CN207466961U - 球载临近空间太阳能无人机的折叠式起落架及其折叠结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种球载临近空间太阳能无人机的轻质折叠式起落架及其折叠结构，包括顶部和底部连接套筒、滑动套筒、支撑杆、连接弹簧、机轮连接套筒、机轮安装支架、机轮等零部件。在球载升空之前，通过调整滑动套筒的位置可以将起落架折叠到机身内，然后通过高强连接绳将机轮固定在机身内部。在着陆时用切割器将高强连接绳切断，使起落架在自身重力的作用下旋转到竖直方向。随后在连接弹簧及自身重力的作用下，滑动套筒会滑动到特定位置，此时起落架被锁死，可以进行着陆。本实用新型解决了太阳能无人机固定式起落架导致的阻力增加的问题，同时又相对于传统收放式起落架具有结构简单、制造成本低、重量轻、使用维护方便等优点。

Description

球载临近空间太阳能无人机的折叠式起落架及其折叠结构

技术领域

本发明涉及临近空间太阳能无人机技术领域，具体涉及一种球载临近空间太阳能无人机的轻质折叠式起落架及其折叠结构。

背景技术

临近空间太阳能无人机一般采用90％以上的复合材料以减轻结构重量，同时采用大展弦比机翼结构来增加太阳能电池板的铺设面积。目前由于能源系统的限制，临近空间太阳能无人机直接飞到临近空间的难度较大。可以采用将无人机球载升空到临近空间，然后自动投放转平飞的方式使无人机到达临近空间并自主飞行。

由于临近空间太阳能无人机一般采用分布式螺旋桨作为动力，而在临近空间区域内大气的密度极低，这导致螺旋桨的效率较低，所提供的推力有限，因此减小其飞行时的阻力十分重要。目前的临近空间太阳能无人机主要采用固定式起落架结构，该起落架结构会导致全机的阻力增加5％左右，这会对无人机的能源及动力系统造成较大的负担。而常规的可收放式起落架结构复杂、制造成本高、使用维护不便且会大大增加飞机的结构重量。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明提供一种球载升空的临近空间太阳能无人机的轻质折叠式起落架及其折叠结构，以期解决上述问题。

(二)技术方案

一种球载临近空间太阳能无人机起落架的折叠结构，所述折叠结构能够在锁定状态和折叠状态之间转换，包括折叠单元和滑动套筒；所述折叠单元包括第一连接结构以及与第一连接结构转动连接的第二连接结构，两者之间的转动连接部位为转动空间；滑动套筒套设在折叠单元外部，且能够沿折叠单元上下滑动；当处于锁定状态时，第一连接结构、第二连接结构与滑动套筒共轴，滑动套筒位于转动空间处，以限制第一连接结构和第二连接结构之间的相互转动；当处于折叠状态时，第一连接结构与第二连接结构形成一夹角，滑动套筒位于转动空间上方。

在本实用新型的一些示例性实施例中，还包括弹簧；所述第二连接结构的外表面设置有第一弹簧固定件；所述滑动套筒的外表面设置有第二弹簧固定件；所述弹簧连接在第一弹簧固定件和第二弹簧固定件之间，用于拉动滑动套筒向下滑动，当处于锁定状态时，弹簧处于拉伸状态，用于防止起落架触地瞬间滑动套筒向上弹起造成锁定失效。

在本实用新型的一些示例性实施例中，还包括支撑结构和弹簧；所述支撑结构连接第二连接结构，支撑结构的外表面设置有第一弹簧固定件；所述滑动套筒的外表面设置有第二弹簧固定件；所述弹簧连接在第一弹簧固定件和第二弹簧固定件之间，用于拉动滑动套筒向下滑动；当处于锁定状态时，弹簧处于拉伸状态，用于防止起落架触地瞬间滑动套筒向上弹起造成锁定失效。

在本实用新型的一些示例性实施例中，所述第二连接结构外表面设置有限位凸台，用于限制滑动套筒向下滑动，当折叠结构处于锁定状态时，滑动套筒抵靠在限位凸台上。

在本实用新型的一些示例性实施例中，所述第一连接结构包括第一套筒，所述第一套筒一端设置有第一转动连接件，另一端与无人机机身固定连接；所述第二连接结构包括第二套筒，所述第二套筒一端设置有第二转动连接件；所述第一转动连接件和第二转动连接件铰接。

在本实用新型的一些示例性实施例中，所述支撑结构外表面设置有卡环，第一弹簧固定件设置在卡环上；所述第一弹簧固定件和第二弹簧固定件的数量为二，所述第一弹簧固定件和第二弹簧固定件两两相对设置。

