適用于無人機的前輪轉向機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于無人機的前輪轉向機構，屬于無人飛行器技術領域。
【背景技術】
[0002]無人機的前輪轉向機構對于無人機的起降過程尤其重要，為避免無人機在起飛前沖出跑道，必須保證無人機在跑道上按指定的直線滑行。為了實現(xiàn)無人機沿直線滑行，可以通過主輪差動剎車、前輪轉向、以及方向舵糾偏等多種方式或者其組合實現(xiàn)。但在實際操作中，前輪轉向在保證無人機沿直線滑行的效果最為明顯。比如在使用主輪差動剎車糾偏時，當兩個主輪調(diào)整剎車力大小時，前輪能隨著主輪剎車力矩的大小隨時調(diào)整航向角，從而實現(xiàn)無人機沿直線滑行。即使無人機在高速滑跑階段，方向舵起到糾偏效果時，也往往在配合前輪轉向共同作用時才能取得較好效果。
[0003]現(xiàn)在經(jīng)常采用的前輪轉向機構多通過舵機、連桿直驅(qū)前輪轉向，或者通過彈簧結構來克服瞬間轉矩過大的情況，但仍然存在不足。首先，現(xiàn)在常采用的前輪轉向機構沒有轉向機械限位，當轉向角度過大時，四連桿機構出現(xiàn)干涉會對舵機造成損害，而當舵機失效時，前輪會迅速轉過大角度而使無人機機體損壞；其次，舵機與前輪轉向機構通過連桿直驅(qū)，當無人機在滑跑過程中出現(xiàn)轉矩過大并超過舵機允許最大轉矩時，會對舵機造成損壞，而在高速滑行過程中，舵機損壞帶來的后果是十分嚴重的；最后，前輪轉向會造成前輪繞轉軸的角振動，如果不加限制，有可能會引起扭振的現(xiàn)象，現(xiàn)在常采用的轉向機構無法對該振動的控制測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術無法對前輪繞轉軸的角振動的控制測量問題，提供一種可以實現(xiàn)前輪轉向過程中的機械限位、舵機過載保護以及阻尼減震的無人機前輪轉向機構。
[0005]適用于無人機的前輪轉向機構，其特征是，
[0006]轉軸通過轉軸固定螺釘與前起板簧固連；軸承座通過夾緊的方式連接在安裝支座上，并通過推力軸承和兩個滾動軸承與轉軸相連，并由壓緊螺母和墊片將轉軸與滾動軸承內(nèi)圈壓緊；圓錐銷安裝在轉軸上并裝配到軸承座上的扇形孔中；減振橡膠外圈套在轉向支架的方孔中，轉向塊裝在減振橡膠的內(nèi)孔中，轉向塊固定螺釘將轉向塊與前起板簧固連；軸套安裝在轉軸上，且位于轉向支架上，轉向搖臂安裝在軸套上，并通過壓緊螺釘、彈簧和鋼球與轉向支架相連，鋼球嵌入轉向支架上的圓錐孔中，彈簧位于鋼球上再由壓緊螺釘壓緊；轉向搖臂通過連桿與舵機搖臂連接組成四連桿機構，驅(qū)動轉向支架轉動；舵機搖臂與舵機輸出軸連接。
[0007]舵機和安裝支座與機身固連。
[0008]前輪設置在前起板簧上。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:該無人機前輪轉向機構能夠?qū)崿F(xiàn)前輪轉向機械限位、舵機過載保護和阻尼減震的作用，并且該機構具有結構簡單、緊湊、可靠的優(yōu)點，結構裝配方便，易于實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0010]圖1:本發(fā)明適用于無人機的前輪轉向機構結構圖。
[0011]圖2:本發(fā)明所述舵機過載保護裝置結構圖。
[0012]圖3:本發(fā)明所述前輪轉向阻尼系統(tǒng)結構爆炸視圖。
[0013]圖4:本發(fā)明無人機的前輪轉向機構及前輪整體結構示意圖。
[0014]圖中:1、舵機，2、舵機搖臂，3、連桿，4、轉向搖臂，5、前起板簧，6、減震橡膠，7、轉向塊，8、轉向塊固定螺釘，9、轉向支架，10、轉軸固定螺釘，11、軸套，12、推力軸承，13、軸承座，14、圓錐銷，15、扇形孔，16、安裝支座，17、滾動軸承，18、轉軸，19、壓緊螺母，20、墊片，21、鋼球，22、彈簧，23、壓緊螺釘，24、圓錐孔，25、前輪。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案做進一步詳細說明。
[0016]如圖1所示，適用于無人機的前輪轉向機構，轉軸18通過轉軸固定螺釘10與前起板簧5固連。軸承座13通過夾緊的方式連接在安裝支座16上，其通過一個推力軸承12和兩個滾動軸承17與轉軸18相連，并由壓緊螺母19和墊片20將轉軸18與滾動軸承17內(nèi)圈壓緊。
