落架支柱旋转至起落架支柱的中心轴线沿垂向方向后再朝向机头旋转设定角度，以到达放下位置，所述设定角度为锐角。此结构设计可避免收放装置承受起落架在地面滑跑和着陆时的地面载荷，提高了收放装置的可靠性，同时减轻了起落架空间和重量。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、与传统起落架收放形式相比，本发明减少了在机身上安装的旋转接头数量，简化了起落架的安装布置。
2、传统的靠收放作动筒驱动的收放形式，作动筒行程和安装位置决定了起落架的收放角度，可调整范围十分有限，本发明采用蜗轮蜗杆和齿轮组的传动方式，在没有位置阻挡的前提下，理论上可实现360°转动，可实现大角度、小空间收放。
3、本专利采用在起落架支柱上集成的收放装置带动起落架自身旋转收放，其结构更精简，收藏空间更小，安装约束更少，设计更为简单。
4、本发明利用蜗轮蜗杆的自锁特性代替位置锁定装置，既简化了结构又减轻了起落架重量。
5、本发明避免了收放装置承受起落架在地面滑跑和着陆时的地面载荷，提高了收放装置的可靠性，同时减轻了起落架空间和重量。
附图说明
图1为常规起落架收放结构的示意图（虚线为起落架收上状态）。
图2为本发明实施例的起落架收放结构的示意图（虚线为起落架收上状态）。
图3为本发明实施例的起落架收放结构的原理图。
图4为本发明实施例的起落架收放结构位于下放位置时的地面载荷示意图。
图例说明：1、起落架支柱；2、收放作动筒；3、起落架舱；4、接头；5、收放驱动装置；6、限位块；7、驱动件；8、蜗杆；9、涡轮；10、齿轮箱；11、末级传动轴；12、箱体；13、小齿轮；14、大齿轮；15、初级传动轴；16、接头。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1：
如图2所示，本实施例的起落架收放结构，包括起落架支柱1，以及驱动起落架支柱1在收起位置和放下位置之间切换的收放驱动装置5。
如图3所示，收放驱动装置5包括与起落架支柱1一体成型的箱体12和设于箱体12内的驱动机构，驱动机构包括与箱体12相连的驱动件7、与驱动件7传动连接的传动组件，驱动件7为电机，传动组件包括与电机传动连接的蜗杆8、与蜗杆8啮合传动的涡轮9，以及与涡轮9传动连接的齿轮组，齿轮组包括与涡轮9传动连接的小齿轮13，以及与小齿轮13啮合的大齿轮14，小齿轮13和涡轮9均安装于一初级传动轴15上，大齿轮14固定于一末级传动轴11上，小齿轮13和大齿轮14设于一齿轮箱10中。箱体12与末级传动轴11抱轴相连，末级传动轴11的一端与通过接头4与机身固连。
其中，起落架支柱1旋转至起落架支柱1的中心轴线沿垂向方向后再朝向机头旋转设定角度，以到达放下位置，该设定角度为锐角。且机身上设有将起落架支柱1限定于放下位置的限位块6。
本实施例的起落架收放结构为带自锁功能的起落架收放结构，图2中的虚线为起落架收起状态，起落架收起后位于起落架舱3中。起落架支柱1可以是任意形式并不限于图2中示例的结构形式。收放驱动装置5集成在起落架支柱1中并为起落架的收放提供动力。限位块6安装在机身上，起到限制起落架放下位置的作用，同时承受起落架地面载荷，防止在起落架放下位置时地面载荷传递到收放驱动装置5。
