本發(fā)明涉及無人飛行器滑跑起降裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無人機(jī)前起落架，具體涉及一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定強、減震效果好且能有效提高安全性的無人機(jī)前起落架。

背景技術(shù)：

無人飛行器自從問世以來就得到廣泛的應(yīng)用，因其尺寸相對較小，飛行性能好，可代替人執(zhí)行危險任務(wù)等優(yōu)勢，發(fā)展迅速。隨著無人飛行器應(yīng)用范圍的擴(kuò)增，對無人飛行器起飛降落環(huán)境的條件有了較高的要求，無人飛行器的起飛降落形式主要有彈射、火箭助推、滑跑、垂直起降、撞網(wǎng)回收、降落傘降落等。但是以目前市場情況來看，以滑跑起飛的無人飛行器仍然占大部分的比例。對于以前三點式無人飛行器來說，前起落架可以用來修正因無人飛行器左右氣動外形不一致、起落架安裝位置不夠精確、滑跑起飛降落行程軌跡不直以及側(cè)風(fēng)等天氣因素造成的無人飛行器起飛或者降落偏離預(yù)定跑道中心線的狀態(tài)，這對確保無人飛行器的安全起飛降落十分重要。

目前，無人飛行器的前起落架大多數(shù)是用成品起落架簡易組裝而成，并不能有效的適配無人飛行器的需求。常規(guī)類型的前起落架對無人飛行器滑跑起飛降落的吸緩減震、轉(zhuǎn)向響應(yīng)、穩(wěn)定性能以及使用維修等性能要求并不能很好的實現(xiàn)，可靠性差，容易出現(xiàn)安全隱患。此外大多數(shù)無人飛行器前起落架的強度和結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性等問題也會影響無人飛行器的安全性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是：提供一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定強、減震效果好且能有效提高安全性的無人機(jī)前起落架，以解決現(xiàn)有的前起落架可靠性差、減震效果差且容易出現(xiàn)安全隱患的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種無人機(jī)前起落架，其包括減震器組件、機(jī)輪組件、支撐組件及設(shè)于所述支撐組件頂部的轉(zhuǎn)彎操縱機(jī)構(gòu)，所述支撐組件的上端與所述無人機(jī)的機(jī)身配合連接，下端與所述機(jī)輪組件配合連接；所述減震器組件設(shè)于所述支撐組件上且在所述無人機(jī)的行進(jìn)方向上，所述支撐組件設(shè)于所述減震器組件的前面。

其中，所述支撐組件包括兩個并行設(shè)置的支撐件，每個所述支撐件均包括上支撐板及與所述上支撐板可轉(zhuǎn)動連接的下支撐板，所述上支撐板與所述無人機(jī)的機(jī)身配合連接，所述下支撐板與所述機(jī)輪組件配合連接；所述兩個上支撐板通過上部連接塊連接，所述兩個下支撐板通過下部連接塊連接。

其中，所述減震器組件包括兩個并行設(shè)置的液壓彈簧減震器，每個所述液壓彈簧減震器均包括上端與所述上支撐板連接，下端與所述下支撐板連接的液壓阻尼器及套設(shè)在所述液壓阻尼器外圍的彈簧，且所述液壓阻尼器活塞桿的一端朝下設(shè)置。

其中，所述轉(zhuǎn)彎操縱機(jī)構(gòu)包括舵機(jī)、第一舵盤、第二舵盤及上端與所述第二舵盤連接，下端與所述上部連接塊連接的光桿；所述舵機(jī)與所述第一舵盤連接，所述第一舵盤與所述第二舵盤并行設(shè)置，且所述第一舵盤通過連接桿與所述第二舵盤連接。

其中，所述轉(zhuǎn)彎操縱機(jī)構(gòu)還包括均設(shè)于所述無人機(jī)機(jī)身內(nèi)的第一固定板及第二固定板，所述第二固定板設(shè)于所述第一固定板的下方，所述舵機(jī)安裝在所述第一固定板上，所述光桿的下端依次穿過所述第一固定板及第二固定板后與所述上部連接塊連接。

