[发明专利]一种基于着陆机构的腿式机械缓冲器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种基于着陆机构的腿式机械缓冲器，它可应用于航空航天及其它需要利用缓冲结构和技术的各种场合，属于缓冲机械技术领域。

技术背景：

腿式机械缓冲器是现在航天领域应用较为广泛的一种缓冲方式，其主要借鉴飞机起落架先进着陆缓冲技术，通过采用弹簧、板簧或液压减震器来耗散冲击能量。

目前的机械式缓冲结构大多是单一反冲方式或者是复合度较低的缓冲结构，因为单一的方式结构虽较为简单，但是其缓冲性能方面较复合型缓冲差。有些单一的方式受环境影响较大，因而影响了缓冲性能的稳定性。而自主式缓冲结构技术设计要求高，不仅提高了生产成本，而且稳定性也难以保证。因而，可靠而简单的复合式缓冲器是发展研究的方向。

发明内容：

1.目的：本发明的目的是为了提供一种一种基于着陆机构的腿式机械缓冲器，它克服了现有技术的不足，是一种结构比较简单、缓冲性能稳定、缓冲效果良好并能自主控制的复合型缓冲装置。

2.技术方案：为了实现上述发明的目的，本发明采用以下技术方案：

见图1，本发明一种基于着陆机构的腿式机械缓冲器，它是由上端盖、直流丝杠电机、碟型弹簧、阻尼挡片、力传感器、胀环、活塞推杆、锥环推杆、缓冲腔壳、电机丝杠导环、泡沫金属填充块A、B、C填充物、柔性多孔材料、底端盖、压簧组成；它们之间的位置连接关系是：上端盖与缓冲腔壳同轴连接在一起、底端盖通过螺钉与缓冲腔壳同轴连接，形成缓冲器外部壳体。缓冲腔壳下腔嵌入一胀环。胀环与缓冲腔壳间由泡沫金属填充块B填充，锥环推杆中央开有一向上的盲孔，孔内自下向上嵌入压簧与活塞推杆。锥环推杆、胀环与活塞推杆围成的空腔由柔性多孔材料填充。至此形成缓冲器的一级缓冲结构。活塞推杆上方放置一阻尼挡片(其外圈与缓冲腔壳的上腔内壁通过螺纹副连接)，力传感器装在阻尼挡片的卡槽内。阻尼挡片与电机丝杠导环通过螺栓组连接，电机丝杠导环上安置一直流丝杠电机，直流丝杠电机的丝杠末端可以通过电机丝杠导环、阻尼挡片以及活塞推杆的中孔。阻尼挡片、直流丝杠电机与缓冲腔壳之间的空腔由泡沫金属填充块A、C与蝶形弹簧间隔填充。至此形成缓冲器的二级缓冲结构。

所述上端盖是类圆锥台形零件，上端盖通过铰接片可与着陆器主体部分连接，其下平面开有四方形凹槽，用以固定直流丝杠电机，凹槽尺寸根据所选择直流丝杠电机设定。上端盖开有竖直的小通孔，用以通过直流丝杠电机、力传感器提供电源线及信号线；

所述直流丝杠电机是四方形的直流伺服电机，输出轴为直径10mm的丝杠，主要功能是根据控制信号通过其丝杠旋转控制阻尼挡片旋转上升和下降。

所述碟型弹簧是有支撑面的垫圈式弹簧，利用对合方式排布，主要用于储存冲击能量；

所述阻尼挡片是圆柱状的零件，其外圆柱面有螺纹副，用以与缓冲腔内壁相配合，与电机丝杠导环通过螺栓固连，用以在直流丝杠电机的丝杠上旋转上升或下降，阻尼挡片下端平面开有十字形凹槽，用以固定四个力传感器，其主要功能一是压缩上腔内的碟型弹簧和泡沫金属填充块A、C填充物，同时通过自身的旋转上升控制活塞推杆运动速度，并且也有一定的耗散冲击能量功能；

所述力传感器是选用市购件的规格型号，其作用是测量活塞推杆推力；

所述胀环是由多个厚度不完全相同的胀环串联而成的结构，其直径较大的胀环与直径较小胀环间用锥面过渡。其功能是通过活塞推杆周向挤压，使其发生塑性变形，吸收部分冲击能量，是一级缓冲结构的吸收能量的载体；

所述活塞推杆是三园柱构成的长柱形体，在其大端处设置有预定深度的盲孔，其功能是将通过压簧传递的载荷传给二级缓冲结构；

所述锥环推杆是头部为园锥台状的长柱形体，在其园锥台端开有盲孔，放置压簧，同时与活塞推杆存在间隙配合。其功能是，在受到冲击后锥环推杆对胀环、柔性多孔材料和泡沫金属填充块B进行压缩，同时通过压簧传力给二级缓冲结构，实现能量转换；

所述缓冲腔壳是圆筒形的阶梯形空腔，其结构可分为上腔、下腔和分型面三个部分，其上腔内壁为螺纹副，下腔内壁光滑，它是整个缓冲器结构的保护罩，能够使缓冲器结构紧凑，有效地工作；

所述电机丝杠导环是法兰盘结构，通过螺栓与阻尼挡片固连。其功能是支撑和固定直流丝杠电机的丝杠，使其沿着活塞推杆顺利进行直线运动。

所述泡沫金属填充块A、泡沫金属填充块B、泡沫金属填充块C填充物是由金属合金材料(如铝合金)制成的疏松多孔如蜂窝状的环形块体，主要功能是在受到冲击载荷的作用下发生塑性变形，吸收冲击能量，达到缓冲效能。