CN110816822A - 一种用于无人机拦阻钩带轮钩头结构 - Google Patents

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王力
孙林峰
张晓辉
沈延航
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Northwestern Polytechnical University
Xian Aisheng Technology Group Co Ltd
Original Assignee
Northwestern Polytechnical University
Xian Aisheng Technology Group Co Ltd
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    • B64C25/00—Alighting gear
    • B64C25/68—Arrester hooks

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Abstract

本发明公开了一种用于无人机拦阻钩带轮钩头结构，由钩臂、带轮钩头、转轴和钩头本体组成。带轮钩头与钩臂连接，调心球轴承安装在轴套上，并通过轴套的轴肩和挡片限制轴向移动，钩头本体与调心球轴承外圈留有间隙，轴承外圈可自由转动，带轮钩头接地时轴承外圈与地面可靠接触。通过在钩头本体上安装调心球轴承使钩头具备侧向位移适应能力，消除拦阻滑跑时钩头的航向和侧向滑动摩擦载荷；在钩头本体上安装调心球轴承生产加工及装配成本低，且零件更换便捷。拦阻滑跑时钩头与跑道的滑动摩擦转换为轴承与跑道的滚动摩擦，路面磨损小，无需对跑道路面进行特殊防护；还可将拦阻回收型无人机起降场地拓展至民用机场，促进无人机应用。

