[发明专利]小型无人机的自由偏转减摆式前起落架

说明书

技术领域

本发明属于基于差动刹车转向方式的小型轮式起降无人机前起落架领域，具体涉及一种小型无人机的自由偏转减摆式前起落架。

背景技术

对飞机进行转向纠偏控制可以消除或减小飞机在滑跑过程中因机身气动外形不对称、起落架安装精度误差、侧风扰动、偏航着陆等因素而造成的相对跑道中心线的侧向偏差。常见的前轮转弯纠偏控制方式具有响应快，不产生额外阻力的优点，可使飞机灵活转弯并减小起飞滑跑距离，还可以兼备非对称推力和差动刹车两种操作方式。差动刹车纠偏是利用轮式飞机自带的刹车装置进行操纵转向，其缺点是损耗了飞机起飞时的前进动能，加快了轮胎的发热磨损，然而考虑差动刹车不需附加额外的转向系统，且较容易实现，因此在轮式起降无人机中应用较多。此外，当飞机滑跑达到一定速度时，前轮会发生一种偏离其中立位置的剧烈侧向摆动，因此飞机的前起落架设计还必须考虑减摆问题。

大型飞机前起落架一般采用操纵前轮转弯的作动筒兼作减摆器的方式，这种操纵减摆器兼备了操纵转向作动筒和减摆阻尼作动筒两种功能，通过控制油路，就可实现前轮操纵转向与自由偏转减摆功能间的切换。

然而，大型飞机前起落架的操纵减摆器需要配备复杂而沉重的油路以及相应的控制系统，而非对称推力方式又需要采用两个发动机产生差动推力，因此这些结构都不适用于小型无人机。

另外，无人机着陆前需要保证前轮能够处于中立位置，这就要求前起落架具有对中机构。但现有的凸轮式对中机构装在缓冲器内部，其构造复杂，增加了缓冲器的支柱长度，现有的楔杆式对中机构在遇到侧向力作用时会导致前轮偏转，不能完全保证着陆时的中立位置，而滚棒凸轮式对中机构会占据较大空间，额外增加无人机飞行时的气动阻力。因此，上述结构都无法很好地满足小型无人机对前起落架对中机构的要求。

发明内容

为了解决现有基于差动刹车转向方式的小型轮式起降无人机，其前起落架既无法使用大型飞机上带有沉重油路和相应控制系统的操纵减摆器，也无法使用由两个发动机产生差动推力的非对称推力减摆方式，同时，现有的前轮对中机构都不适用于小型无人机前起落架的技术问题，本发明提供一种小型无人机的自由偏转减摆式前起落架。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

小型无人机的自由偏转减摆式前起落架包括起落架连接座、固定支柱、旋转支柱和机轮组件，起落架连接座与无人机固连，固定支柱与起落架连接座固连，旋转支柱与固定支柱轴承连接，机轮组件与旋转支柱固连；该前起落架还包括固定轴卡箍、旋转轴卡箍、减摆器组件和对中机构，固定轴卡箍嵌套并固连于固定支柱下端的外侧，旋转轴卡箍嵌套并固连于旋转支柱上端的外侧；在固定支柱的下端外壁上开有垂直于固定支柱旋转轴的第一销轴连接孔；固定轴卡箍的圆周外壁上开有垂直于固定轴卡箍旋转轴的第二销轴连接孔；旋转轴卡箍的外壁上设有沿圆周径向向外突起的拨叉槽；

所述减摆器组件包括活塞式减摆器、L型拨杆机构、减摆器安装座和第一销轴，活塞式减摆器包括缸体和活塞连杆；L型拨杆机构包括L型拨杆、第二销轴、第三销轴和拨杆球头；减摆器安装座的一端与活塞式减摆器的外侧壁固连，其另一端通过第一销轴与第一销轴连接孔转动连接；活塞连杆的中段与缸体滑动连接；L型拨杆的一端通过第二销轴与活塞连杆的下端转动连接，其另一端与拨杆球头固连，L型拨杆的转折处通过第三销轴与第二销轴连接孔转动连接；拨杆球头嵌入拨叉槽内并与其滑动连接；

所述对中机构包括多个弹簧片对、弹簧片拨杆、L形基座、弹簧片挡轴、多个调整垫片和拨杆连接座，L形基座的短边与固定轴卡箍的外壁固连，其L形的长边上开有挡轴定位槽，弹簧片挡轴与旋转支柱平行，其下端有螺孔并通过紧固螺钉与挡轴定位槽固连；弹簧片对包括两片完全相同的弹簧片，二者成八字形对称放置，其一端分别固连于旋转轴卡箍的侧壁上，另一端合拢并分别压在多个弹簧片挡轴的侧壁上；拨杆连接座沿旋转支柱的径向放置，其侧壁通过调整螺钉与固定轴卡箍的侧壁螺纹连接；其下端与弹簧片拨杆的上端固连；多个调整垫片套在拨杆伸缩连接座的调整螺钉上并且被拨杆伸缩连接座压紧；弹簧片拨杆与旋转支柱平行，其下端插入到弹簧片对与多个弹簧片挡轴共同形成的空隙内，并分别与弹簧片对的两片弹簧片接触。

所述固定轴卡箍与旋转轴卡箍分别设有相互配合的限位齿。