[0017]減振橡膠6外圈套在轉向支架9的方孔中，轉向塊7裝在減振橡膠6的內(nèi)孔中，轉向塊固定螺釘8將轉向塊7與前起板簧5固連。
[0018]軸套11安裝在轉軸18上，且位于轉向支架9上，轉向搖臂4安裝在軸套11上。
[0019]轉向搖臂4通過連桿3與舵機搖臂2連接組成四連桿機構，驅(qū)動轉向支架9轉動；舵機搖臂2與舵機I輸出軸連接。
[0020]圓錐銷14安裝在轉軸18上并裝配到軸承座13上的扇形孔15中；當轉向角度到達允許最大角度時，圓錐銷12與扇形孔15邊緣接觸，從而實現(xiàn)機械限位。
[0021]舵機I和安裝支座16與機身固連。
[0022]如圖2所示，轉向搖臂4通過壓緊螺釘23、彈簧22及鋼球21與轉向支架9相連，正常工作時，鋼球21嵌入轉向支架9上的圓錐孔24中，彈簧22位于鋼球21上再由壓緊螺釘23壓緊，可調(diào)節(jié)壓緊螺釘23的位置，當舵機I受到力矩大于其最大輸出力矩時，鋼球21從圓錐孔24中滑出，使轉向搖臂4與轉向支架9脫離連接，從而實現(xiàn)舵機I過載保護。具體調(diào)節(jié)過程:將前輪轉向機構安裝在機身上，固定機身與轉向搖臂4，使用逐漸增加的力矩轉動前起板簧5，調(diào)節(jié)壓緊螺釘23，當施加力矩等于舵機I允許最大力矩時(此處可取安全系數(shù))，鋼球21從轉向支架9的圓錐孔24中滑出，從而實現(xiàn)舵機I過載保護。
[0023]如圖3所示，當轉向時，轉向支架9通過減振橡膠6推動板簧5繞轉軸18旋轉，并通過減振橡膠6的彈性及阻尼特性抑制前起板簧5繞轉軸18的旋轉振動。
[0024]如圖4所示，前輪25安裝在前起板簧5上，舵機I通過控制舵機搖臂2、連桿3與轉向搖臂4組成的四連桿機構來驅(qū)動前輪25轉動。
【主權項】
1.適用于無人機的前輪轉向機構，其特征是， 轉軸(18)通過轉軸固定螺釘(10)與前起板簧(5)固連； 軸承座(13)通過夾緊的方式連接在安裝支座(16)上，其通過推力軸承(12)和兩個滾動軸承(17)與轉軸(18)相連，并由壓緊螺母(19)和墊片(20)將轉軸(18)與滾動軸承(17)內(nèi)圈壓緊； 圓錐銷(14)安裝在轉軸(18)上并裝配到軸承座(13)上的扇形孔(15)中； 減振橡膠(6)外圈套在轉向支架(9)的方孔中，轉向塊(7)裝在減振橡膠￠)的內(nèi)孔中，轉向塊固定螺釘⑶將轉向塊⑵與前起板簧(5)固連； 軸套(11)安裝在轉軸(18)上，且位于轉向支架(9)上，轉向搖臂⑷安裝在軸套(11)上，并通過壓緊螺釘(23)、彈簧(22)和鋼球(21)與轉向支架(9)相連，鋼球(21)嵌入轉向支架(9)上的圓錐孔(24)中，彈簧(22)位于鋼球(21)上再由壓緊螺釘(23)壓緊； 轉向搖臂(4)通過連桿(3)與舵機搖臂(2)連接組成四連桿機構，驅(qū)動轉向支架(9)轉動；舵機搖臂(2)與舵機(I)輸出軸連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的適用于無人機的前輪轉向機構，其特征在于，舵機(I)和安裝支座(16)與機身固連。
3.根據(jù)權利要求1所述的適用于無人機的前輪轉向機構，其特征在于，前輪(25)設置在前起板簧(5)上。
【專利摘要】適用于無人機的前輪轉向機構，屬于無人飛行器技術領域，為解決現(xiàn)有技術無法對該振動的控制測量問題，轉軸與前起板簧固連；軸承座連接在安裝支座上，其通過推力軸承和兩個滾動軸承與轉軸相連，并由壓緊螺母和墊片將轉軸與滾動軸承內(nèi)圈壓緊；圓錐銷安裝在轉軸上；減振橡膠外圈套在轉向支架的方孔中，轉向塊裝在減振橡膠的內(nèi)孔中，轉向塊固定螺釘將轉向塊與前起板簧固連；軸套安裝在轉軸上，且位于轉向支架上，轉向搖臂安裝在軸套上，并通過壓緊螺釘、彈簧和鋼球與轉向支架相連，鋼球嵌入轉向支架上的圓錐孔中，彈簧位于鋼球上再由壓緊螺釘壓緊；轉向搖臂通過連桿與舵機搖臂連接組成四連桿機構，驅(qū)動轉向支架轉動；舵機搖臂與舵機輸出軸連接。
【IPC分類】B64C25-36, B64C25-50
【公開號】CN104859848
【申請?zhí)枴緾N201510213698
【發(fā)明人】孫輝, 張恩陽, 馬伍元, 劉波, 厲明, 何利文, 王元超
【申請人】中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月30日