CN115195998A - 一种起落架收放装置及一种飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞机起落架技术领域，具体涉及到一种起落架收放装置以及一种具有该起落架收放装置的飞行器。其中，所述起落架收放装置包括起落架支柱、第一连杆、摆臂和直线作动筒；起落架支柱、摆臂和直线作动筒分别与飞行器机身三个不同的位置相铰接，在直线作动筒缩短时，会带着起落架支柱旋转，同时第一连杆和摆臂在其铰接处相对弯折，最终将起落架支柱收起；在直线作动筒伸长时，会带着起落架支柱反向旋转，同时第一连杆和摆臂在其铰接处相对展开，最终将起落架支柱放下。起落架支柱放下后的姿态主要由第一连杆和摆臂进行支撑，由于直线作动筒未直接与起落架支柱相连，故起落架支柱受到的冲击对直线作动筒的影响较小，其安全性能得到了提高。

Description

一种起落架收放装置及一种飞行器

技术领域

本发明涉及飞机起落架技术领域，具体涉及到一种起落架收放装置以及一种具有该起落架收放装置的飞行器。

背景技术

起落架是飞机用于起飞、降落或者在地面上滑行时支撑飞机、并且用于地面移动的附件装置。随着飞机飞行速度的提高，为减小飞机飞行时的空气阻力，起落架被设计成可收放的形式。当飞机在空中飞行时，起落架收起到机体内部，可以大大降低飞机的迎风阻力，改善飞机气动性能以及飞行性能。相比固定式起落架，可收放起落架尽管增加了飞机的重量，使飞机结构设计复杂化了，但提高了飞行时的效率，是现代飞机常见的配置。

无人机相比有人驾驶飞机，具有危险性小，起降条件要求低，使用成本低等优点。随着微电子技术的进步，无人机呈现快速发展的趋势。大部分小型无人机由于其飞行速度较低，通常采用固定式起落架。而对于具有很高飞行速度，对于飞行性能要求苛刻的无人机，则需要采用可收放式起落架。

起落架收放系统，不仅需要在放下位置时，保证起落架具备足够的结构强度以应对来自地面的冲击载荷，而且需要在收起时尽可能少地占用机体内部空间，同时收放过程顺畅可靠。其收放结构形式通常采用直线作动筒直接与起落架支柱铰接，起落架支柱接头与机身铰接，直线作动筒通过伸缩运动驱动起落架支柱接头转动实现起落架收放功能。该形式中，直线作动筒在飞机着陆和滑跑过程中需要直接承受地面载荷，对直线作动筒的结构强度要求较高；同时这种结构在收放时直线作动筒的力臂较短，往往需要较大输出载荷的动力装置，不利于控制飞机重量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种起落架收放装置及一种飞行器，旨在减少直线作动筒在飞行器着陆和滑跑过程中需要直接承受的载荷，提高起落架收放装置的安全性能。

为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种起落架收放装置，安装于飞行器的下部，包括起落架支柱、第一连杆、摆臂和直线作动筒；其中，所述起落架支柱的一端用于安装机轮，另一端用于与飞行器机身相铰接；所述第一连杆的一端与所述起落架支柱靠近飞行器机身的一段相铰接，另一端与所述摆臂的一端相铰接，所述摆臂的另一端用于与飞行器机身相铰接；所述直线作动筒的一端与所述摆臂靠近所述第一连杆的一段相铰接，另一端用于与飞行器机身相铰接；所述直线作动筒在伸长时能够带动所述起落架支柱放下，所述直线作动筒在缩短时能够带动所述起落架支柱收起。

在一些实施方式中，所述摆臂远离所述第一连杆的一端具有用于容纳机轮和靠近该机轮的一部分起落架支柱的开口。

在一些实施方式中，还包括耳座、插销和往复运动驱动机构；所述耳座连接于所述摆臂上，且所述耳座上具有供所述插销穿过的通孔；所述直线作动筒远离飞行器机身的一端具有与所述耳座配合使用的连接头，所述连接头上具有供所述插销穿过的通孔；所述插销连接于所述往复运动驱动机构的活动端；所述往复运动驱动机构带动所述插销在所述连接头和所述耳座上对应的通孔内往复运动以使所述直线作动筒和所述摆臂相互连接或者相互分离。