一种球载临近空间太阳能无人机的轻质折叠式起落架，所述折叠式起落架能够在锁定状态和折叠状态之间转换，包括上述的折叠结构；还包括机轮结构，与所述第二连接结构固定连接。

在本实用新型的一些示例性实施例中，所述机轮结构包括机轮、机轮安装支架和机轮连接套筒；所述机轮连接机轮安装支架；所述机轮连接套筒一端连接机轮安装支架，另一端通过支撑结构连接第二连接结构；所述机轮连接套筒外表面设置有接口，接口连接有连接绳，用于将机轮结构与所述无人机机身连接；所述连接绳上设置有切割器，用于割断连接绳。

在本实用新型的一些示例性实施例中，当所述折叠式起落架处于折叠状态时，所述折叠结构处于折叠状态，且机轮结构通过连接绳与无人机机身连接；当所述折叠式起落架处于锁定状态时，所述折叠结构处于锁定状态，所述机轮结构下落至竖直方向。

在本实用新型的一些示例性实施例中，所述机轮连接套筒、支撑结构、第一连接结构、第二连接结构和滑动套筒均采用薄壁结构；所述支撑杆采用全碳纤维复合材料；所述机轮安装支架挖设减重孔。

(三)有益效果

本实用新型解决了太阳能无人机固定式起落架导致的阻力增加的问题，同时又相对于传统收放式起落架具有结构简单、制造成本低、重量轻、使用维护方便等优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例的折叠结构处于折叠状态的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的折叠结构处于锁定状态的结构示意图。

图3是本实用新型实施例的滑动套筒结构示意图。

图4是本实用新型实施例的底部连接结构的结构示意图。

图5是本实用新型实施例的顶部连接结构的结构示意图。

图6是本实用新型实施例的球载临近空间太阳能无人机起落架处于折叠状态的结构示意图。

图7是本实用新型实施例的球载临近空间太阳能无人机起落架处于锁定状态的结构示意图。

图8是本实用新型实施例的轮机连接套筒的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型一实施例提供一种球载临近空间太阳能无人机起落架的折叠结构，折叠结构能够在锁定状态和折叠状态之间转换，如图1为折叠结构处于折叠状态的结构示意图，图2为折叠结构处于锁定状态的结构示意图，如图1和图2所示，折叠结构包括折叠单元和滑动套筒12。

折叠单元包括顶部连接结构11(第一连接结构)以及与顶部连接结构11转动连接的底部连接结构15(第二连接结构)，两者之间的连接部分为转动空间，滑动套筒12套设在折叠单元外部，且能够沿折叠单元上下滑动。

当折叠结构处于折叠状态时，如图1所示，顶部连接结构11与底部连接结构15形成一夹角，滑动套筒12位于转动空间上方；当折叠结构处于锁定状态时，如图2所示，顶部连接结构11、底部连接结构15与滑动套筒12共轴，滑动套筒12位于转动空间处，套在转动空间外部，以限制顶部连接结构11和底部连接结构15之间的相互转动。

在一些实施例中，折叠结构还包括支撑杆17(支撑结构)和弹簧14，支撑杆17连接底部连接结构15，支撑杆17的外表面设置有卡环16，滑动套筒12与卡环16通过弹簧14进行连接，卡环两侧设置有两个卡环耳片(第一弹簧固定件)。如图3所示为滑动套筒结构示意图，滑动套筒12外表面两侧设置有两个滑动套筒耳片(第二弹簧固定件)，两根弹簧连接分别在两个卡环耳片和两个滑动套筒耳片之间，用于拉动滑动套筒向下滑动。当折叠结构处于锁定状态时，弹簧拉力较大，处于拉伸状态，用于防止起落架触地瞬间滑动套筒向上弹起造成锁定失效。折叠结构处于折叠状态时，弹簧的拉力较小。

在一些实施例中，卡环和第一弹簧固定件也可设置在第二连接结构15的外表面。

底部连接结构15如图4所示，包括圆形套筒部分，套筒一端与支撑杆17连接，另一端设置有第二转动连接件，在底部连接套筒15的圆形套筒外表面还设置有环形限位凸台。

顶部连接套筒11如图5所示，包括圆形套筒部分，套筒一端设置有第一转动连接件，另一端与无人机机身加强框上的预留接口通过螺钉进行固定进行连接。

顶部连接套筒11与底部连接套筒15以可相互转动的方式进行连接，本实施中是通过销钉13将第一转动连接件与第二转动连接件进行铰接，销钉13作为起落架折叠时的转轴，底部连接套筒15能够以销钉13为中心相对于顶部连接套筒11进行旋转，在本实施例中，底部连接套筒15的旋转范围仅限于顶部连接套筒11的一侧，第二转动连接件顶部设置有平端面，用于限制底部连接套筒15朝另一侧旋转。顶部连接套筒11和底部连接套筒15组成折叠单元，两者之间的连接部分(第一转动连接件、第二转动连接件和销钉13)组成转动空间。