其中，所述上部連接塊及上支撐板均構(gòu)造有安裝孔，所述安裝孔內(nèi)穿設(shè)有緊固螺栓，以實現(xiàn)所述上部連接塊與所述上支撐板固定連接。

其中，所述上部連接塊構(gòu)造有凹槽，所述光桿的底端伸入所述凹槽后通過粘膠與所述上部連接塊粘接；所述緊固螺栓向所述凹槽的方向延伸，且所述緊固螺栓的端部抵靠所述光桿。

其中，所述支撐組件、第一固定板及第二固定板均采用碳纖維材質(zhì)制成；所述光桿、上部連接塊、下部連接塊、及連接桿均采用不銹鋼材質(zhì)制成。

其中，所述機(jī)輪組件包括兩個并行設(shè)置的機(jī)輪，所述兩個機(jī)輪分別與所述兩個下支撐板連接且均設(shè)于所述下支撐板的外側(cè)。

其中，所述上支撐板通過一根兩端帶卡簧的連接軸與所述下支撐板可轉(zhuǎn)動連接。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：本發(fā)明提供了一種無人機(jī)前起落架，其包括減震器組件、機(jī)輪組件、支撐組件及設(shè)于支撐組件頂部的轉(zhuǎn)彎操縱機(jī)構(gòu)，支撐組件的上端與無人機(jī)的機(jī)身配合連接，下端與機(jī)輪組件配合連接；減震器組件設(shè)于支撐組件上且在無人機(jī)的行進(jìn)方向上，支撐組件設(shè)于減震器組件的前面。本申請?zhí)峁┑臒o人機(jī)前起落架，采用上述構(gòu)架式的結(jié)構(gòu)，既利于提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時結(jié)構(gòu)受力形式好，無人機(jī)起飛和降落過程中豎直方向和水平方向的力都能較好的傳遞到減震器組件上，減震效果好；因為前起落架在無人機(jī)起飛降落時會因過載產(chǎn)生形變，所以將支撐組件設(shè)于減震器組件的前面，可以有效改善前起落架的應(yīng)力狀態(tài)，從而進(jìn)一步地提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，安全性好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種無人機(jī)前起落架實施例的前起落架的側(cè)視圖；

圖2是本發(fā)明一種無人機(jī)前起落架實施例的前起落架的軸側(cè)圖；

圖3至圖4分別是本發(fā)明一種無人機(jī)前起落架實施例的支撐組件及減震器組件處于自然狀態(tài)和極限壓縮狀態(tài)的示意圖；

圖5至圖7分別是本發(fā)明一種無人機(jī)前起落架實施例的轉(zhuǎn)彎操縱機(jī)構(gòu)控制舵盤右轉(zhuǎn)、直行及左轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1：上支撐板；2：連接軸；3：下支撐板；4：光桿；5：安裝孔；6-1、6-2：螺栓；7：液壓阻尼器；8：輪轂中心孔；9：輪胎；10：PCD孔；11-1：第一舵盤；11-2：第二舵盤；12：舵機(jī)；13：連接桿；14：上部連接塊；15-1：第一固定板；15-2：第二固定板；16：中部連接塊；17：下部連接塊；18：彈簧。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1至圖7所示，本發(fā)明實施例提供了一種無人機(jī)前起落架，其包括減震器組件、機(jī)輪組件、支撐組件及設(shè)于支撐組件頂部的轉(zhuǎn)彎操縱機(jī)構(gòu)，在無人機(jī)起飛降落進(jìn)行前起落架方向操縱時，通過轉(zhuǎn)彎操縱機(jī)構(gòu)帶動減震器組件、支撐組件及機(jī)輪組件向合適的方向轉(zhuǎn)動合適的角度；支撐組件的上端與無人機(jī)的機(jī)身配合連接，下端與機(jī)輪組件配合連接；減震器組件設(shè)于支撐組件上且在無人機(jī)的行進(jìn)方向上，支撐組件設(shè)于減震器組件的前面。因為前起落架在無人機(jī)起飛降落時會因過載產(chǎn)生形變，所以將支撐組件設(shè)于減震器組件的前面，可以有效改善起落架應(yīng)力狀態(tài)，從而進(jìn)一步地提高前起落架整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，安全性好。

