应用于无人飞行器的多弹簧吸放能起降架制造技术

本发明专利技术公开了一种应用于无人飞行器的多弹簧吸放能起降架，它包括：底座，穿设在底座内的外延杆，安装在底座内壁上且用于对外延杆限位的套筒，安装在外延杆端部的弹簧组件，与弹簧组件固连的弹簧底座，位于外延杆上的齿条和控制齿条移动的动力控制机构，该起降架将飞行器降落时原本流失的动能转化为弹性势能储存并起到降落减震的效果，在飞行器起飞时释放弹簧中储存的弹性势能以获得一定的初动能。簧中储存的弹性势能以获得一定的初动能。簧中储存的弹性势能以获得一定的初动能。

【技术实现步骤摘要】
应用于无人飞行器的多弹簧吸放能起降架


[0001]本专利技术涉及飞行器领域，具体是一种应用于无人飞行器的多弹簧吸放能起降架。

技术介绍

[0002]人类很早就有在空中像鸟类一样飞行的理想，古希腊的阿尔希塔斯所制造的机械鸽、远至澳大利亚的飞去来器、中国的孔明灯和风筝都有关系。现代飞行器的发展，得益于19世纪工业革命带来的科学和技术的巨大飞跃。人类的飞行梦就是从扑翼飞行器开始的，从固定翼初步实现的。目前固定翼飞行器已经可以将人类送上蓝天，但扑翼梦还在进行中。
[0003]起落架装置是飞行器重要的具有承力兼操纵性的部件，在飞行器安全起降过程中担负着极其重要的使命。其性能的优劣直接关系到飞机的使用与安全。因此，起飞和降落问题仍然是无人飞行器研究和应用中的重要问题。
[0004]无人飞行器降落时机体将收到自重2～3倍的冲击力，目前多采用单轮跪式阻尼起落架起到减震效果。无人飞行器起飞需要额外的辅助装置，其中，弹跳起降技术在近年来成为研究热点之一，其实现方法一般可以分为两类：一是，利用安装在地面的弹簧装置完成起飞；二是，利用电机驱动的平行四边形机构，通过四边形的快速形变获得瞬时冲量完成起飞。虽然这两种方法独立地解决了降落时的减震问题和起飞时的辅助飞行问题，但存在以下缺点：1、单纯的减震装置未能利用无人机降落时的动能，使其完全耗散；2、地面弹簧装置使飞行器失去了任意地点起飞的优势；3、平行四边形机构的弹跳起飞装置自重较大，大大减小了飞行器的有效商载；4、采用主动弹跳技术，需要大量额外的能量。