滑动套筒12套设在折叠单元外部，且可在折叠单元的特定上下区域内滑动，滑动套筒12起到锁死折叠结构的作用。其中底部连接套筒15外表面设置的环形限位凸台用于限制滑动套筒12向下滑动。滑动套筒向下可滑动至底部连接套筒15的环形限位凸台处，此时转动空间位于滑动套筒12内部，以限制顶部连接套筒11和底部连接套筒15的相对转动；滑动套筒向上可滑动至转动空间上方，套在顶部连接结构11的外侧，露出转动空间，使底部连接套筒15可相对于顶部连接套筒11进行转动。

本实用新型另一实施例提供一种球载临近空间太阳能无人机的轻质折叠式起落架结构，折叠式起落架结构主要有两种状态，折叠状态和锁定状态，并且能够在两种状态之间转换，该起落架结构设置球载临近空间在太阳能无人机的机身下方，在太阳能无人机升空时，起落架结构处于折叠状态，在太阳能无人机着陆时，起落架结构处于锁定状态，如图6为本实用新型实施例的球载临近空间太阳能无人机的轻质折叠式起落架折叠状态的结构示意图，如图7为本实用新型实施例的起落架的锁定状态的结构示意图，球载临近空间太阳能无人机的轻质折叠式起落架结构包括机轮结构以及上述的折叠结构，具体包括：顶部连接结构21、底部连接结构25、滑动套筒22、支撑杆27、卡环26、连接弹簧24、机轮结构、高强连接绳212和切割器211；

支撑杆27一端连接机轮结构，另一端连接底部连接结构25，支撑杆27外表面环设有卡环26，卡环26通过胶接的方式固定在支撑杆上。机轮结构包括机轮210、机轮安装支架29和机轮连接套筒28，机轮210与机轮安装支架29连接，机轮安装支架29与机轮连接套筒28连接，机轮连接套筒28的结构如图8所示，包括圆形套筒，套筒一端与支撑杆27连接，另一端设置有连接板，连接板与机轮安装支架29通过螺栓进行固定连接，在套筒外表面还设置有耳片接口，在球载升空之前，通过高强连接绳212将机轮连接套筒28与无人机机身内预留接口进行连接固定，高强连接绳12一端连接耳片接口，一端连接无人机机身，高强连接绳212上还设置有切割器211，用于割断高强连接绳212。支撑杆27与底部连接结构21、卡环26、轮机连接套筒28之间通过胶接的方式固定连接成一个整体以便于安装及更换。支撑杆7支撑杆采用薄壁圆管结构，采用全碳纤维复合材料进行加工成型。

顶部连接结构与无人机机身加强框上的预留接口通过螺钉进行固定进行连接。

顶部连接结构21与底部连接结构25以可相互转动的方式进行连接，本实施中是通过销钉23进行连接，销钉23充当起落架折叠时的转轴，底部连接结构25能够以销钉23为中心相对于顶部连接结构21进行旋转，从而带动支撑杆和机轮结构同时进行旋转。

起落架处于锁定状态时，如图7所示，折叠结构也处于锁定状态，滑动套筒22与顶部连接结构21和底部连接结构25共轴，滑动套筒下滑至环形限位凸台处，连接弹簧24的拉力较大，处于拉伸状态，从而防止起落架触地瞬间滑动套筒22向上弹起而造成其锁死失效。机轮结构下落至竖直方向。

起落架处于折叠状态时，如图6所示，折叠结构也处于折叠状态，滑动套筒上滑至折叠空间上方，底部连接结构25与顶部连接结构21的轴线形成一夹角，连接弹簧24的拉力较小。机轮结构通过连接绳与无人机机身连接。

在球载升空之前，把滑动套筒22沿着顶部连接结构21向上滑动而留出折叠空间以后，可以将起落架折叠到机身内；折叠起落架后可以通过高强连接绳212将机轮连接套筒28的预留耳片接口与无人机机身预留接口进行连接固定。

在太阳能无人机着陆之前打开舱门，然后对切割器211通电从而将高强连接绳212切断，使起落架机轮在自身重力作用下进行释放下落直至旋转到竖直方向。

当起落架旋转到竖直方向以后，底部连接结构25一端的第一转动连接件顶部设置的平端面用于对起落架进行限位，防止其进一步旋转，起落架的支撑杆27与顶部连接结构21的轴线在一条直线上，滑动套筒22会在其自身重力以及连接弹簧24的作用下向下滑动，当其滑动到底部结构25的限位凸台位置处时将停止滑动，此时起落架处于锁定状态，可以进行着陆。