上述收放驱动装置5采用电机7驱动，并通过蜗杆8、蜗轮9和齿轮组的传动实现起落架收放和位置锁定功能，其结构原理如图3所示。电机7固定在箱体12中，蜗杆8作为主动端与电机7连接，蜗轮9作为被动端与齿轮组的一端齿轮轴相连，齿轮组的末级传动轴11与机身接头4固连，起落架支柱1与收放驱动装置5固连。在收放时，齿轮组的末级传动轴11与机身固定不转动，电机7驱动起落架支柱1与收放驱动装置5绕末级传动轴11转动。齿轮组可根据实际需要选用一级或多级齿轮组，不限于图3所示的一级齿轮组。
该带自锁功能的起落架收放方法，包含以下步骤：
当起落架放下时，电机驱动蜗轮蜗杆旋转，经齿轮组减速，起落架支柱绕机身旋转接头转动，当起落架支柱旋转到放下位置时通过限位块限制起落架支柱不再转动，完成放下动作；
起落架收上运动与放下运动相同，电机反转驱动起落架支柱旋转收上，当起落架运动到收上位置时通过机械限位或者控制电机停止转动，蜗轮蜗杆自锁完成起落架收上位置锁定。
由于蜗轮蜗杆的自身能力不足以承受起落架着陆和地面滑跑时的地面载荷，本专利提出以下设计方案以避免蜗轮蜗杆承载能力不足的缺点：
在起落架处于常规放下状态（起落架支柱与地面垂直）时向机头方向倾斜一定角度θ，如图4所示。起落架在地面滑跑和着陆时受到来自垂向的地面载荷Fny和来自航向的地面载荷Fnx，两个方向的地面载荷对起落架支柱1产生的和力矩为Mnz。通过调整支柱倾角θ，使得任何工况下的地面载荷对起落架支柱1只产生顺时针的力矩Mnz，限位块的支撑力F6对起落架支柱1产生逆时针力矩M6与Mnz平衡。所以地面载荷产生的力矩不会传递到收放驱动装置5，故可以避免蜗轮蜗杆承受起落架地面载荷。
以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (6)

1.一种起落架收放结构，包括起落架支柱（1），以及驱动起落架支柱（1）在收起位置和放下位置之间切换的收放驱动装置（5），其特征在于，所述收放驱动装置（5）包括箱体（12）和设于箱体（12）内的驱动机构，所述驱动机构包括与箱体（12）相连的驱动件（7）、与驱动件（7）传动连接的传动组件，所述传动组件具有末级传动轴（11），所述箱体（12）与所述末级传动轴（11）抱轴相连，所述末级传动轴（11）的一端与机身固连；
所述传动组件包括与驱动件（7）传动连接的蜗杆（8），以及与蜗杆（8）啮合传动的涡轮（9），所述涡轮（9）固定于所述末级传动轴（11）上；或，
所述传动组件包括与驱动件（7）传动连接的蜗杆（8）、与蜗杆（8）啮合传动的涡轮（9），以及与涡轮（9）传动连接的齿轮组，所述齿轮组的末级齿轮固定于所述末级传动轴（11）上；
机身上设有将所述起落架支柱（1）限定于放下位置的限位块（6）；所述起落架支柱（1）旋转至起落架支柱（1）的中心轴线沿垂向方向后再朝向机头旋转设定角度，以到达放下位置，所述设定角度为锐角。
2.根据权利要求1所述的起落架收放结构，其特征在于，所述驱动件（7）为电机。
3.根据权利要求1所述的起落架收放结构，其特征在于，所述齿轮组包括与涡轮（9）传动连接的小齿轮（13），以及与小齿轮（13）啮合的大齿轮（14），所述小齿轮（13）和涡轮（9）均安装于一初级传动轴（15）上，所述大齿轮（14）固定于所述末级传动轴（11）上。
4.根据权利要求3所述的起落架收放结构，其特征在于，所述小齿轮（13）和大齿轮（14）设于一齿轮箱（10）中。
5.根据权利要求1所述的起落架收放结构，其特征在于，所述末级传动轴（11）的一端与机身通过接头（4）固连。
6.根据权利要求1-5任一项所述的起落架收放结构，其特征在于，所述箱体（12）与起落架支柱（1）一体成型。
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