本实用新型专利技术提供了一种基于SMA锁紧释放装置的地形自适应无人机起落架，该起落架有在多旋翼无人机正常飞行时收缩和着陆展开两种工作状态下转换的能力。整个起落架的尺寸是可调的，可以供不同尺寸无人机使用。该起落架由SMA锁紧释放装置提供正常飞行时起落架支柱的锁紧功能，在圆柱螺旋压缩弹簧的辅助作用下释放起落架支柱，整个解锁过程速度快、冲击小、功耗低，且可以重复使用。落地时，与地面先接触的支撑杆内的圆柱螺旋压缩弹簧在伸长状态下提供减震功能，减小无人机落地时所受冲击与震动，直至其它支撑杆与地面接触，无人机完成降落任务，实现无人机在各种地形情况下的平稳降落，极大减少不必要的损失。极大减少不必要的损失。极大减少不必要的损失。
【技术实现步骤摘要】
一种基于SMA锁紧释放装置的地形自适应无人机起落架
[0001]本技术涉及无人机起落架结构
，具体涉及一种多旋翼无人机地形自适应起落架，可用于多旋翼无人机、直升机等飞行器上。
技术介绍
[0002]起落架是飞行器在地面滑行时支撑飞行器进行移动的重要装置。目前，无人机起落架多为固定支架和机轮组成，或为滑撬式固定起落架。随着近年来无人机市场的发展，未来作战形式多样性的变化，起落架作为无人机的重要部件之一，其重量、缓冲能力、安装方式和结构强度等均有更加严苛的技术要求，传统固定式无人机起落架已经难以满足特殊地形的降落任务，往往因地面的不平发生侧翻等问题，对起降过程产生不利影响，严重时更可能造成巨大的经济损失。
[0003]现阶段最常见的多旋翼无人机起落架结构形式一般为带有一定弧度的垂直杆，或采用直杆或斜杆直接与地面接触，其外形尺寸在生产时均已固定，很难满足不同尺寸无人机使用。这些固定结构起落架在结构简单的基础上却忽略了性能较差的缺点，在较为粗暴的降落过程中，没有减震装置的起落架容易因降落时与地面产生的冲击力发生弯曲变形，产生大的震动，使机体发生侧翻，造成设备损伤。基于此，针对这些应用需求，提出一种基于SMA锁紧释放装置的地形自适应无人机起落架结构来解决上述问题。
技术实现思路
[0004]本技术提供一种SMA锁紧释放地形自适应无人机起落架，起落架需有在无人机正常飞行和着陆两种工作状态下转换的能力。起落架在无人机执行正常飞行任务时锁紧，减小了无人机飞行时的整个外部尺寸，减小空气阻力，着陆时SMA锁紧释放机构解锁，起落架支柱同步平稳展开。整体采用SMA锁紧释放机构为起落架的锁紧释放装置，采用SMA作为动力源控制旋臂的伸缩，通过卡销的旋转，在圆柱螺旋压缩弹簧的辅助下控制下支撑杆的弹开，同时圆柱螺旋压缩弹簧承担减震工作，实现无人机在不平整地面上的平稳降落，可以较好的满足目标要求。
[0005]为了实现上述功能，本技术采用的技术方案如下：
[0006]一种基于SMA锁紧释放装置的地形自适应无人机起落架，可适用于无人机在有一定凸起的崎岖地面上的降落任务，在执行降落任务时，地面操纵人员松开电门，此时，SMA锁紧释放装置解锁，支撑杆完全弹开，无人机在重力作用下垂直降落，由于地面的不平整，无人机的四个支撑杆必然有一个最先碰到凸起的地面，最先接地的支撑杆内部圆柱螺旋压缩弹簧受到挤压，下支撑杆开始向上支撑杆内收缩，最先接触地面的支撑臂有一定的收缩量时，其他支撑杆也相继接触到地面，并像第一根支撑杆那样收缩。整个过程中无人机的速度不断的减慢直至停止，且弹簧也在压缩到最大值时由于弹性势能大于机体重力，弹簧有伸长趋势，实现无人机落地减震功能，满足多地形平稳降落的任务。
[0007]一种基于SMA锁紧释放装置的地形自适应无人机起落架，其结构特征如图1所示。
所述的起落架各连杆尺寸均可随无人机具体尺寸调整，实现在多种型号的无人机上使用。所述的SMA锁紧释放装置安装在上支撑内部，如图3、图4所示，与下支撑杆中的凹槽相配合。起落架工作过程如图2所示，当无人机在执行正常飞行任务时，地形自适应起落架收缩，当无人机将要执行降落任务时，无人机地形自适应起落架展开，实现落地时的减震工作。
[0008]一种基于SMA锁紧释放装置的地形自适应无人机起落架，当无人机在执行正常飞行任务时，起落架的支撑杆状态如图3所示，下支撑杆在SMA锁紧释放装置的辅助下锁紧在上支撑杆内部，同时提供弹力的圆柱螺旋压缩弹簧被压缩，SMA锁紧释放装置的锁紧状态如图5所示。当无人机执行降落任务时，起落架支撑杆的状态如图4所示，SMA锁紧释放装置解锁如图6所示，下支撑杆在圆柱螺旋压缩弹簧的辅助下弹开，且下支撑杆上方的凸台使下支撑杆在伸长到一定长度时不能继续向下伸长，弹簧也不能继续伸长。
