CN117682136A - 一种用于临近空间太阳能无人机的起落架及无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于临近空间太阳能无人机的起落架及无人机，涉及无人机技术领域，包括：缓冲支撑结构，缓冲支撑结构包括筒体，筒体内滑动设置有多个隔板，相邻隔板之间形成填充空间，填充空间内填充有压溃式吸能材料，筒体内部下端滑动设置有活塞，活塞的下侧设置有向下延伸至筒体外部的连接杆；第一连接部件和第二连接部件，第一连接部件和第二连接部件分别设置在缓冲支撑结构的上端和下端，且二者分别用于与无人机连接和与机轮连接；解决现有技术中临近空间太阳能无人机不适合采用油气混合缓冲器，并且利用弹性材料吸能的方式会造成无人机弹跳现象的问题。
Description
技术领域
本发明属于无人机技术领域，更具体地，涉及一种用于临近空间太阳能无人机的起落架及无人机。
背景技术
临近空间太阳能无人机具备飞行高度高、超长航时的特点。在传统飞机上的起落架多利用油气混合的缓冲器以获得优异的着陆性能，但是这种缓冲器并不适用于临近空间太阳能无人机的应用环境，并且这种缓冲器存在加工难度高、成本高、密封要求严格，维护频率高的特点，所以临近空间太阳能无人机很少使用传统的油气缓冲器。
目前应用的临近空间太阳能无人机起落架已经实现利用复合材料与金属的弹性变形来吸收和储存无人机降落着陆时产生的冲击能量，但是弹性材料将能量吸收储存后，只有一小部分会通过热能耗散，剩余大部分能量会马上释放出来以恢复其起落架原外形状态，从而导致无人机在着陆过程中因为能量耗散过慢而反复弹起。因此，如何将着陆时产生的冲击能量在短时间内迅速耗散，并且减少无人机弹跳现象将成为太阳能无人机着陆时的关键技术。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种用于临近空间太阳能无人机的起落架，解决现有技术中临近空间太阳能无人机不适合采用油气混合缓冲器，并且利用弹性材料吸能的方式会造成无人机弹跳现象的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于临近空间太阳能无人机的起落架，包括：
缓冲支撑结构，所述缓冲支撑结构包括筒体，所述筒体内滑动设置有多个隔板，相邻所述隔板之间形成填充空间，所述填充空间内填充有压溃式吸能材料，所述筒体内部下端滑动设置有活塞，所述活塞的下侧设置有向下延伸至所述筒体外部的连接杆；
第一连接部件和第二连接部件，所述第一连接部件和所述第二连接部件分别设置在所述缓冲支撑结构的上端和下端，且二者分别用于与无人机连接和与机轮连接。
可选地，所述压溃式吸能材料为泡沫铝材料。
可选地，由下至上多个所述填充空间中填充的所述泡沫铝材料的孔隙率依次减小。
可选地，所述隔板上开设有多个减重孔。
可选地，所述筒体的中部设置有第三连接部件，所述第三连接部件用于与无人机的起落架作动机构连接。
可选地，所述第一连接部件包括连接筒和两个连接臂，两个所述连接臂相对连接在所述连接筒的两侧，形成U形结构，所述连接筒套接在所述筒体的上端，并通过紧定螺钉紧固，两个所述连接臂用于连接无人机的机体。
可选地，所述第二连接部件为轮叉组件，所述轮叉组件的上端设置有连接孔，所述连接杆穿设在所述连接孔内并与所述轮叉组件连接，所述轮叉组件的下端设置有轮轴，所述机轮安装在所述轮轴的外侧。
可选地，多个所述填充空间中处于所述筒体下端的部分所述填充空间内设置有弹性部件。
可选地，还包括扭力臂组件，所述扭力臂组件的两端分别与所述缓冲支撑结构和所述第二连接部件连接。
本发明还提供一种无人机，包括无人机本体和上述的用于临近空间太阳能无人机的起落架。
本发明提供一种用于临近空间太阳能无人机的起落架及无人机，其有益效果在于：该用于临近空间太阳能无人机的起落架具有缓冲支撑结构，通过缓冲支撑结构缓冲无人机在着陆时机轮与无人机之间的冲击能量，缓冲支撑结构具有筒体，在筒体内的相邻的隔板之间填充有压溃式吸能材料，无人机着陆过程中，机轮处的冲击能量通过第二连接部件、连接杆和活塞依次传递，通过压溃式吸能材料进行压溃式吸能，通过快速损耗冲击能量来减少无人机降落时弹跳现象的产生；同时，该用于临近空间太阳能无人机的起落架具备结构简单，加工难度低，适应性好，长时间免维护的优点。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种用于临近空间太阳能无人机的起落架的三维结构示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种用于临近空间太阳能无人机的起落架的缓冲支撑结构的内部示意图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的一种用于临近空间太阳能无人机的起落架的筒体的连接结构示意图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的一种用于临近空间太阳能无人机的起落架的泡沫铝材料的结构示意图。