在一些实施方式中，所述往复运动驱动机构为电动伸缩缸、气动伸缩缸或液压伸缩缸。

在一些实施方式中，所述往复运动驱动机构包括电机、摇臂和第二连杆；其中，所述电机的转轴与所述插销垂直设置；所述摇臂的一端与所述电机的转轴相连接，另一端与所述第二连杆的一端相铰接，所述第二连杆的另一端与所述插销的一端相铰接。

在一些实施方式中，所述摇臂上开设有多个连接通孔；所述第二连杆与多个连接通孔中的任意一个相铰接。

在一些实施方式中，还包括弹性件；所述弹性件的一端连接于所述第一连杆上远离端部的位置，另一端连接于所述摆臂上远离端部的位置；当所述起落架支柱处于收起时，所述弹性件处于拉长状态。

在一些实施方式中，还包括第一连接座和第二连接座；所述第一连接座连接于所述第一连杆上远离端部的位置；所述第二连接座连接于所述摆臂上远离端部的位置；所述第一连接座和所述第二连接座上均设有至少一个连接通孔；所述弹性件的两端分别与所述第一连接座和所述第二连接座上的任意一个连接通孔相连接或相铰接。

在一些实施方式中，在所述起落架支柱放下后，所述第一连杆与所述摆臂靠近所述直线作动筒一侧所形成的夹角θ的取值范围为：90°＜θ≤180°。

本发明还介绍了一种飞行器，所述飞行器具有如上所述的起落架收放装置。

综上所述，本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：在直线作动筒缩短时，会带着起落架支柱绕第一铰接座旋转，同时第一连杆和摆臂在其铰接处相对弯折，最终将起落架支柱收起。在在直线作动筒伸长时，会带着起落架支柱绕第一铰接座反向旋转，同时第一连杆和摆臂在其铰接处相对展开，最终将起落架支柱放下。起落架支柱放下后的姿态主要由展开后的第一连杆和摆臂进行支撑，由于直线作动筒未直接与起落架支柱相连接，故起落架支柱受到的冲击荷载对直线作动筒的影响较小，从而提高了整个起落架收放装置的安全性能。

附图说明

图1为本发明所述的起落架收放装置处于收起时且应急放下机构处于连接时的结构示意图。

图2为本发明所述的起落架收放装置处于放下时且应急放下机构处于连接时的结构示意图。

图3为本发明所述的起落架收放装置处于收起时且应急放下机构处于断开时的结构示意图。

图4为图3中区域A的放大结构示意图。

图5为本发明所述的起落架收放装置处于放下时且应急放下机构处于断开时的结构示意图。

图6为图5中区域B的放大结构示意图。

图7为图2所示结构对应的受力简图。

图中各标号的释义为：机轮1，起落架支柱2，第一连杆3，摆臂4，直线作动筒5，第一铰接座6，第二铰接座7，铰接部8，电机9，摇臂10，第二连杆11，插销12，耳座13，弹性件14。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二等类似用语只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

如图1-图2所示，本申请实施例所述的一种起落架收放装置安装于飞行器的下部，包括起落架支柱2、第一连杆3、摆臂4和直线作动筒5。

其中，所述起落架支柱2的一端用于安装机轮1，另一端用于与飞行器机身相铰接，可以在该端设置一个第一铰接座6以便于起落架支柱2与飞行器机身相铰接。

所述第一连杆3为短连杆，第一连杆3的一端与所述起落架支柱2靠近飞行器机身的一段相铰接，以图2所示结构为示意，所述起落架支柱2的上部具有一个铰接支座，该铰接支座和第一铰接座6间隔一定的距离，第一连杆3铰接于该铰接支座上。

第一连杆3的另一端与所述摆臂4的一端相铰接，所述摆臂4的另一端具有铰接部8以便于与飞行器机身相铰接。摆臂4实际上为长连杆。

所述直线作动筒5的一端与所述摆臂4靠近所述第一连杆3的一段相铰接，即所述直线作动筒5铰接于所述第一连杆3不靠近端部的位置。可以在直线作动筒5的另一端设置一个第二铰接座7用于与飞行器机身相铰接。