本实用新型采用全碳纤维复合材料薄壁结构支撑杆作为起落架的主承力结构，其余的连接件也都采用薄壁结构，在满足强度要求的条件下，使起落架的结构重量降低了50％以上。

本实用新型的机轮安装支架在满足强度要求的条件下采用挖减重孔的方式进行减重。

有上述实施例可知，本实用新型解决了太阳能无人机固定式起落架导致的阻力增加的问题，同时又相对于传统收放式起落架具有结构简单、制造成本低、重量轻、使用维护方便等优点。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本实用新型的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本实用新型的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本实用新型实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

类似地，应当理解，为了精简本实用新型并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该实用新型的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面实用新型的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种球载临近空间太阳能无人机起落架的折叠结构，所述折叠结构能够在锁定状态和折叠状态之间转换，包括折叠单元和滑动套筒；

所述折叠单元包括第一连接结构以及与第一连接结构转动连接的第二连接结构，两者之间的转动连接部位为转动空间；

滑动套筒套设在折叠单元外部，且能够沿折叠单元上下滑动；

当处于锁定状态时，第一连接结构、第二连接结构与滑动套筒共轴，滑动套筒位于转动空间处，以限制第一连接结构和第二连接结构之间的相互转动；

当处于折叠状态时，第一连接结构与第二连接结构形成一夹角，滑动套筒位于转动空间上方。

2.如权利要求1所述的折叠结构，其中，还包括弹簧；

所述第二连接结构的外表面设置有第一弹簧固定件；

所述滑动套筒的外表面设置有第二弹簧固定件；

所述弹簧连接在第一弹簧固定件和第二弹簧固定件之间，用于拉动滑动套筒向下滑动，当处于锁定状态时，弹簧处于拉伸状态，用于防止起落架触地瞬间滑动套筒向上弹起造成锁定失效。

3.如权利要求1所述的折叠结构，其中，还包括支撑结构和弹簧；

所述支撑结构连接第二连接结构，支撑结构的外表面设置有第一弹簧固定件；

所述滑动套筒的外表面设置有第二弹簧固定件；

所述弹簧连接在第一弹簧固定件和第二弹簧固定件之间，用于拉动滑动套筒向下滑动；

当处于锁定状态时，弹簧处于拉伸状态，用于防止起落架触地瞬间滑动套筒向上弹起造成锁定失效。

4.如权利要求1至3中任一项所述的折叠结构，其中，所述第二连接结构外表面设置有限位凸台，用于限制滑动套筒向下滑动，当折叠结构处于锁定状态时，滑动套筒抵靠在限位凸台上。

5.如权利要求1至3中任一项所述的折叠结构，其中，

所述第一连接结构包括第一套筒，所述第一套筒一端设置有第一转动连接件，另一端与无人机机身固定连接；

所述第二连接结构包括第二套筒，所述第二套筒一端设置有第二转动连接件；

所述第一转动连接件和第二转动连接件铰接。

6.如权利要求3所述的折叠结构，其中，

所述支撑结构外表面设置有卡环，第一弹簧固定件设置在卡环上；

所述第一弹簧固定件和第二弹簧固定件的数量为二，所述第一弹簧固定件和第二弹簧固定件两两相对设置。

7.一种球载临近空间太阳能无人机的折叠式起落架，所述折叠式起落架能够在锁定状态和折叠状态之间转换，包括如权利要求1-6中任一项所述的折叠结构；

还包括机轮结构，与所述第二连接结构固定连接。

8.如权利要求7所述的折叠式起落架，其中，所述机轮结构包括机轮、机轮安装支架和机轮连接套筒；

所述机轮连接机轮安装支架；

所述机轮连接套筒一端连接机轮安装支架，另一端通过支撑结构连接第二连接结构；

所述机轮连接套筒外表面设置有接口，接口连接有连接绳，用于将机轮结构与所述无人机机身连接；

所述连接绳上设置有切割器，用于割断连接绳。

9.如权利要求7或8所述的折叠式起落架，其中，

当所述折叠式起落架处于折叠状态时，所述折叠结构处于折叠状态，且机轮结构通过连接绳与无人机机身连接；

当所述折叠式起落架处于锁定状态时，所述折叠结构处于锁定状态，所述机轮结构下落至竖直方向。

10.如权利要求7或8所述的折叠式起落架，其中，

所述机轮连接套筒、支撑结构、第一连接结构、第二连接结构和滑动套筒均采用薄壁结构；

所述支撑杆采用全碳纤维复合材料；

所述机轮安装支架挖设减重孔。