图5示出了根据本发明的一个实施例的一种用于临近空间太阳能无人机的起落架的隔板的结构示意图。
图6示出了根据本发明的一个实施例的一种用于临近空间太阳能无人机的起落架的弹性部件的结构示意图。
图7示出了根据本发明的一个实施例的一种用于临近空间太阳能无人机的起落架的活塞和连接杆的结构示意图。
图8示出了根据本发明的一个实施例的一种用于临近空间太阳能无人机的起落架的扭力臂组件的结构示意图。
图9示出了根据本发明的一个实施例的一种用于临近空间太阳能无人机的起落架的第二连接部件的结构示意图。
附图标记说明：
1、筒体；2、隔板；3、泡沫铝材料；4、活塞；5、连接杆；6、第一连接部件；7、第二连接部件；8、机轮；9、减重孔；10、第三连接部件；11、弹性部件；12、扭力臂组件。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
如图1至图9所示，本发明提供一种用于临近空间太阳能无人机的起落架，包括：
缓冲支撑结构，缓冲支撑结构包括筒体1，筒体1内滑动设置有多个隔板2，相邻隔板2之间形成填充空间，填充空间内填充有压溃式吸能材料，筒体1内部下端滑动设置有活塞4，活塞4的下侧设置有向下延伸至筒体1外部的连接杆5；
第一连接部件6和第二连接部件7，第一连接部件6和第二连接部件7分别设置在缓冲支撑结构的上端和下端，且二者分别用于与无人机连接和与机轮8连接。
具体的，为解决现有技术中临近空间太阳能无人机不适合采用油气混合缓冲器，并且利用弹性材料吸能的方式会造成无人机弹跳现象的问题；本发明提供的用于临近空间太阳能无人机的起落架具有缓冲支撑结构，通过缓冲支撑结构缓冲无人机在着陆时机轮8与无人机之间的冲击能量，缓冲支撑结构具有筒体1，在筒体1内的相邻的隔板2之间填充有压溃式吸能材料，无人机着陆过程中，机轮8处的冲击能量通过第二连接部件7、连接杆5和活塞4依次传递，通过压溃式吸能材料进行压溃式吸能，通过快速损耗冲击能量来减少无人机降落时弹跳现象的产生；同时，该用于临近空间太阳能无人机的起落架具备结构简单，加工难度低，适应性好，长时间免维护的优点。
进一步的，隔板2在筒体1内可以自由摩擦滑动，二者具备一定接触面积，可以在着陆过程中将冲击能量转化为摩擦热能并耗散。
可选地，压溃式吸能材料为泡沫铝材料3。
具体的，采用固体的泡沫铝材料3作为缓冲介质，无人机着陆时通过压缩活塞4，将冲击能量传递给缓冲支撑结构内部的泡沫铝材料3，通过其形变吸收冲击能量，通过材料的塑性变形失效从而快速损耗冲击能量，减少降落时弹跳现象的产生，使太阳能无人机拥有良好的着陆性能表现。
可选地，由下至上多个填充空间中填充的泡沫铝材料3的孔隙率依次减小。
具体的，多种不同孔隙率的泡沫铝材料3分别能够吸收不同下沉速度时产生的冲击能量，最上端的填充空间内的泡沫铝材料3的孔隙率最小，即材料的塑性变形失效强度越高，材料的孔隙率依次减小，即最下面的材料孔隙率最大，变形最容易。
可选地，隔板2上开设有多个减重孔9。
具体的，减重孔9的设置能够降低该用于临近空间太阳能无人机的起落架整体的重量，起到轻量化的效果。
可选地，筒体1的中部设置有第三连接部件10，第三连接部件10用于与无人机的起落架作动机构连接。
具体的，第三连接部件10可以通过环形部套设在筒体1的中部外侧，并可以通过紧定螺钉实现与筒体1的固定连接，环形部的一侧设置连接耳，通过连接耳与无人机的起落架作动机构连接，以便实现起落架的收起和放下。
可选地，第一连接部件6包括连接筒和两个连接臂，两个连接臂相对连接在连接筒的两侧，形成U形结构，连接筒套接在筒体1的上端，并通过紧定螺钉紧固，两个连接臂用于连接无人机的机体。
具体的，两个连接臂通过连接部件实现与无人机的机体的转动连接。