Description

一种用于无人机拦阻钩带轮钩头结构
技术领域
本发明涉及无人机设计技术领域，具体地说，涉及一种用于无人机拦阻钩带轮钩头结构。
背景技术
滑跑起降型无人机回收时，通常采用刹车装置或采用拦阻回收的方式来减小滑跑距离。拦阻回收时，无人机上安装拦阻钩，配合地面拦阻装置，能利用拦阻装置事先预置的拦阻载荷，在数十米长度内拦停无人机，这是机上任何一种刹车装置都无法达到的制动效果，且机上拦阻钩相对于刹车装置具有结构重量轻、使用维护简便的特点，因此拦阻钩技术受到各国无人机设计师的重视。
拦阻钩的磨损环境非常严酷，当无人机沿水泥道面或涂有防滑合成物的航空母舰甲板和应急机场着陆垫上作拦阻滑跑时，钩头的背面及钩尖部分经受了严重的磨损，因此需对拦阻钩表面进行特殊的防护处理，并将钩头设计为可拆卸式，根据钩头磨损情况进行不定期更换。
随着无人机使用领域的不断拓展，越来越多的无人机需要在民用机场、通航机场、甚至普通公路路面进行起降。在这类非专用机场进行拦阻回收作业，拦阻钩钩头与地面的摩擦将导致跑道路面受损，因此极大的限制了无人机的使用。
发明内容
为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种用于无人机拦阻钩带轮钩头结构；该拦阻钩带轮钩头结构具备侧向位移能力、对跑道磨损小，且具有结构简单、重量轻，且零件更换便捷的特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括钩臂、带轮钩头、转轴和钩头本体，其特征在于所述钩臂为弹簧钢丝结构，钩臂与带轮钩头连接；所述钩头本体端部开有沟槽，沟槽截面直径大于钩臂直径，钩臂末端位于钩头本体沟槽中，钩头本体两侧通过螺栓连接，且保证钩臂与带轮钩头连接紧固；
所述带轮钩头包括转轴、挡片、轴套和调心球轴承，转轴安装在钩头本体上，轴套和挡片位于转轴上，调心球轴承安装在轴套上，调心球轴承通过轴套的轴肩和挡片限制轴向移动，钩头本体与调心球轴承外圈留有间隙，轴承外圈可自由转动，带轮钩头接地时轴承外圈与地面接触。
所述调心球轴承选用GB/T 281-1994调心球轴承1200。
有益效果
本发明提出的一种用于无人机拦阻钩带轮钩头结构，其拦阻钩带轮钩头结构具备侧向位移能力、对跑道磨损小，具有结构简单、重量轻，且零件更换便捷的特点。
本发明用于无人机拦阻钩带轮钩头结构噪音小；拦阻滑跑时带轮钩头与跑道的滑动摩擦转换为轴承与跑道的滚动摩擦，消除金属钩头与砂石等硬质路面摩擦产生的高频噪音，降低无人机回收阶段的拦阻噪音。
本发明用于无人机拦阻钩带轮钩头结构简单；带轮钩头无需进行复杂的表面处理和表面涂镀，在钩头本体上安装轴承即可，轴承可选用成品件，生产加工及装配成本低。
本发明用于无人机拦阻钩带轮钩头结构，其通过安装调心球轴承使带轮钩头具备侧向位移适应能力，消除拦阻滑跑时带轮钩头的航向和侧向滑动摩擦载荷。
本发明用于无人机拦阻钩带轮钩头对跑道磨损小，将拦阻滑跑时带轮钩头与跑道的滑动摩擦转换为轴承与跑道的滚动摩擦，路面磨损小，无需对跑道路面进行特殊防护，可将拦阻回收型无人机起降场地拓展至普通民用机场、通航机场、甚至普通公路，促进无人机应用。
无人机拦阻钩带轮钩头结构重量轻，且各另件更换便捷，节约成本，提高无人机的可维护性。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明一种用于无人机拦阻钩带轮钩头结构作进一步详细说明。
图1为本发明用于无人机拦阻钩带轮钩头结构轴测图。
图2为本发明用于无人机拦阻钩带轮钩头结构局部剖视图。
图3为本发明用于无人机拦阻钩带轮钩头结构示意图。
图4为图3的A-A向剖视图。
图中:
1.钩臂 2.带轮钩头 3.转轴 4.挡片 5.轴套 6.调心球轴承 7.钩头本体
具体实施方式
本实施例是一种用于无人机拦阻钩带轮钩头结构。
参阅图1～图4，本实施例用于无人机拦阻钩带轮钩头结构，由钩臂1、带轮钩头2、转轴3和钩头本体7组成；其中，钩臂1为弹簧钢丝结构，钩臂1与带轮钩头2连接。钩头本体7端部开有沟槽，沟槽截面直径大于钩臂直径，钩臂1末端位于钩头本体7沟槽中，钩头本体7两侧通过螺栓连接，且保证钩臂1与带轮钩头2连接紧固。
带轮钩头2包括转轴3、挡片4、轴套5、调心球轴承6和钩头本体7，转轴3固定安装在钩头本体7上，轴套5和挡片4位于转轴3上，调心球轴承6安装在轴套5上，调心球轴承6通过轴套5的轴肩和挡片4限制轴向移动，钩头本体7与调心球轴承外圈留有间隙，轴承外圈可自由转动，钩头接地时轴承外圈与地面可靠接触。
本实例中在无人机拦阻钩带轮钩头结构设计中，选用调心球轴承1200GB/T281-1994，轴承直径为30mm，极限转速为28000r/min，转换为直线速度V＝44m/s，径向额定载荷为5.48KN，指标均满足无人机拦阻钩设计要求。
本实施例中，钩头本体7是拦阻钩带轮钩头结构主体，钩头本体7上可通过转轴安装轴承，钩头本体7结构与轴承外形需进行融合设计，使带轮钩头满足钩尖半径、钩面角的参数要求，并确保接地时轴承外圈与地面可靠接触，钩头本体7结构与轴承转动部件之间预留安全间隙。
本实施例中，将轴承安装在钩头本体7上，将拦阻滑跑时钩头与跑道的滑动摩擦转换为轴承与跑道的滚动摩擦，极大地减小了摩擦阻力，减小钩头损耗和减小钩头对跑道路面的磨损。选择轴承时应校核轴承的额定载荷、极限转速各参数是否满足要求。轴承形式推荐选用调心球轴承，因调心球轴承可在内外圈有一定角度倾斜偏差时正常工作，能够更优适应无人机侧滑着陆和跑道路面的不平整。
本实施例中，转轴零件或转轴部件用于在本体上安装轴承，转轴的设计应满足钩头承载要求和轴承安装要求，转轴的轴肩用于对轴承内圈进行限位，转轴应易于拆卸。通过轴套的轴肩和挡片限制轴向移动，钩头本体与调心球轴承外圈留有间隙，轴承外圈可自由转动，带轮钩头接地时轴承外圈与地面可靠接触。通过在钩头本体上安装调心球轴承使钩头具备侧向位移适应能力，消除拦阻滑跑时钩头的航向和侧向滑动摩擦载荷；在钩头本体上安装调心球轴承生产加工及装配成本低，且零件更换便捷。

Claims (2)

1.一种用于无人机拦阻钩带轮钩头结构，包括钩臂、带轮钩头、转轴和钩头本体，其特征在于:所述钩臂为弹簧钢丝结构，钩臂与带轮钩头连接；所述钩头本体端部开有沟槽，沟槽截面直径大于钩臂直径，钩臂末端位于钩头本体沟槽中，钩头本体两侧通过螺栓连接，且保证钩臂与带轮钩头连接紧固；
所述带轮钩头包括转轴、挡片、轴套和调心球轴承，转轴安装在钩头本体上，轴套和挡片位于转轴上，调心球轴承安装在轴套上，调心球轴承通过轴套的轴肩和挡片限制轴向移动，钩头本体与调心球轴承外圈留有间隙，轴承外圈可自由转动，带轮钩头接地时轴承外圈与地面接触。
2.根据权利要求1所述的用于无人机拦阻钩带轮钩头结构，其特征在于:所述调心球轴承选用GB/T 281-1994调心球轴承1200。
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