CN113428348A - 一种无人机起落架 - Google Patents

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卞春江
赵洪
高东
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Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
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Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
National Space Science Center of CAS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C25/00—Alighting gear
    • B64C25/32—Alighting gear characterised by elements which contact the ground or similar surface 
    • B64C25/58—Arrangements or adaptations of shock-absorbers or springs
    • B64C25/62—Spring shock-absorbers; Springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts

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Abstract

本发明属于无人机技术领域，具体为一种无人机起落架，所述起落架包括若干支腿，任一支腿包括缓冲吸能器和脚架；所述缓冲吸能器一端连接无人机，另一端连接脚架；所述缓冲吸能器包括弹性片和阻尼层，两层弹性片中间夹持阻尼层。本发明工艺简单、成本低、重量轻，且具有较好的缓冲吸能特性，能大规模应用在垂直起降类轻型无人机上。

Description

一种无人机起落架
技术领域
本发明属于无人机技术领域，具体为一种轻小型垂直起降无人机起落架。
背景技术
垂直起降类无人机起落架主要作用包括2点：1)无人机停放时的地面支撑；2)无人机降落时缓冲与吸收降落能量，减小降落过载，保护无人机机体与内部设备。
当前，轻小型无人机为了减少结构重量、降低制造成本，通常采用碳纤维管或者塑料件制造的硬质起落架，且与机身硬连接，功能接近支撑架。该类起落架虽然工艺简单、重量轻，但是在降落速度过大时，无人机会受到较大的冲击载荷，无人机及机载设备容易受损。
针对垂直起降轻小型无人机，开发出工艺简单、轻量化，并且具有缓冲吸能能力的起落架有助于提高无人机的使用安全性，促进无人机的普及。
现有轻小型无人机为了简化工艺或者减轻重量，起落架常采用碳纤维管或者注塑的塑料件，这类起落架刚硬、缓冲吸能特性较差，存在降落冲击载荷大的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供了一种无人机起落架，工艺简单、成本低、重量轻，且具有较好的缓冲吸能特性，能大规模应用在现有垂直起降类轻型无人机上。
为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种无人机起落架，所述起落架包括若干支腿，任一支腿包括缓冲吸能器和脚架；所述缓冲吸能器一端连接无人机，另一端连接脚架；所述缓冲吸能器包括弹性片和阻尼层，两层弹性片中间夹持阻尼层，且缓冲吸能器的上层和下层为弹性片。
优选地，所述缓冲吸能器呈弧形。进一步优选地，为向上拱起的弧形，在无人机降落时，该弧形结构可以发生形变，进而缓冲无人机的降落力度，使无人机免于受损。
优选地，若干支腿呈周向均布连接于无人机，即支腿连接于无人机的机身上，且在机身上呈水平周向均匀分布，使无人机在降落时的受力均匀不会产生倾斜摔落的情况。
优选地，所述脚架的一端连接缓冲吸能器，另一端连接向上弯曲的撑脚。
优选地，所述起落架还包括安装座，所述安装座上设置与支腿数量相等的支臂，当该起落架设置安装座时，安装座的中心连接于无人机的机身下底面上，再将带缓冲吸能器的支腿连接于支臂。
优选地，所述安装座上设置呈十字形的四条支臂。本领域技术人员根据需要还可设置其他数量的支臂，比如六条，呈星型分布。