[0009]一种基于SMA锁紧释放装置的地形自适应无人机起落架，其SMA锁紧释放装置的结构特征如图5、图6所示，SMA锁紧释放装置的SMA丝作用在悬臂上，通过悬臂控制卡销的位置继而控制起落架下支撑杆的伸缩。整个SMA锁紧释放装置采用冗余的两根SMA丝并联驱动，提高了装置的锁紧状态的可靠性。工作时，只需对SMA形状记忆合金通以电流，SMA丝通电温度升高，继而收缩变形，拉动悬臂，解除悬臂对卡销的约束，同时卡销在扭转弹簧的辅助下弹开，解除对下支撑杆的约束，圆柱螺旋压缩弹簧的约束解除，提供解锁时的驱动力，释放下支撑杆。所述SMA锁紧释放装置可以减少不必要的摩擦阻力，并且通过悬臂和卡销，进一步减小对SMA回复力的要求，继而可以直接对SMA丝通电加热，对电源的功率要求也将降低，使得整个装置在释放速度快、冲击小和功率低的条件下还能重复使用。
[0010]所述地形自适应无人机起落架，其可调安装机构如图7所示，安装前后两杆之间通过工字型连杆相连接，工字型两杆之间打有通孔，为了实现在不同外形尺寸上的使用，只需对应工字型连杆对的安装位置即可实现。整个装置使用螺栓固定，安装简单且稳定。
[0011]本技术与现有的技术相比具有以下优点：
[0012]1.地形自适应无人机起落架能实现在崎岖地面上的平稳降落，最大限度的减少起落架受到地面冲击时的变形。
[0013]2.地形自适应起落架的基本框架尺寸并非一成不变的，应用于不同尺寸无人机时，只需调整各连接杆之间的长度，就能适配于不同尺寸无人机，且装配简单，大大降低其使用成本。
[0014]3.SMA锁紧释放装置更侧重于体积小、大承载力、解锁时间短设计，将SMA锁紧释放装置安装在起落架支柱上，不仅能提供很大的承载力，且在解锁时能实现短时、同步解锁，并且可以重复使用。
附图说明
[0015]图1：本技术中一种基于SMA锁紧释放机构的地形自适应无人机起落架示意图，此起落架含四条支撑杆。图1中，1.机体；2.支撑杆；3.上连杆；4.安装机构；5.下连杆。
[0016]图2：本技术中一种基于SMA锁紧释放机构的地形自适应无人机起落架运动过程示意图。图中是无人机飞行和降落两种状态下起落架的两种状态。
[0017]图3：无人机正常飞行时支撑杆状态示意图。图3中，201.下支撑杆；202.上支撑杆；203.SMA锁紧释放装置；204.圆柱螺旋压缩弹簧。
[0018]图4：无人机降落时支撑杆状态示意图。
[0019]图5：SMA锁紧释放装置锁紧状态原理图。图5中，201.下支撑杆；202.上支撑杆；205.扭转弹簧；206.弹簧；207.SMA丝；208.卡销；209.旋臂。
[0020]图6：SMA锁紧释放装置解锁状态原理图。
[0021]图7：可调安装机构结构示意图。图7中，401.安装机构后杆；402.工字型连杆；403.安装机构前杆。
具体实施方式
[0022]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互组合，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清晰、完整的描述。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于SMA锁紧释放装置的地形自适应无人机起落架，包括机体（1）、支撑杆（2）、上连杆（3）、安装机构（4）和下连杆（5），其特征在于：所述机体（1）和安装机构（4）通过支撑杆（2）相连接，所述机体（1）通过下连杆（5）相连，安装机构（4）通过上连杆（3）相连，上连杆（3）和下连杆（5）的长度可以调节，安装机构（4）的长度可以调节。2.根据权利要求1所述的一种基于SMA锁紧释放装置的地形自适应无人机起落架，其特征在于：所述支撑杆（2）由上支撑杆（202）和下支撑杆（201）组成，下支撑杆（201）的上端设置有一圆柱螺旋压缩弹簧（204），圆柱螺旋压缩弹簧（204）的上端与上支撑杆（202）内部凹槽相连，上支撑杆（202）内部安装有SMA锁紧释放装置（203），下支撑杆（201）的上端设置成凸台型，凸台上设置有两个凹槽，通过SMA锁紧释放装置（203）的锁紧和解锁状态，与圆柱螺旋压缩弹簧（204）的配合，控制下支撑杆（201）的收缩与展开。3.根据权利要求1所述的一种基于SMA锁紧释放装置的地形自适应无人机起落架，其特征在于：所述安...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋小科，章方才，张瑞珍，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：新型
国别省市：
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