CN114671011B - 一种对称式多连杆电驱飞机起落架结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对称式多连杆电驱飞机起落架结构，包括主驱动机构、随动机构、主支柱；所述主驱动机构的驱动端与主支柱铰接，所述主支柱的顶部与机体铰接，且底部连接有轮胎；所述随动机构包括对称设置的第一四连杆机构、第二四连杆机构以及右支柱摇杆、左支柱摇杆，所述第一四连杆机构、第二四连杆机构的一端分别与机体铰接，且另一端分别与主支柱上的固定支座铰接；所述第一四连杆机构、第二四连杆机构靠近机体的端部连杆分别通过右支柱摇杆、左支柱摇杆与主支柱铰接。本发明结构轻巧、紧凑，保证了可靠性、稳定性和安全性，降低了电驱方式对高功率的要求，实现了飞机起落架稳定、可靠、轻便的支撑需求，具有较好的实用性。

Description

一种对称式多连杆电驱飞机起落架结构

技术领域

本发明属于飞机起落架的技术领域，具体涉及一种对称式多连杆电驱飞机起落架结构。

背景技术

起落架是飞机下部用于起飞降落或地面滑行时支撑飞机并用于地面移动的附件装置。起落架是唯一一种支撑整架飞机在地面移动的部件，因此它是飞机不可分缺的一部份。当飞机起飞后，可以视飞行性能而收回起落架。飞机起落架结构属于飞机重要承力部件，主要特点为载荷大、传力复杂。其结构的合理性、可靠性、维修性直接关系到飞机的使用安全，在设计时面临着许多关键技术问题和难点。

飞机的起落架通常固定在机身加强框和(或)纵梁上，来自起落架支柱、作动筒、撑杆上的作用力和力矩要传到这些加强构件上。为了固定起落架支柱、作动筒、撑杆和锁，采用起落架舱，它由两侧垂直腹板、水平加强板和两端的加强框形成，在起落架舱的开口周围用加强构件进行加强。起落架的设计是否合理、是否满足结构强度要求、是否采用轻质高效结构设计等将直接影响到整个飞机结构的可靠性和经济性。

起落架收放系统主要由收放作动筒、收放位置锁、收放操纵机构、位置信号和警告系统、地面安全装置和应急放下系统等部分组成，保证起落架可靠地收上和放下。典型的起落架设计结构如图1所示。图中的典型起落架采用连杆滑块或四连杆机构串联的形式，结构简单有效，为满足起落架支撑强度需求，连杆常做很粗的圆柱状结构，普通电机功率不足而难以驱动，要选用大尺寸大功率电机或液压系统驱动方式。除了系统稳定性原因外，目前绝大多数起落架系统采用液压驱动方式，重要原因在于同样尺寸条件下液压系统具有较高的驱动功率。

为弥补电动驱动相对功率不足的缺陷，本发明公开了一种新型起落架结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对称式多连杆电驱飞机起落架结构，通过第一四连杆机构、第二四连杆机构的对称结构增加了起落架的安全系数，而且在起落架放下时，通过第一四连杆机构、第二四连杆机构以及右支柱摇杆、左支柱摇杆形成了三角形对称结构，在有限舱位空间增强了支撑强度和稳定性，具有较好的实用性。

本发明主要通过以下技术方案实现：

一种对称式多连杆电驱飞机起落架结构，包括主驱动机构、随动机构、主支柱、轮胎；所述主驱动机构的驱动端与主支柱铰接，所述主支柱的顶部与机体铰接，且底部连接有轮胎；所述随动机构包括对称并行设置的第一四连杆机构、第二四连杆机构以及右支柱摇杆、左支柱摇杆，所述第一四连杆机构、第二四连杆机构的一端分别与机体铰接，且另一端分别与主支柱上的固定支座铰接；所述第一四连杆机构、第二四连杆机构靠近机体的端部连杆分别通过右支柱摇杆、左支柱摇杆与主支柱铰接。所述第一四连杆机构、第二四连杆机构靠近机体的端部连杆分别对应为右支座连架杆、左支座连架杆。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述第一四连杆机构包括从左至右依次铰接的右支座连架杆、右连杆、右支柱连架杆；所述第二四连杆机构包括从左至右依次铰接的左支座连架杆、左连杆、左支柱连架杆；所述右支座连架杆、左支座连架杆的一端分别与机体铰接，且另一端分别通过右支柱摇杆、左支柱摇杆与主支柱铰接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述随动机构还包括铰链G、铰链L、铰链K、铰链P，所述第一四连杆机构、第二四连杆机构的一端分别通过铰链G、铰链L与机体铰接，且另一端分别通过铰链K、铰链P与主支柱两侧的固定支座铰接。