本申请实施例中，所述直线作动筒5可以为电动伸缩缸、气动伸缩缸或液压伸缩缸。如图1所示，由于第一铰接座6、第二铰接座7和铰接部8分别与飞行器机身三个不同的位置相铰接，在直线作动筒5缩短时，会带着起落架支柱2绕第一铰接座6旋转，同时第一连杆3和摆臂4在其铰接处相对弯折，最终将起落架支柱2收起。如图2所示，在在直线作动筒5伸长时，会带着起落架支柱2绕第一铰接座6反向旋转，同时第一连杆3和摆臂4在其铰接处相对展开，最终将起落架支柱2放下。起落架支柱2放下后的姿态主要由展开后的第一连杆3和摆臂4进行支撑，由于直线作动筒5未直接与起落架支柱2相连接，故起落架支柱2受到的冲击荷载对直线作动筒5的影响较小，从而提高了整个起落架收放装置的安全性能。进一步的，还可降低对直线作动筒5的强度要求，相同情况下可减少直线作动筒5的尺寸和重量，从而节省起落架收起后在飞行器内部占用的空间。同时，本申请实施例中，直线作动筒5与机身铰接的位置较现有技术沿机身高度向下移动，直线作动筒5与摆臂4铰接的位置较现有技术朝飞行器尾部方向移动，相较于传统直线作动筒直接与起落架相连接从而需要直线作动筒具有较长的行程才能完成起落架的收放，本申请实施例可以实现用较短的直线作动筒5行程实现起落架的收放。

如图7所示，一般而言，在所述起落架支柱2放下后，所述第一连杆3与所述摆臂4靠近所述直线作动筒5一侧所形成的夹角θ的取值范围为：90°＜θ≤180°。这样一来，在起落架支柱2完全放下后，起落架支柱2受到的冲击力的绝大部分会通过第一连杆3传导至摆臂4。

当第一连杆3与摆臂4之间的夹角θ=180°时，冲击力会通过第一连杆3完全传导至摆臂4，而不会传导至直线作动筒5。但此时，第一连杆3和摆臂4构成直线铰接结构，由于直线铰接结构为非稳定受力结构，因此在力的传导过程中，第一连杆3与摆臂4之间的夹角θ可能会出现大于180°的情况，也可会出现小于180°的情况。当夹角θ大于180°时，需要直线作动筒5对摆臂4提供支撑力，使夹角θ保持在180°状态，此时，直线作动筒5在整个传力过程中必须参与支撑，从而可能会有一小部分冲击力传导至直线作动筒5。

当第一连杆3与摆臂4之间的夹角θ始终保持在＜180°时，在传导冲击力时，第一连杆3与摆臂4之间的夹角θ只会进一步减小，从而完全避免将冲击力传导至直线作动筒5。此时，可以在第一连杆3和摆臂4的铰接端分别设置相应的限位台，以防止第一连杆3和摆臂4之间的夹角θ过度缩小到不利于支撑起落架支柱2的角度。此时，直线作动筒5无需对摆臂4提供支撑力，从而可降低对直线作动筒5的强度要求。

同时，为了避免起落架支柱2、第一连杆3、摆臂4和直线作动筒5之间因距离过近而发生干涉，故要求第一连杆3与摆臂4之间的夹角θ＞90°。即第一连杆3与摆臂4之间的夹角θ优选为钝角，才能较好地保证在起落架支柱2完全放下后，起落架支柱2受到的冲击力不会传导至直线作动筒5。

另外，完全展开后的第一连杆3和摆臂4还能够通过伸长的直线作动筒5进行锁定，从而进一步提高了整个起落架收放装置的安全性能。同时，直线作动筒5直接作用于摆臂4，摆臂4与直线作动筒5的运动方向接近，能够用于克服直线作动筒5自身转动的分力更大，因此收放作动力比传统更小。并且，直线作动筒5的作动力和作动行程相对起落架支柱2具有放大效果，有利于减小直线作动筒5的作动力和作动行程。

在一些实施方式中，为进一步提高整个起落架收放装置收起后所占用的空间，所述摆臂4远离所述第一连杆3的一端具有用于容纳机轮和靠近该机轮的一部分起落架支柱2的开口。这样，如图1所示，在起落架支柱2收起后，起落架支柱2的一部分以及机轮1都可以穿过摆臂4的开口，从而使得收起后的整个起落架收放装置在结构上更加紧凑。