可选地，第二连接部件7为轮叉组件，轮叉组件的上端设置有连接孔，连接杆5穿设在连接孔内并与轮叉组件连接，轮叉组件的下端设置有轮轴，机轮8安装在轮轴的外侧。
具体的，轮叉组件用于安装机轮8，机轮8包括轮体和设置在轮体外周的轮胎。
可选地，多个填充空间中处于筒体1下端的部分填充空间内设置有弹性部件11。
具体的，弹性部件11可以为压缩弹簧，弹性部件11的设置能够在处于下端的泡沫铝材料3受到冲击被压溃时通过其弹性变形产生的轴向力保持起落架具有一定的高度。
在本实施例中，四个隔板2将筒体1内分隔成五个填充空间，下端的两个压缩空间内设置有压缩弹簧，在最下面的两个填充空间内，压缩弹簧套装在泡沫铝材料3外侧，当下端的泡沫铝材料3在受到冲击压溃时，压缩弹簧能够通过弹性变形产生的轴向力保持起落架的一定高度。
可选地，还包括扭力臂组件12，扭力臂组件12的两端分别与缓冲支撑结构和第二连接部件7连接。
具体的，扭力臂组件12用于限制缓冲支支撑结构和轮叉组件的相对轴向转动，扭力臂组件12包括上扭力臂和下扭力臂，在无人机滑跑和飞行时，二者通过销轴连接；在牵引时，二者断开，机轮8可自由转向。
在本实施例中，轮叉组件的上端前侧设置有牵引连接件，用于与牵引设备连接，以便进行无人机的牵引。
本发明还提供一种无人机，包括无人机本体和上述的用于临近空间太阳能无人机的起落架。
具体的，该无人机具有述的用于临近空间太阳能无人机的起落架，无人机在滑跑着陆的过程中，起落架起着至关重要的作用，着陆冲击能量产生时，冲击载荷由地面传递给轮胎，再通过轮叉组件、连接杆5和活塞4传递给缓冲支撑结构，缓冲支撑结构内的泡沫铝材料3在收到载荷冲击时，会通过自身变形将冲击能量吸收，其中孔隙率较大的泡沫铝材料3首先产生变形，最先达到压溃状态，孔隙率较小的泡沫铝材料3其材料强度较高，只有当载荷超过常规范围时，会最后变形至塑性失效以实现吸能；为了使五个填充空间内的泡沫铝材料3在发生形变时各自所在空间互不影响，使用四个隔板2将其隔开，隔板2可以在筒体1内部轴向自由摩擦滑动，二者具备一定接触面积，可以在着陆过程中将冲击能量转化为摩擦热能并耗散；在最下端的两个填充空间内泡沫铝材料3的外侧套装有压缩弹簧，压缩弹簧能够在着陆完成时撑开隔板2，以保持起落架一定高度。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (9)
1.一种用于临近空间太阳能无人机的起落架，其特征在于，包括：
缓冲支撑结构，所述缓冲支撑结构包括筒体，所述筒体内滑动设置有多个隔板，相邻所述隔板之间形成填充空间，所述填充空间内填充有压溃式吸能材料，所述筒体内部下端滑动设置有活塞，所述活塞的下侧设置有向下延伸至所述筒体外部的连接杆；
第一连接部件和第二连接部件，所述第一连接部件和所述第二连接部件分别设置在所述缓冲支撑结构的上端和下端，且二者分别用于与无人机连接和与机轮连接。
2.根据权利要求1所述的用于临近空间太阳能无人机的起落架，其特征在于，所述压溃式吸能材料为泡沫铝材料。
3.根据权利要求2所述的用于临近空间太阳能无人机的起落架，其特征在于，由下至上多个所述填充空间中填充的所述泡沫铝材料的孔隙率依次减小。
4.根据权利要求1所述的用于临近空间太阳能无人机的起落架，其特征在于，所述隔板上开设有多个减重孔。
5.根据权利要求1所述的用于临近空间太阳能无人机的起落架，其特征在于，所述第一连接部件包括连接筒和两个连接臂，两个所述连接臂相对连接在所述连接筒的两侧，形成U形结构，所述连接筒套接在所述筒体的上端，并通过紧定螺钉紧固，两个所述连接臂用于连接无人机的机体。
6.根据权利要求1所述的用于临近空间太阳能无人机的起落架，其特征在于，所述第二连接部件为轮叉组件，所述轮叉组件的上端设置有连接孔，所述连接杆穿设在所述连接孔内并与所述轮叉组件连接，所述轮叉组件的下端设置有轮轴，所述机轮安装在所述轮轴的外侧。
7.根据权利要求1所述的用于临近空间太阳能无人机的起落架，其特征在于，多个所述填充空间中处于所述筒体下端的部分所述填充空间内设置有弹性部件。
8.根据权利要求1所述的用于临近空间太阳能无人机的起落架，其特征在于，还包括扭力臂组件，所述扭力臂组件的两端分别与所述缓冲支撑结构和所述第二连接部件连接。
9.一种无人机，其特征在于，包括无人机本体和根据权利要求1-8任一项所述的用于临近空间太阳能无人机的起落架。
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