为了更好地实现本发明，进一步地，还包括与机体连接的第二固定座，所述第一四连杆机构、第二四连杆机构的一端分别通过铰链G、铰链L与第二固定座连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，还包括右固定结构杆、左固定结构杆，所述第一四连杆机构、第二四连杆机构的一端之间设置有固定连杆，所述右支座连架杆、左支座连架杆与固定连杆之间分别设置有右固定结构杆、左固定结构杆。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述第一四连杆机构还包括铰链H、铰链J，所述右支座连架杆与右连杆之间以及右连杆与右支柱连架杆之间分别通过铰链H、铰链J铰接；所述第二四连杆机构还包括铰链M、铰链N，所述左支座连架杆与左连杆之间以及左连杆与左支柱连架杆之间分别通过铰链M、铰链N铰接；所述右支座连架杆、左支座连架杆的一端分别通过铰链G、铰链L与机体连接；所述右支柱连架杆、左支柱连架杆分别通过铰链K、铰链P与主支柱的两侧固定支座连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，还包括右辅助连杆机构、左辅助连杆机构，所述右支柱连架杆、左支柱连架杆分别通过右辅助连杆机构、左辅助连杆机构与位于主驱动机构与主支柱连接处的主支柱铰接。所述右辅助连杆机构、左辅助连杆机构为四连杆结构。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述主驱动机构包括从左至右依次设置的铰链A、直线驱动机构、铰链D以及铰链C，所述直线驱动机构的两端分别通过铰链A、铰链D与机体、主支柱连接，所述主支柱的顶部通过铰链C与机体连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述直线驱动机构包括伺服电动缸，所述伺服电动缸的驱动杆通过铰链D与主支柱连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，还包括第一固定座、第三固定座，所述铰链A、铰链C分别通过第一固定座、第三固定座与机体连接。

本发明的有益效果：

（1）本发明改变了传统为保证支撑强度采用的粗圆柱状杆件结构，实现了普通电驱的高强度支撑，提高了起落架的支撑强度和稳定性；

（2）本发明以对称的多连杆机构为核心，改变了传统液压驱动方式，采用三角形对称结构，在有限舱位空间增强系统的支撑强度和稳定性，双四连杆对称布置方式，使飞机支撑的安全系数大大提升；

（3）本发明结构轻巧、紧凑，在有限的空间里保证了支撑强度、可靠性、稳定性和安全性，降低了电驱方式对高功率的要求，实现了飞机起落架稳定、可靠、轻便的支撑需求，具有较好的实用性；

（4）本发明增强了飞机系统的安全系数，起落架放下时对称的多连杆呈并行三角形支撑，增强了结构的支撑强度和稳定性。同样电机驱动及强度条件下，本发明改变了传统单一加粗杆件串行方式，减少材料自重，提高了飞行的经济性。

