CN105480410B - 一种用于小型无人飞行器的起降装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于小型无人飞行器的起降装置，包括外侧板(1)、内侧板(2)、后轮(6)、前轮(5)、前轮转向舵机(12)以及轮轴轮叉组件。后轮作为承重轮，在降落瞬间所受到的冲击先后通过起落架双侧板、立尾连接件传导至机身主结构，有较好的减震效果；外侧板与内侧板间各附件在提供对双侧板的支承力的同时也作为了舵机及前轮的连接件，提高了对结构部件的有效利用，减少了额外的连接件的使用，也有减重的作用，同时在侧板后部强度富余部分打上了减轻孔，有效的降低了结构重量；而轮轴轮叉组件的设计方式具有更好的强度和更好的工艺性，并且大大节省连接件的数量，减少了起降轮叉组件的重量。

Description

一种用于小型无人飞行器的起降装置
技术领域
本发明涉及小型无人飞行器起落架结构设计领域，具体为一种用于小型无人飞行器的起降装置。
背景技术
在无人机的设计过程中，针对起落架，一方面要求其结构重量轻，具体表现在结构设计巧妙、布局合理，材料选择适宜，另一方面还要能承担飞行器降落时所带来的巨大冲击，具体表现在起落架整体结构及轮叉与轮轴配合处能够承受飞行器降落时与地面的冲击载荷。要做到满足无人机对起落架的功能需求和苛刻的重量设计指标，在起落转置的整体设计过程中，要在确保起落架强度和刚度的前提下，力求做到起落架的结构简单，性能完善，并且达到最轻的结构重量。
在某新型无人机的设计过程中，由于该型无人机采用了机身下方带有双立尾，起落架通过立尾连接至机身的结构形式，因此常规的起落架结构形式无法满足设计需求，需要设计一种新型的起落架机构。在这种起落架机构中，为了满足重量指标，起落架主体部件及轮叉组件中轮叉所采用的材料均为重量较轻的硬铝，而轮轴由于需要承受巨大的冲击载荷，需采用刚性与强度好的45号钢。
针对轮叉和轮轴的连接，传统的设计由于附加的连接件过多，大大增加了轮叉组件的重量。为了减轻重量，在一些设计中将轮叉与轮轴连为一体，从而控制起落架前轮的转动。但由于这里轮叉和轮轴是不同材料，无法通过焊接成为一体，所以必须采用附加的连接件使其固定连接。
发明内容
为了满足起落架功能全面，轻质量高强度的设计要求，克服轮叉与轮轴高强度连接与组件重量轻的矛盾，本发明提出了一种用于小型无人飞行器的起降装置，组件重量轻并且具有良好的承受冲击载荷能力。
本发明的技术方案为：
所述一种用于小型无人飞行器的起降装置，其特征在于：包括外侧板(1)、内侧板(2)、后轮(6)、前轮(5)、前轮转向舵机(12)以及轮轴轮叉组件；
外侧板(1)、内侧板(2)平行布置，外侧板(1)与内侧板(2)之间通过侧板附件(15)、前轮连接件(7)以及舵机附件连接，形成起降装置的主体支撑结构；所述主体支撑结构上固定有立尾连接件，用于与小型无人飞行器机身下方立尾连接；
主体支撑结构中部通过后轮轴与后轮(6)直接连接；
主体支撑结构的前部舵机附件(10)上固定安装前轮转向舵机(12)，前轮转向舵机(12)的舵机连杆(13)通过曲臂与轮轴轮叉组件中的轮轴(4)端部连接，前轮转向舵机(12)通过舵机连杆(13)和曲臂带动轮轴(4)转动；
轮轴(4)穿过前轮连接件(7)与轮轴轮叉组件的轮叉(3)配合；轮轴(4)与轮叉(3)配合的端部设计有圆盘，圆盘面上设计有非圆形凸台，并在凸台端面上开有螺纹孔；轮叉(3)与轮轴(4)配合的连接面上开有与非圆形凸台大小、形状相同的通孔；轮轴(4)与轮叉(3)配合时，非圆形凸台***所述通孔中，并在所述螺纹孔内安装有带垫片的螺钉(16)，将轮轴(4)与轮叉(3)紧固；轮叉(3)通过前轮轴与前轮(5)连接；
主体支撑结构的后部舵机附件(11)上固定安装方向舵舵机(14)；方向舵舵机(14)控制小型无人飞行器机身下方立尾上的方向舵。
进一步的优选方案，所述一种用于小型无人飞行器的起降装置，其特征在于：外侧板(1)以及内侧板(2)后部的强度富余位置开有多个圆形减轻孔。
有益效果
本发明的起降装置具有以下优点：
1、在运动方面，可在起飞与降落的滑行过程中提高对飞行器的滑行轨迹与横向稳定性的控制；
2、在减震方面，作为承重轮的后轮在降落瞬间所受到的冲击先后通过起落架双侧板、立尾连接件传导至机身主结构，有较好的减震效果；
3、在结构方面，起落架侧板间各附件在提供对双侧板的支承力的同时也作为了舵机及前轮的连接件，提高了对结构部件的有效利用，减少了额外的连接件的使用，也有减重的作用，同时在侧板后部强度富余部分打上了减轻孔，有效的降低了结构重量；
4、在制造方面，其结构简单，材料普通，部件外形简洁，易于加工，同时装配起来方便快捷，易于维修与更换。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1：是本发明起落架总体结构图；
图2：是本发明组件的结构图；
图3：是本发明连轴视图；
图4：是本发明轮叉视图；
其中：1、外侧板；2、内侧板；3、轮叉；4、轮轴；5、前轮；6、后轮；7、前轮连接件；8、前立尾连接件；9、后立尾连接件；10、前部舵机附件；11、后部舵机附件；12、前轮转向舵机；13、舵机连杆；14、方向舵舵机；15、侧板附件；16、螺钉。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。
本发明是针对机身下方带有双立尾的新型小型无人飞行器而设计的起落装置，如图1所示，本实施例中的起降装置包括外侧板(1)、内侧板(2)、后轮(6)、前轮(5)、前轮转向舵机(12)以及轮轴轮叉组件。
外侧板(1)、内侧板(2)平行布置，外侧板(1)与内侧板(2)之间通过侧板附件(15)、前轮连接件(7)、前部舵机附件(10)以及后部舵机附件(11)连接支撑，形成起降装置的主体支撑结构；所述主体支撑结构上固定有前立尾连接件(8)和后立尾连接件(9)，用于与小型无人飞行器机身下方立尾连接，以支承机身。
主体支撑结构中部通过后轮轴与后轮(6)直接连接，后轮(6)为主承重轮。
主体支撑结构的前部舵机附件(10)上固定安装前轮转向舵机(12)，用于控制前轮转向。前轮转向舵机(12)的舵机连杆(13)通过曲臂与轮轴轮叉组件中的轮轴(4)端部连接，前轮转向舵机(12)通过舵机连杆(13)和曲臂带动轮轴(4)转动。
轮轴(4)穿过前轮连接件(7)与轮轴轮叉组件的轮叉(3)配合，轮轴轮叉组件的配合关系如图2所示。轮轴(4)与轮叉(3)配合的端部设计有圆盘，圆盘面上设计有非圆形凸台，并在凸台端面上开有螺纹孔；轮叉(3)与轮轴(4)配合的连接面上开有与非圆形凸台大小、形状相同的通孔；轮轴(4)与轮叉(3)配合时，非圆形凸台***所述通孔中，可实现轮轴(4)带动轮叉(3)转动。为了防止飞行器升空或行进中轮叉与轮轴脱离，在所述螺纹孔内安装有带垫片的螺钉(16)，将轮轴(4)与轮叉(3)紧固；轮叉(3)通过前轮轴与前轮(5)连接。
这种轮轴轮叉组件的设计方式，相比于传统的在轮轴下端固定一个同材料的并开有个孔的圆形件，再在轮叉上加工一个法兰，并利用四个螺栓及螺帽将轮叉与轮轴下端的圆形钢件固定连接的设计方式，具有更好的强度和更好的工艺性，同时更为重要的是其结构简单，传统结构最少需要四个螺栓及螺帽才能将轮叉与轮轴固定连接，此新型结构只需一个螺栓和垫片即可实现连接，这将大大节省连接件的数量，必将减少起降轮叉组件的重量，这对飞行器来说非常重要。
主体支撑结构的后部舵机附件(11)上固定安装方向舵舵机(14)；方向舵舵机(14)控制小型无人飞行器机身下方立尾上的方向舵，以控制飞行器飞行中转向。
采用本发明的结构，在运动方面，可在起飞与降落的滑行过程中提高对飞行器的滑行轨迹与横向稳定性的控制；在减震方面，作为承重轮的后轮在降落瞬间所受到的冲击先后通过起落架双侧板、立尾连接件传导至机身主结构，有较好的减震效果；在结构方面，起落架侧板间各附件在提供对双侧板的支承力的同时也作为了舵机及前轮的连接件，提高了对结构部件的有效利用，减少了额外的连接件的使用，也有减重的作用，同时在侧板后部强度富余部分打上了减轻孔，有效的降低了结构重量；在制造方面，其结构简单，材料普通，部件外形简洁，易于加工，同时装配起来方便快捷，易于维修与更换。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (2)