技术实现思路
r/>[0005]专利技术目的：本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供的一种应用于无人飞行器的多弹簧吸放能起降架，将飞行器降落时原本流失的动能转化为弹性势能储存并起到降落减震的效果，在飞行器起飞时释放弹簧中储存的弹性势能以获得一定的初动能。
[0006]技术方案：为了实现以上目的，本专利技术所述的一种应用于无人飞行器的多弹簧吸放能起降架，它包括：底座，穿设在底座内的外延杆，安装在底座内壁上且用于对外延杆限位的套筒，安装在外延杆端部的弹簧组件，与弹簧组件固连的弹簧底座，位于外延杆上的齿条和控制齿条移动的动力控制机构；
[0007]所述的动力控制机构包括：齿轮，棘轮，弹簧片和棘轮爪，所述的齿轮和棘轮同轴固定在一起后通过立柱安装在底座的内壁上，齿轮和齿条啮合，棘轮爪的一端通过立柱固定在底座的内壁上，棘轮爪的另一端和棘轮相抵，弹簧片的一端通过立柱固定在底座的内壁上，弹簧片的另一端抵住棘轮爪；
[0008]所述的弹簧底座与安装在底座底部的轮子相抵，当弹簧组件的弹性势能得到释放，弹簧底座与安装在底座底部的轮子相抵之处成为着力点，带动延长杆向上运动并使无人机获得一定的动能，实现对降落时动能的再次利用；
[0009]作为本专利技术的进一步优选，所述的套筒为至少两个且位于同一直线上，根据两点
一线的原理，通过直线设置套筒的位置，可以限制外延杆的运动方向。
[0010]作为本专利技术的进一步优选，所述的外延杆上设有的限位块位于相邻两个套筒的中间处，当齿轮带动齿条移动或齿条带动齿轮移动至齿条的极限位置时，限位块和套筒相抵可以有效的实现对齿条或齿轮的制动。
[0011]作为本专利技术的进一步优选，所述的齿轮的直径大于棘轮，齿轮和棘轮固连没有相对运动。
[0012]作为本专利技术的进一步优选，所述的弹簧组件包括同轴设置的不同弹簧系数的多个弹簧，弹簧组件嵌套在弹簧底座内。
[0013]无人机降落初期的载荷是巨大的，因此在降落的初期我们希望用较小弹性系数的弹簧以减小冲击载荷。但是，如果用单一的较小弹性系数的弹簧以完成整个减震过程，需要较长的弹簧来完成完整的减速过程。若采用多弹簧，即，在降落的后期增加另外的弹簧，则可以使减速过程的距离缩短。因此，多弹簧既兼顾了降落初期的减震需要，又满足了较短距离内完成减速的需要。
[0014]作为本专利技术的进一步优选，直径最大的弹簧的两端分别通过胶水粘在弹簧底座和底座的底部，其余弹簧胶粘在弹簧底座上，胶水为ergo5800型氰基丙烯酸酯类万能胶粘接在底座上，当需要更换弹簧时，使用ergo9153型解胶剂滴在凝固的胶水上使胶水融化，即可将弹簧从弹簧底座上取下并更换新的弹簧。
[0015]作为本专利技术的进一步优选，弹簧系数越小，其直径越大，弹簧的弹性系数较小，在飞机着陆的初始时刻，可以有效降低着陆时的冲击力；弹簧的弹性系数较大，在飞机减速到零的末端，提供较大的力以完成蓄能。
[0016]作为本专利技术的进一步优选，所述的轮子通过立柱固定在底座的底部。
[0017]有益效果：本专利技术所述的一种应用于无人飞行器的多弹簧吸放能起降架，与现有技术相比，具有以下优点：
[0018]1、通过利用弹簧对无人机降落时的弹性势能进行存储，在起飞时释放这部分能量以实现辅助起飞的功能；
[0019]2、通过采用多弹簧的设置且弹簧压缩的距离没有变长，在降落初期，无人机速度较大，被压缩的弹簧个数较少，反作用力较小，加速度较小；在降落后期，无人机速度较小，被压缩弹簧个数增加，反作用力较大，加速度较大，加快弹簧的减速，通过分阶段减速，在相同的压缩距离内，更好地减震以保护无人机不受损毁；
[0020]3、重量优化且不会因起落装置而给无人机的商载带来影响。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的内部结构示意图；
[0022]图2为弹性组件的局部放大图；
[0023]图3为轮子的结构示意图；
[0024]图4为齿轮齿条的结构示意图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图，进一步阐明本专利技术。
[0026]如图附图所示，本专利技术所述的一种应用于无人飞行器的多弹簧吸放能起降架，它包括：底座1、套筒2、外延杆3、立柱4、弹簧A5、弹簧B6、弹簧底座7、立柱8、轮子9、齿轮10、棘轮11、弹簧片13、棘轮爪15、齿条17和限位块18。
[0027]通过立柱8将没有相对运动的同轴固定的齿轮10和棘轮11安装在底座1的内壁上，齿轮10和齿条17啮合从而带动外延杆3的直线移动，棘轮爪15的一端通过立柱8固定在底座1的内壁上，棘轮爪15的另一端和棘轮11相抵，弹簧片13末端抵住棘轮爪15。
[0028]实施例
[0029]无人机降落时，轮子9首先触地，无人机主体由于惯性继续下落，带动与无人机主体相连的延长杆3向下运动压缩弹簧A5，弹簧A5受压缩反作用于延长杆3使无人机主体以较小加速度减速，弹簧A5自身积累弹性势能，同时，延长杆3通过与齿轮10的传动带动棘轮11旋转；延长杆3进一步向下运动而压缩弹簧B6，此时飞机主体受到较大的加速度而减速；当延长杆伸至最低端后，由于棘轮11和棘轮爪15的制动，延长杆3保持在最低端，此时弹簧A5和弹簧B6最大程度地将动能转化并存储了弹性势能。
[0030]无人机起飞时，通过外部电机拉动棘轮爪15向上运动(通过外部电机拉动棘轮爪动作为现有技术，此处不做重复说明)，棘轮爪15放松对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于无人飞行器的多弹簧吸放能起降架，其特征在于：它包括：底座(1)，穿设在底座(1)内的外延杆(3)，安装在底座(1)内壁上且用于对外延杆(3)限位的套筒(2)，安装在外延杆(3)端部的弹簧组件，与弹簧组件固连的弹簧底座(7)，位于外延杆(3)上的齿条(17)和控制齿条(17)移动的动力控制机构；所述的动力控制机构包括：齿轮(10)，棘轮(11)，弹簧片(13)和棘轮爪(15)，所述的齿轮(10)和棘轮(11)同轴固定在一起后通过立柱(8)安装在底座(1)的内壁上，齿轮(10)和齿条(17)啮合，棘轮爪(15)的一端通过立柱(8)固定在底座(1)的内壁上，棘轮爪(15)的另一端和棘轮(11)相抵，弹簧片(13)的一端通过立柱(8)固定在底座(1)的内壁上，弹簧片(13)的另一端抵住棘轮爪(15)；所述的弹簧底座(7)与安装在底座(1)底部的轮子(9)相抵。2.根据权利要求1所述的应用于无人飞行器的多弹簧吸放能起降架，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：向阳，秦苏洋，
申请(专利权)人：博尔德航空航天科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：