附图说明

图1为起落架的典型结构示意图；

图2为本发明的结构原理示意图；

图3为本发明的整体结构示意图；

图4为本发明的主驱动机构的结构示意图；

图5为第一四连杆机构、第二四连杆机构的结构示意图；

图6为右辅助连杆机构、左辅助连杆机构的结构示意图；

图7为各铰链的结构示意图。

其中：1-主驱动机构、2-主支柱、3-第一四连杆机构、4-第二四连杆机构、5-固定支座、6-固定连杆、7-第一固定座、8-第二固定座、9-第三固定座；

11-铰链A、12-伺服电动缸、13-铰链C、14-铰链D；

41-右支座连架杆、42-右连杆、43-右支柱连架杆、44-右固定结构杆、45-右支柱摇杆、46-铰链H、47-铰链J、48-右辅助连杆机构；

51-左支座连架杆、52-左连杆、53-左支柱连架杆、54-左固定结构杆、55-左支柱摇杆、56-铰链M、57-铰链N、58-左辅助连杆机构；

01-铰链G、02-铰链L、04-铰链K、05-铰链P。

具体实施方式

实施例1：

一种对称式多连杆电驱飞机起落架结构，如图3所示，包括主驱动机构1、随动机构、主支柱2、轮胎；所述主驱动机构1的驱动端与主支柱2铰接，所述主支柱2的顶部与机体铰接，且底部连接有轮胎；所述随动机构包括对称并行设置的第一四连杆机构3、第二四连杆机构4以及右支柱摇杆45、左支柱摇杆55，所述第一四连杆机构3、第二四连杆机构4的一端分别与机体铰接，且另一端分别与主支柱2上的固定支座5铰接；所述第一四连杆机构3、第二四连杆机构4靠近机体的端部连杆分别通过右支柱摇杆45、左支柱摇杆55与主支柱2铰接。

本发明以对称的多连杆机构为核心，改变了传统液压驱动方式，采用三角形对称结构，在有限舱位空间增强系统的支撑强度和稳定性，双四连杆对称布置方式，使飞机支撑的安全系数大大提升。本发明结构轻巧、紧凑，在有限的空间里保证了支撑强度、可靠性、稳定性和安全性，降低了电驱方式对高功率的要求，实现了飞机起落架稳定、可靠、轻便的支撑需求，具有较好的实用性。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图5所示，所述第一四连杆机构3包括从左至右依次铰接的右支座连架杆41、右连杆42、右支柱连架杆43；所述第二四连杆机构4包括从左至右依次铰接的左支座连架杆51、左连杆52、左支柱连架杆53；所述右支座连架杆41、左支座连架杆51的一端分别与机体铰接，且另一端分别通过右支柱摇杆45、左支柱摇杆55与主支柱2铰接。

进一步地，如图6所示，还包括右辅助连杆机构48、左辅助连杆机构58，所述右支柱连架杆43、左支柱连架杆53分别通过右辅助连杆机构48、左辅助连杆机构58与位于主驱动机构1与主支柱2连接处的主支柱2铰接。

进一步地，如图7所示，所述随动机构还包括铰链G01、铰链L02、铰链K04、铰链P05，所述第一四连杆机构3、第二四连杆机构4的一端分别通过铰链G01、铰链L02与机体铰接，且另一端分别通过铰链K04、铰链P05与主支柱2两侧的固定支座5铰接。

进一步地，如图4所示，还包括与机体连接的第二固定座8，所述第一四连杆机构3、第二四连杆机构4的一端分别通过铰链G01、铰链L02与第二固定座8连接。

进一步地，如图4所示，还包括右固定结构杆44、左固定结构杆54，所述第一四连杆机构3、第二四连杆机构4的一端之间设置有固定连杆6，所述右支座连架杆41、左支座连架杆51与固定连杆6之间分别设置有右固定结构杆44、左固定结构杆54。

当起落架下放呈支撑状态时，右支座连架杆41、左支座连架杆51分别与右支柱摇杆45、左支柱摇杆55对应呈直线设置，而且右支座连架杆41与右支柱摇杆45、左支座连架杆51与左支柱摇杆55以及固定连杆6呈稳定三角形结构，保证了起落架整体的支撑强度可靠性。

进一步地，如图7所示，所述第一四连杆机构3还包括铰链H46、铰链J47，所述右支座连架杆41与右连杆42之间以及右连杆42与右支柱连架杆43之间分别通过铰链H46、铰链J47铰接；所述第二四连杆机构4还包括铰链M56、铰链N57，所述左支座连架杆51与左连杆52之间以及左连杆52与左支柱连架杆53之间分别通过铰链M56、铰链N57铰接；所述右支座连架杆41、左支座连架杆51的一端分别通过铰链G01、铰链L02与机体连接；所述右支柱连架杆43、左支柱连架杆53分别通过铰链K04、铰链P05与主支柱2的两侧固定支座5连接。

本发明以对称的多连杆机构为核心，改变了传统液压驱动方式，采用三角形对称结构，在有限舱位空间增强系统的支撑强度和稳定性，双四连杆对称布置方式，使飞机支撑的安全系数大大提升。本发明结构轻巧、紧凑，在有限的空间里保证了支撑强度、可靠性、稳定性和安全性，降低了电驱方式对高功率的要求，实现了飞机起落架稳定、可靠、轻便的支撑需求，具有较好的实用性。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，如图4所示，所述主驱动机构1包括从左至右依次设置的铰链A11、直线驱动机构、铰链D14以及铰链C13，所述直线驱动机构的两端分别通过铰链A11、铰链D14与机体、主支柱2连接，所述主支柱2的顶部通过铰链C13与机体连接。