本申請?zhí)峁┑臒o人機(jī)前起落架采用上述構(gòu)架式的結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強且整體結(jié)構(gòu)受力效果好，特別的，無人機(jī)在起飛和降落過程中豎直方向和水平方向的力都能較好的傳遞至減震器組件上，減震效果好，且能滿足無人機(jī)起飛降落時受到較大沖擊的結(jié)構(gòu)強度要求。

為進(jìn)一步地提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，支撐組件包括兩個并行設(shè)置的支撐件，即采用雙排支撐件的結(jié)構(gòu)形式；具體地，每個支撐件均包括上支撐板1及與上支撐板1可轉(zhuǎn)動連接的下支撐板3，在本實施例中，上支撐板1通過依次連接的上部連接件14、光桿4和舵盤11-2與無人機(jī)的機(jī)身配合連接，下支撐板3與機(jī)輪組件配合連接，由此在無人機(jī)起飛和降落時，上支撐板1與下支撐板3相對轉(zhuǎn)動，并通過壓縮減震器組件中的液壓彈簧減震器，以實現(xiàn)前起落架的緩沖減震；兩個上支撐板1通過上部連接塊14連接，兩個下支撐板3通過下部連接塊17連接，上部連接塊14與下部連接塊17除了起到連接支撐板的作用，還用于加強整個支撐組件的連接強度，進(jìn)而保證無人機(jī)在較高速度滑跑時的平衡性能和轉(zhuǎn)向性能。優(yōu)選地，上部連接塊14與下部連接塊17的形狀與大小可根據(jù)實際所需加強強度來進(jìn)行合理的設(shè)計。

為能有效分散起飛降落沖擊載荷，在本實施例中，減震器組件包括兩個并行設(shè)置的液壓彈簧減震器，即采用雙排液壓彈簧減震器的結(jié)構(gòu)形式；具體地，每個液壓彈簧減震器均包括上端與上支撐板1連接，下端與下支撐板3連接的液壓阻尼器7及套設(shè)在液壓阻尼器7外圍的彈簧18，且液壓阻尼器7活塞桿的一端朝下設(shè)置，液壓阻尼器7活塞桿的角度要適當(dāng)，以最大化發(fā)揮其減震效果，進(jìn)而保證有效緩沖無人機(jī)降落時產(chǎn)生的沖擊載荷，避免機(jī)載設(shè)備受損；其中，液壓阻尼器7的上端通過螺栓6-1與上支撐板1連接，液壓阻尼器7的下端通過螺栓6-2與下支撐板3連接，螺栓6-1及螺栓6-2的直徑均為5mm。當(dāng)無人飛行器降落時，前起落架受到地面對其作用的向后摩擦力和向上支撐力，在機(jī)輪接觸地面的時候，前起落架開始形變使液壓彈簧減震器開始起作用，隨之發(fā)生變形，彈簧18和液壓阻尼器7開始壓縮，液壓阻尼器7會使得彈簧18壓縮速度降低，當(dāng)壓縮到極限行程后，液壓阻尼器7在彈簧18作用下會向上回彈，液壓阻尼器7會使彈簧18恢復(fù)的過程變得緩慢；由此，液壓彈簧減震器在無人機(jī)降落后會發(fā)生多個壓縮-回彈周期，每個周期中壓縮的最大行程逐漸減小，直至降落載荷被液壓彈簧減震器完全吸收。

