[发明专利]一种用于腿式起落装置的可更换式足部结构

说明书

本发明公开了一种用于腿式起落装置的可更换式足部结构，包括机械连接接口、力传感器和可更换式足端；所述可更换式足端上端可拆卸连接于力传感器下端，力传感器上端与机械连接接口连接。可更换式足端的形式包括但不限于：缓冲式足端、圆盘式足端、电磁吸附式足端和多刺半球式足端。本发明设计的可更换式足部结构，和腿式起落架匹配使用，可使飞行器适应不同地质、地形和地势下的着陆和停靠需求。

技术领域

本发明设计飞行器领域，具体涉及一种用于腿式起落装置的可更换式足部结构。

背景技术

垂直起降飞行器包括直升机、多旋翼飞行器等种类，现阶段垂直起降飞行器起落架的主要形式包括机轮式起落架和滑撬式起落架。由于该两类起落架的适应性和灵活性较差，垂直起降飞行器起降过程对着陆面的平整度、坡度以及稳定程度有要求较高，在遇到特殊着陆环境时，如乱石、大斜坡地形、晃动舰面、松软草地等复杂地形环境时，无法进行起降。

腿式起落架是近年来提出的一种新概念起落架形式，该类型起落架基于仿生学理念、采用带关节的腿部设计方式，可显著提升垂直起降飞行器在复杂着陆环境下的自适应能力。由于着陆面材质、性质和硬度不同，采用单一足部外形设计，无法适应多种地形自适应着陆和停靠的要求。如松软地面着陆环境下，要求接触面有足够大接触面积以降低压强，防止起落架下陷或机身歪斜；乱石地面着陆环境下，要求足底有足够尖锐接触点，以保证足部与岩石表面稳定接触，防止起落架侧滑倾倒；海面有风浪导致舰船甲板晃动情况下，垂直起降飞行器着舰和舰面停靠过程，需额外提供制动力，以防止垂直起降飞行器侧滑入海中；仿生扑翼机在枝条等棍状结构上着陆时，要求足端提供足够抓紧力，以防止仿生扑翼机坠落。

发明内容

发明目的

本发明用于解决腿式起落装置在多种地质环境下的着陆适应性难题；针对上述问题，本发明提供了一种用于腿式起落架的可更换的足部结构，根据不同着陆地质环境，安装不同类型的足部，以满足腿式起落架在各种复杂地形环境下的着陆和停靠需求。

发明技术解决方案

为了实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种用于腿式起落装置的可更换式足部结构，包括机械连接接口、力传感器和可更换式足端；所述可更换式足端上端可拆卸连接于力传感器下端，力传感器上端与机械连接接口连接。机械连接接口与腿式起落装置的胫节相连。所述力传感器用于测量着陆过程载荷，作为腿式起落架的关节控制系统的输入。可更换式足端的形式包括但不限于：缓冲式足端、圆盘式足端、电磁吸附式足端和多刺半球式足端。本发明的可更换式足部结构作为腿式起落装置的组成部分，可应用于无人直升机、无人多旋翼飞行器和仿生扑翼机等多种飞行器；可更换安装不同足端形式，匹配着陆地质、地形和地势环境，完成飞行器在复杂地形下的自适应着陆。

优选的，可更换式足端为缓冲式足端，所述缓冲式足端包括弹簧缓冲装置，应用于硬质铺砌地面情况下的自适应着陆，以减缓冲击过载。

优选的，所述弹簧缓冲装置末端还连接有半球状结构，所述半球状结构的球面位于底部。

优选的，所述圆盘状足端底部为平面结构，其底部平面面积可根据需要设计，应用于平坦松软地面情况下的自适应着陆，接触面积大，以减小接触压力。

优选的，所述电磁吸附式足端包括足端主体和可拆卸连接于足端主体底部的电磁铁，电磁铁连接至电源。电磁铁通电后具有磁性成为电磁锁定结构，应用于晃动舰面情况下的自适应着舰和停靠，以防止飞行器侧滑或倾覆。

优选的，所述多刺半球式足端包括外表面分布有具有尖锐端部的金属刺的带刺半球状结构。应用于山地、乱石等非结构坚硬地形下的自适应着陆，通过突刺前缘刺入岩石表面，增加足底滑动阻力，增强着陆的稳定性。

优选的，所述多刺半球式足端还包括弹簧缓冲装置，带刺半球状结构连接于弹簧缓冲装置末端。弹簧缓冲装置在飞行器着陆时有缓冲作用。