1.一种用于小型无人飞行器的起降装置，其特征在于：包括外侧板(1)、内侧板(2)、后轮(6)、前轮(5)、前轮转向舵机(12)以及轮轴轮叉组件；
外侧板(1)、内侧板(2)平行布置，外侧板(1)与内侧板(2)之间通过侧板附件(15)、前轮连接件(7)以及舵机附件连接，形成起降装置的主体支撑结构；所述主体支撑结构上固定有立尾连接件，用于与小型无人飞行器机身下方立尾连接；
主体支撑结构中部通过后轮轴与后轮(6)直接连接；
主体支撑结构的前部舵机附件(10)上固定安装前轮转向舵机(12)，前轮转向舵机(12)的舵机连杆(13)通过曲臂与轮轴轮叉组件中的轮轴(4)端部连接，前轮转向舵机(12)通过舵机连杆(13)和曲臂带动轮轴(4)转动；
轮轴(4)穿过前轮连接件(7)与轮轴轮叉组件的轮叉(3)配合；轮轴(4)与轮叉(3)配合的端部设计有圆盘，圆盘面上设计有非圆形凸台，并在凸台端面上开有螺纹孔；轮叉(3)与轮轴(4)配合的连接面上开有与非圆形凸台大小、形状相同的通孔；轮轴(4)与轮叉(3)配合时，非圆形凸台***所述通孔中，并在所述螺纹孔内安装有带垫片的螺钉(16)，将轮轴(4)与轮叉(3)紧固；轮叉(3)通过前轮轴与前轮(5)连接；
主体支撑结构的后部舵机附件(11)上固定安装方向舵舵机(14)；方向舵舵机(14)控制小型无人飞行器机身下方立尾上的方向舵。
2.根据权利要求1所述一种用于小型无人飞行器的起降装置，其特征在于：外侧板(1)以及内侧板(2)后部的强度富余位置开有多个圆形减轻孔。
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