特別的，除了采用上述液壓彈簧減震器外，還可采用橡膠減震器或阻尼減震器或液壓阻尼減震器或彈簧減震器等其它減震器類型。

具體地，轉(zhuǎn)彎操縱機(jī)構(gòu)包括舵機(jī)12、第一舵盤11-1、第二舵盤11-2及上端與第二舵盤11-2連接，下端與上部連接塊14連接的光桿4；其中，光桿4與第二舵盤11-2通過頂絲連接，其中頂絲為螺絲或螺釘；舵機(jī)12與第一舵盤11-1連接，第一舵盤11-1與第二舵盤11-2并行設(shè)置即安裝角度一致，且第一舵盤11-1通過連接桿13與第二舵盤11-2連接。操作時，本申請?zhí)峁┑臒o人機(jī)前起落架在進(jìn)行轉(zhuǎn)向時，由舵機(jī)12帶動第一舵盤11-1轉(zhuǎn)動，第一舵盤11-1通過剛性的連接桿13帶動第二舵盤11-2轉(zhuǎn)動，此時與第二舵盤11-2固定連接的光桿4及支撐組件、減震器組件及機(jī)輪組件隨之轉(zhuǎn)動相應(yīng)的角度。在本實施例中，第一舵盤11-1與第二舵盤11-2的規(guī)格相同、安裝角度一致，且第一舵盤11-1的兩端均通過上述連接桿13分別與第二舵盤11-2的兩端固定連接，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好且能保證兩個舵盤同時旋轉(zhuǎn)且旋轉(zhuǎn)角度相同。

進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)彎操縱機(jī)構(gòu)還包括均設(shè)于無人機(jī)機(jī)身內(nèi)的第一固定板15-1及第二固定板15-2，第二固定板15-2設(shè)于第一固定板15-1的下方，舵機(jī)12安裝在第一固定板15-1上，光桿4的下端依次穿過第一固定板15-1及第二固定板15-2后與上部連接塊14連接。在本實施例中，第一固定板15-1及第二固定板15-2上均設(shè)有給光桿4定位的四氟乙烯軸套，固定效果好，同時也起到了潤滑、散熱、減摩、延長壽命等有益效果。

具體地，上部連接塊14及上支撐板1均構(gòu)造有安裝孔，安裝孔內(nèi)穿設(shè)有緊固螺栓，以實現(xiàn)上部連接塊14與上支撐板1固定連接。在本實施例中，上部連接塊14的兩端各設(shè)有兩個安裝孔，相應(yīng)的每個上支撐板1上對應(yīng)于上部連接塊14的端部均設(shè)有兩個安裝孔，緊固螺栓依次穿過上支撐板1上的安裝孔及上部連接塊14上的安裝孔，以實現(xiàn)兩者的固定連接。采用這種連接方式，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便且固定效果好。

進(jìn)一步地，上部連接塊14構(gòu)造有凹槽，光桿4的底端伸入凹槽后通過粘膠與上部連接塊14粘接；緊固螺栓向凹槽的方向延伸，且緊固螺栓的端部抵靠光桿4；其中，緊固螺栓的直徑為4mm。在本實施例中，光桿4通過環(huán)氧樹脂膠與上部連接塊14粘接，緊固螺栓依次穿過上支撐板1上的安裝孔及上部連接塊14上的安裝孔后繼續(xù)向凹槽的方向延伸，直至其端部抵靠光桿4的底端，以實現(xiàn)進(jìn)一步地加強固定光桿4的作用。采用上述連接方式，在完成緊固上部連接塊14與上支撐板1的同時，還可完成光桿4與上部連接塊14的固定連接，結(jié)構(gòu)簡單，安裝效率高，且固定效果好。