在一些紧急情况下，例如在直线作动筒5出现故障无法伸长时，起落架支柱2需要应急放下，以保障飞行器能够安全降落。这时，如图1-图6所示，本申请实施例还可以包括应急放下机构。如图4和图6所示，所述应急放下机构可以包括耳座13、插销12和往复运动驱动机构。

其中，所述耳座13连接于所述摆臂4上，即连接于原直线作动筒5与摆臂4的铰接处。所述耳座13上具有供所述插销12穿过的通孔。

所述直线作动筒5远离飞行器机身的一端具有与所述耳座13配合使用的连接头，所述连接头上具有供所述插销12穿过的通孔。

所述插销12连接于所述往复运动驱动机构的活动端。所述往复运动驱动机构带动所述插销12在所述连接头和所述耳座13上对应的通孔内往复运动以使所述直线作动筒5和所述摆臂4相互连接或者相互分离。

所述往复运动驱动机构可以为电动伸缩缸、气动伸缩缸或液压伸缩缸。如图1和图2所示，当往复运动驱动机构伸长时，插销12插入耳座13和连接头的通孔中，此时应急放下机构处于连接状态，将直线作动筒5和摆臂4相互铰接。直线作动筒5正常工作，往复运动驱动机构不工作，起落架支柱2的收起和放下依然由直线作动筒5驱动。

当直线作动筒5出现故障无法伸长时，往复运动驱动机构缩短，插销12从耳座13和连接头的通孔中抽出，如图3-图6所示，此时应急放下机构处于断开状态，直线作动筒5和摆臂4分离，起落架支柱2可以在重力的作用下向下转动并完全放下，之后由随之展开的第一连杆3和摆臂4支撑起落架支柱2放下后的位置，以保障飞行器能够正常降落。

所述往复运动驱动机构选择为电动伸缩缸、气动伸缩缸或液压伸缩缸等直线作动机构，但直线作动机构需要较大的直线运动空间和安装空间，为进一步缩小整个起落架收放装置的结构并减轻重量，本申请实施例中的往复运动驱动机构还可以考虑采用以下这种结构：

所述往复运动驱动机构可以包括电机9、摇臂10和第二连杆11。

其中，所述摇臂10的一端与所述电机9的转轴相连接，另一端与所述第二连杆11的一端相铰接，所述第二连杆11的另一端与所述插销12的一端相铰接。所述电机9的转轴与所述插销12垂直设置，以使电机9转轴的转动能够通过第二连杆11转换成插销12的直线往复运动。电机9可以考虑直接固定安装到相邻的摆臂4上。这样，相对于直线运动式驱动插销12往复运动，将电机9的转动转换为插销12的直线往复运动能够减少一部分结构空间的占用，使整个起落架收放装置具备应急放下功能的同时结构更加紧凑。

所述摇臂10上可以开设多个连接通孔，所述第二连杆11与多个连接通孔中的任意一个相铰接，以便于调整第二连杆11与摇臂10之间的连接关系，从而调整插销12的伸缩距离，并且还能灵活调整电机9的输出力矩。

还可以在耳座13和连接头的通孔内设置滑套，以使插销12在通孔内的运动更加顺畅，脱出时更容易，使得所需要的脱出力更小，进而对例如直线作动机构或电机9的要求更低，安全性更高。

为了进一步保障起落架支柱2能够顺利放下，本申请实施例还可以包括弹性件14。所述弹性件14的一端连接于所述第一连杆3上远离端部的位置，另一端连接于所述摆臂4上远离端部的位置。当所述起落架支柱2处于收起时，所述弹性件14处于拉长状态。在起落架支柱2从放下转换到收起的过程中，弹性件14会拉长蓄能；在起落架支柱2从收起转换到放下的过程中，弹性件14提供的回弹力能够促使起落架支柱2更容易放下。无论直线作动筒5处于正常工作状态还是失效状态，弹性件14就能起到辅助起落架支柱2放下的作用。

为了便于弹性件14的连接，本申请实施例还可以包括第一连接座和第二连接座。所述第一连接座连接于所述第一连杆3上远离端部的位置，大约位于第一连杆3的中部。所述第二连接座连接于所述摆臂4上远离端部的位置，可以考虑位于靠近耳座13的位置，或者直接将第二连接座与耳座13设计为一体结构。所述第一连接座和所述第二连接座上均设有至少一个连接通孔，所述弹性件14的两端分别与所述第一连接座和所述第二连接座上的任意一个连接通孔相连接或相铰接，这样便能随意调整弹性件14的连接长度，从而调整弹性件14的回弹力，以保证能够促进起落架支柱2放下。