优选地，所述弹性片的制作材料为金属材料，比如65Mn弹簧钢等，阻尼层的制作材料为高聚物阻尼材料，聚氯乙烯橡胶等，脚架的制作材料为碳纤维或塑料，所述支臂的制作材料为碳纤维或塑料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明在轻型无人机起落架上设置了低成本、轻量化的缓冲吸能器，缓冲吸能器利用了金属材料较好的弹性变形能力与阻尼材料在形变时的吸能能力，在无人机降落时能起到较好的缓冲吸能效果。
本发明将金属片与阻尼材料复合，形成的夹芯结构应用在垂直起降类轻型无人机上，在无人机降落时能较好起到缓冲与吸能作用，保护无人机机体与机载设备。该发明起落架工艺简单，成本低、在使用寿命期可免维护，适合轻小型无人机大规模应用。
附图说明
图1为本发明起落架的结构示意图；
图2为本发明缓冲吸能器的结构示意图；
图3为本发明缓冲吸能器的剖面示意图；
附图标记：
1、支臂；2、缓冲吸能器；2-1和2-3、弹性片；2-2、阻尼层；3、脚架；4、撑脚。
具体实施方式
下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示，一种无人机起落架，所述起落架包括四个支腿，四个支腿呈十字形连接于无人机的机身；任一支腿包括缓冲吸能器2和脚架3；所述缓冲吸能器2一端连接无人机，另一端连接脚架3；
如图2和图3所示，所述缓冲吸能器2包括弹性片2-1和2-3和阻尼层2-2，两层弹性片中间夹持阻尼层，且缓冲吸能器的上层和下层为弹性片。
所述缓冲吸能器呈向上拱起的弧形。若干支腿呈周向均布连接于无人机。所述脚架3的一端连接缓冲吸能器2，另一端连接向上弯曲的撑脚4。
所述弹性片的制作材料为金属材料，阻尼层的制作材料为高聚物阻尼材料，脚架的制作材料为碳纤维或塑料。
本实施例中的缓冲吸能器可以直接固定在机身上，脚架可以采用碳纤维管、塑料加工而成。
缓冲吸能器中，两层弹性金属片之间夹有高聚物阻尼材料，金属件与阻尼材料之间粘接得到层压结构的缓冲吸能器。
无人机降落时，脚架的撑脚4先接触地面，将冲击载荷传递至缓冲吸能器2上，缓冲吸能器上的弹性金属片出现弹性的弯曲变形，由金属片变形带动阻尼材料黏弹性层出现剪切运动，将能量消耗掉，提供较大的阻尼，抑制反弹，实现起落架的缓冲与吸能。
通过调节弹性片的厚度、两层弹性片之间的间距，选用不同的阻尼材料可以进行起落架的刚度与阻尼调节，以适应不同起飞重量的无人机使用。
实施例2
一种无人机起落架，所述起落架包括安装座和四个支腿，所述安装座上设置呈十字形分布的四条支臂1，安装座连接于无人机，任一支腿包括缓冲吸能器2和脚架3；所述缓冲吸能器2一端连接支臂1，另一端连接脚架3；
如图2和图3所示，所述缓冲吸能器2包括弹性片2-1和2-3和阻尼层2-2，两层弹性片中间夹持阻尼层，且缓冲吸能器的上层和下层为弹性片。
所述缓冲吸能器呈向上拱起的弧形。若干支腿呈周向均布连接于无人机。所述脚架3的一端连接缓冲吸能器2，另一端连接向上弯曲的撑脚4。
所述弹性片的制作材料为金属材料，阻尼层的制作材料为高聚物阻尼材料，脚架的制作材料为碳纤维或塑料。
本实施例的垂直起降类轻小型无人机起落架，主要有支臂、缓冲吸能器与脚架组成。设有支臂的安装座固定在无人机机身上，缓冲吸能器通过螺栓与支臂、脚架连接。
本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种无人机起落架，其特征在于，所述起落架包括若干支腿，任一支腿包括缓冲吸能器和脚架；所述缓冲吸能器一端连接无人机，另一端连接脚架；所述缓冲吸能器包括弹性片和阻尼层，两层弹性片中间夹持阻尼层。
2.根据权利要求1所述的无人机起落架，其特征在于，所述缓冲吸能器呈弧形。
3.根据权利要求1所述的无人机起落架，其特征在于，若干支腿呈周向均布连接于无人机。
4.根据权利要求1所述的无人机起落架，其特征在于，所述脚架的一端连接缓冲吸能器，另一端连接向上弯曲的撑脚。
5.根据权利要求1所述的无人机起落架，其特征在于，所述起落架还包括安装座，所述安装座上设置与支腿数量相等的支臂，安装座连接于无人机，支腿连接于支臂。
6.根据权利要求5所述的无人机起落架，其特征在于，所述安装座上设置呈十字形分布的四条支臂。
7.根据权利要求1-6任一项所述的无人机起落架，其特征在于，所述弹性片的制作材料为金属材料，阻尼层的制作材料为高聚物阻尼材料，脚架的制作材料为碳纤维或塑料。
8.根据权利要求5或6所述的无人机起落架，其特征在于，所述支臂的制作材料为碳纤维或塑料。
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