特別的，光桿4與上部連接塊14除了采用上述粘接加螺紋連接的固定方式外，還可采用粘接與鉚釘或粘接與銷軸或或螺紋連接或鉚釘或銷軸等其它固定方式。

優(yōu)選地，支撐組件、第一固定板15-1及第二固定板15-2均采用碳纖維材質(zhì)制成，碳纖維材質(zhì)質(zhì)輕、強度高且具有耐腐蝕、高模量的特性，既能有效減輕整個無人機(jī)前起落架的重量，又能提高整個無人機(jī)前起落架的結(jié)構(gòu)強度；上部連接塊14、下部連接塊17、光桿4及連接桿13均采用不銹鋼材質(zhì)制成。采用碳纖維結(jié)合不銹鋼材質(zhì)制成的無人機(jī)前起落架，整體結(jié)構(gòu)強度和剛度大，可以承受30kg級無人機(jī)降落時的沖擊。

為使得無人飛行器滑跑更為穩(wěn)定，機(jī)輪組件包括兩個并行設(shè)置的機(jī)輪，兩個機(jī)輪分別與兩個下支撐板3固定連接且均設(shè)于下支撐板3的外側(cè)；每個機(jī)輪均包括輪轂及輪胎9，輪轂和輪胎9的尺寸可根據(jù)實際施工情況進(jìn)行相應(yīng)的選擇；優(yōu)選地，機(jī)輪上設(shè)有輪轂中心孔8，通過連接軸穿過輪轂中心孔8后分別與兩個下支撐板3及下部連接塊17軸承連接，以使得機(jī)輪和連接軸能相對下支撐板3及下部連接塊17產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，其中，連接軸與輪轂中心孔固定連接；結(jié)構(gòu)簡單，工藝簡便且固定效果好；在本實施例中，機(jī)輪上還設(shè)有四個圍繞輪轂中心孔8設(shè)置的PCD孔10，用于輪轂固定時鎖入螺帽。

優(yōu)選地，上支撐板1通過一根兩端帶卡簧的連接軸2與下支撐板3可轉(zhuǎn)動連接，即連接軸2與上、下支撐板3之間用滾動軸承連接，工作可靠，起動性能好，承載能力較高。在本實施例中，為進(jìn)一步地提高支撐組件的結(jié)構(gòu)強度，在上支撐板1與下支撐板3的連接處該設(shè)有中部連接塊16，優(yōu)選地，中部連接塊16可采用碳纖維材質(zhì)制成，質(zhì)輕且強度高；另外，中部連接塊16的形狀與大小可根據(jù)實際所需加強強度來進(jìn)行合理的設(shè)計。

經(jīng)實際測試，本發(fā)明提供的無人機(jī)前起落架的下支撐板與地面夾角從停機(jī)狀態(tài)的58°可以壓縮到與地面成20°的狀態(tài)，上支撐板和下支撐板之間的角度可以從124°壓縮到86°。實際測試中本發(fā)明所示的前起落架安裝在重30kg的無人飛行器上，該無人機(jī)以25m/s左右速度進(jìn)行數(shù)十次滑跑起飛和滑跑降落，起飛和降落時前起落架穩(wěn)定性和方向操控性良好，降落時減震效果良好。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種無人機(jī)前起落架，其包括減震器組件、機(jī)輪組件、支撐組件及設(shè)于支撐組件頂部的轉(zhuǎn)彎操縱機(jī)構(gòu)，支撐組件的上端與無人機(jī)的機(jī)身連接，下端與機(jī)輪組件連接；減震器組件設(shè)于支撐組件上且在無人機(jī)的行進(jìn)方向上，支撐組件設(shè)于減震器組件的前面。本申請?zhí)峁┑臒o人機(jī)前起落架，采用上述構(gòu)架式的結(jié)構(gòu)，既利于提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時結(jié)構(gòu)受力形式好，無人機(jī)起飛和降落過程中豎直方向和水平方向的力都能較好的傳遞到減震器組件上，減震效果好；此外，因為前起落架在無人機(jī)起飛降落時會因過載產(chǎn)生形變，所以將支撐組件設(shè)于減震器組件的前面，可以有效改善前起落架應(yīng)力狀態(tài)，從而進(jìn)一步地提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，安全性好。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。