进一步地，所述直线驱动机构包括伺服电动缸12，所述伺服电动缸12的驱动杆通过铰链D14与主支柱2连接。

进一步地，如图3所示，还包括第一固定座7、第三固定座9，所述铰链A11、铰链C13分别通过第一固定座7、第三固定座9与机体连接。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

一种对称式多连杆电驱飞机起落架结构，如图2、图3所示，包含主驱动机构1和随动机构，主驱动机构1负责驱动起落架升起与降下，随动机构负责跟随运动并提供支撑力，增强系统稳定性。

如图2、图4所示，主驱动机构1包括连杆滑块机构，具体包括铰链A11、伺服电动缸B、铰链D14、铰链C13组成，伺服电动缸B的直线运动作为驱动力，可由伺服电动缸12等提供，伺服电动缸B的直线运动带动主支柱2运动，主支柱2上的F点与轮胎固定连接。当伺服电动缸B伸长运动时，轮胎放下，当伺服电动缸B收缩运动时，轮胎收起。这样，主驱动机构1可通过此运动方式，实现起落架的收放动作的实现。

如图2、图5所示，随动机构包括四连杆机构GHJK、LMNP及支柱摇杆HE、ME组成，以四连杆机构GHJK和支柱摇杆HE为例，当主驱动机构1驱动起落架运动时，E点处于主支柱2上而跟随发生位置变化，此时在随动机构中，连杆HE作为主动连杆“驱动”连杆GH绕着转动副G发生转动，带动整个四连杆机构GHJK发生运动。当起落架完成放下到位时，连杆GH和支柱摇杆HE运动高同一直线位置，发生反向“锁死”状态，即连杆拉伸或压缩力不提供转动副H的运动力，此时起落架呈现支撑状态。同样，并行的四连杆机构LMNP与支柱摇杆ME发生同步同样的运动。支撑状态时，连杆GH、HE、LM、ME、LG呈稳定三角形，提升了起落架的支撑强度和稳定性。

如图4所示，直线驱动机构为伺服电动缸B，各转动轴采用铰链结构，第一固定座7、第三固定座9、第二固定座8根据起落架舱位结构采用相应结构设计，固定于机体结构上。

两套四连杆机构并行放置，连杆GH和LM关于ABD对称呈三角形两边布置，连杆HJ平行于MN，JK平行于NP，铰链K04和铰链P05固定于轮胎两侧的固定支座5上。

如图2、图6所示，在主驱动机构1和随动机构中，为保证铰链K04与铰链D14、铰链P05与铰链D14之间位置微小调整仍然稳定可靠，增加2个局部四连杆机构，即右辅助连杆机构48、左辅助连杆机构58。为保证终端运动姿态和位置完全一致，并行的两个四连杆机构上的铰链L02和铰链G01同轴布置。为增强结构强度，连杆GH与GL、连杆LM与GL分别用固定结构杆连接，呈两个稳固三角形布置。

当放下起落架呈支撑状态时，连杆HE与GH、ME与LM各在一条直线上，且GL、GE、LE呈稳定三角形结构，同一段铰链接到E处，以保证支撑强度可靠。HE和ME作为主驱动机构1与随动机构的连接件，跟随DE杆运动驱动对称式多连杆随动机构运动。

本发明以对称的多连杆机构为核心，改变了传统液压驱动方式，采用三角形对称结构，在有限舱位空间增强系统的支撑强度和稳定性，双四连杆对称布置方式，使飞机支撑的安全系数大大提升。本发明结构轻巧、紧凑，在有限的空间里保证了支撑强度、可靠性、稳定性和安全性，降低了电驱方式对高功率的要求，实现了飞机起落架稳定、可靠、轻便的支撑需求，具有较好的实用性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种对称式多连杆电驱飞机起落架结构，其特征在于，包括主驱动机构（1）、随动机构、主支柱（2）、轮胎；所述主驱动机构（1）的驱动端与主支柱（2）铰接，所述主支柱（2）的顶部与机体铰接，且底部连接有轮胎；所述随动机构包括对称并行设置的第一四连杆机构（3）、第二四连杆机构（4）以及右支柱摇杆（45）、左支柱摇杆（55），所述第一四连杆机构（3）、第二四连杆机构（4）的一端分别与机体铰接，且另一端分别与主支柱（2）上的固定支座（5）铰接；所述第一四连杆机构（3）、第二四连杆机构（4）靠近机体的端部连杆分别通过右支柱摇杆（45）、左支柱摇杆（55）与主支柱（2）铰接；