所述弹性件14可以根据需要设置若干个，弹性件14可以选用弹簧，也可以选用橡皮筋或松紧带等弹力绳。

本申请实施例还介绍了一种具有上述起落架收放装置的飞行器，这里的飞行器可以是有人驾驶飞机，也可以是无人机。其技术效果与前述相同，此处不再赘述。

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。

上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种起落架收放装置，安装于飞行器的下部，其特征在于：包括起落架支柱（2）、第一连杆（3）、摆臂（4）和直线作动筒（5）；其中，所述起落架支柱（2）的一端用于安装机轮，另一端用于与飞行器机身相铰接；所述第一连杆（3）的一端与所述起落架支柱（2）靠近飞行器机身的一段相铰接，另一端与所述摆臂（4）的一端相铰接，所述摆臂（4）的另一端用于与飞行器机身相铰接；所述直线作动筒（5）的一端与所述摆臂（4）靠近所述第一连杆（3）的一段相铰接，另一端用于与飞行器机身相铰接；所述直线作动筒（5）在伸长时能够带动所述起落架支柱（2）放下，所述直线作动筒（5）在缩短时能够带动所述起落架支柱（2）收起。

2.如权利要求1所述的一种起落架收放装置，其特征在于：所述摆臂（4）远离所述第一连杆（3）的一端具有用于容纳机轮和靠近该机轮的一部分起落架支柱（2）的开口。

3.如权利要求1所述的一种起落架收放装置，其特征在于：还包括耳座（13）、插销（12）和往复运动驱动机构；所述耳座（13）连接于所述摆臂（4）上，且所述耳座（13）上具有供所述插销（12）穿过的通孔；所述直线作动筒（5）远离飞行器机身的一端具有与所述耳座（13）配合使用的连接头，所述连接头上具有供所述插销（12）穿过的通孔；所述插销（12）连接于所述往复运动驱动机构的活动端；所述往复运动驱动机构带动所述插销（12）在所述连接头和所述耳座（13）上对应的通孔内往复运动以使所述直线作动筒（5）和所述摆臂（4）相互连接或者相互分离。

4.如权利要求3所述的一种起落架收放装置，其特征在于：所述往复运动驱动机构为电动伸缩缸、气动伸缩缸或液压伸缩缸。

5.如权利要求3所述的一种起落架收放装置，其特征在于：所述往复运动驱动机构包括电机（9）、摇臂（10）和第二连杆（11）；其中，所述电机（9）的转轴与所述插销（12）垂直设置；所述摇臂（10）的一端与所述电机（9）的转轴相连接，另一端与所述第二连杆（11）的一端相铰接，所述第二连杆（11）的另一端与所述插销（12）的一端相铰接。

6.如权利要求5所述的一种起落架收放装置，其特征在于：所述摇臂（10）上开设有多个连接通孔；所述第二连杆（11）与多个连接通孔中的任意一个相铰接。

7.如权利要求1所述的一种起落架收放装置，其特征在于：还包括弹性件（14）；所述弹性件（14）的一端连接于所述第一连杆（3）上远离端部的位置，另一端连接于所述摆臂（4）上远离端部的位置；当所述起落架支柱（2）处于收起时，所述弹性件（14）处于拉长状态。

8.如权利要求7所述的一种起落架收放装置，其特征在于：还包括第一连接座和第二连接座；所述第一连接座连接于所述第一连杆（3）上远离端部的位置；所述第二连接座连接于所述摆臂（4）上远离端部的位置；所述第一连接座和所述第二连接座上均设有至少一个连接通孔；所述弹性件（14）的两端分别与所述第一连接座和所述第二连接座上的任意一个连接通孔相连接或相铰接。

9.如权利要求1所述的一种起落架收放装置，其特征在于：在所述起落架支柱（2）放下后，所述第一连杆（3）与所述摆臂（4）靠近所述直线作动筒（5）一侧所形成的夹角θ的取值范围为：90°＜θ≤180°。

10.一种飞行器，其特征在于：所述飞行器具有如权利要求1-9中任一项所述的起落架收放装置。

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