所述第一四连杆机构（3）包括从左至右依次铰接的右支座连架杆（41）、右连杆（42）、右支柱连架杆（43）；所述第二四连杆机构（4）包括从左至右依次铰接的左支座连架杆（51）、左连杆（52）、左支柱连架杆（53）；所述右支座连架杆（41）、左支座连架杆（51）的一端分别与机体铰接，且另一端分别通过右支柱摇杆（45）、左支柱摇杆（55）与主支柱（2）铰接。

2.根据权利要求1所述的一种对称式多连杆电驱飞机起落架结构，其特征在于，所述随动机构还包括铰链G（01）、铰链L（02）、铰链K（04）、铰链P（05），所述第一四连杆机构（3）、第二四连杆机构（4）的一端分别通过铰链G（01）、铰链L（02）与机体铰接，且另一端分别通过铰链K（04）、铰链P（05）与主支柱（2）两侧的固定支座（5）铰接。

3.根据权利要求2所述的一种对称式多连杆电驱飞机起落架结构，其特征在于，还包括与机体连接的第二固定座（8），所述第一四连杆机构（3）、第二四连杆机构（4）的一端分别通过铰链G（01）、铰链L（02）与第二固定座（8）连接。

4.根据权利要求2所述的一种对称式多连杆电驱飞机起落架结构，其特征在于，所述第一四连杆机构（3）还包括铰链H（46）、铰链J（47），所述右支座连架杆（41）与右连杆（42）之间以及右连杆（42）与右支柱连架杆（43）之间分别通过铰链H（46）、铰链J（47）铰接；所述第二四连杆机构（4）还包括铰链M（56）、铰链N（57），所述左支座连架杆（51）与左连杆（52）之间以及左连杆（52）与左支柱连架杆（53）之间分别通过铰链M（56）、铰链N（57）铰接；所述右支座连架杆（41）、左支座连架杆（51）的一端分别通过铰链G（01）、铰链L（02）与机体连接；所述右支柱连架杆（43）、左支柱连架杆（53）分别通过铰链K（04）、铰链P（05）与主支柱（2）的两侧固定支座（5）连接。

5.根据权利要求1所述的一种对称式多连杆电驱飞机起落架结构，其特征在于，还包括右固定结构杆（44）、左固定结构杆（54），所述第一四连杆机构（3）、第二四连杆机构（4）的一端之间设置有固定连杆（6），所述右支座连架杆（41）、左支座连架杆（51）与固定连杆（6）之间分别设置有右固定结构杆（44）、左固定结构杆（54）。

6.根据权利要求1所述的一种对称式多连杆电驱飞机起落架结构，其特征在于，还包括右辅助连杆机构（48）、左辅助连杆机构（58），所述右支柱连架杆（43）、左支柱连架杆（53）分别通过右辅助连杆机构（48）、左辅助连杆机构（58）与位于主驱动机构（1）与主支柱（2）连接处的主支柱（2）铰接。

7.根据权利要求1所述的一种对称式多连杆电驱飞机起落架结构，其特征在于，所述主驱动机构（1）包括从左至右依次设置的铰链A（11）、直线驱动机构、铰链D（14）以及铰链C（13），所述直线驱动机构的两端分别通过铰链A（11）、铰链D（14）与机体、主支柱（2）连接，所述主支柱（2）的顶部通过铰链C（13）与机体连接。

8.根据权利要求7所述的一种对称式多连杆电驱飞机起落架结构，其特征在于，所述直线驱动机构包括伺服电动缸（12），所述伺服电动缸（12）的驱动杆通过铰链D（14）与主支柱（2）连接。

9.根据权利要求7所述的一种对称式多连杆电驱飞机起落架结构，其特征在于，还包括第一固定座（7）、第三固定座（9），所述铰链A（11）、铰链C（13）分别通过第一固定座（7）、第三固定座（9）与机体连接。