旋翼無人機減震起落架的製作方法

2023-06-02 00:43:21

本實用新型屬於無人機飛行器技術領域，尤其涉及一種旋翼無人機減震起落架。

背景技術：

近些年，隨著無人機技術的發展，無人機的應用領域不斷拓展，廣泛應用於地形測繪、航拍、攝影、遙感、植保等領域。旋翼無人機因其具有快速機動、靈活度高、操作簡單、穩定性強、垂直起降、空中懸停、使用成本低、危險性小等優點倍受消費者青睞。旋翼無人機的起降過程為垂直起降，其起落架直接承受無人機降落時的衝擊力。

現目前，旋翼無人機起落架大多採用鋼絲或碳纖材料直接做成直杆起落架，或輔以拐彎工藝做成U型起落架，其結構較為簡單，並且未考慮採用減震裝置，造成在降落時起落架將衝擊力直接傳遞到無人機機身上，導致無人機機身或掛載設備的損壞。目前已有部分專利文獻中提出在直杆起落架內部增加液壓減震器減小降落時對無人機機身的衝擊，但旋翼無人機作為一種微小型無人機，起落架直徑通常在1cm左右，因此現有加工技術很難實現將液壓減震器應用於無人機起落架上。此外，現有的提供有減震器的直杆起落架也僅能提供直杆軸向或者無人機豎直方向的減震，而對於起落架水平方向並不具備伸縮減震作用，其減震效果並不好。

技術實現要素：

本實用新型解決的技術問題是提供一種新的可實現減震效果的旋翼無人機減震起落架。

本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是：旋翼無人機減震起落架，包括設置於無人機機身下方的至少兩個支撐腳，與每個支撐腳對應的設置有一斜向支撐件；每個支撐腳的一端樞接於無人機機身上，支撐腳的另一端呈喇叭狀的斜向下延伸；每個斜向支撐件的一端樞接於無人機機身上，斜向支撐件的另一端樞接於對應支撐腳的中部位置上，並且每個支撐腳與對應的斜向支撐件連接後呈「y」形；每個支撐腳以及對應的斜向支撐件均對應於同一安裝平面，並且該支撐腳以及對應的斜向支撐件所對應的樞接的轉軸均垂直於上述安裝平面；在斜向支撐件的中部設置有第一緩衝部。

進一步的是：所述支撐腳有兩個，兩個支撐腳呈「八」字形對稱設置，在每個支撐腳的底部設置有沿水平方向延伸的腳撐結構。

進一步的是：所述支撐腳設置有四個，所述四個支撐腳在無人機機身下方的周向上均勻分布，並且所有支撐腳呈喇叭狀的斜向下延伸分布。

進一步的是：在每個支撐腳的底端設置有底部呈球形曲面結構的腳觸。

進一步的是：所述腳觸由彈性橡膠材料製成。

進一步的是：所述斜向支撐件的長度方向與支撐腳的長度方向相垂直。

進一步的是：所述支撐腳從斜向支撐件的樞接處劃分為上部段和下部段，在下部段內設置有第二緩衝部。

進一步的是：所述第一緩衝部和第二緩衝部均為彈簧減震機構，所述彈簧減震機構包括導向軸、導向套、固定器、彈簧和固緊螺母，所述固定器固定安裝於導向套的端部，所述導向軸穿過固定器後深入到導向套內，並且導向軸可相對於導向套軸向移動；所述固緊螺母套在導向軸上穿過固定器後位於導向套內的一端上；所述彈簧套在導向軸上，並且彈簧的兩端分別與導向軸的根部和固定器的端部接觸配合。

進一步的是：在下部段內還設置有可調節下部段長度的長度調節機構。

進一步的是：所述長度調節機構包括伸縮軸、伸縮套和調節螺釘；所述伸縮軸外壁帶有外螺紋，所述伸縮套內壁帶內螺紋，所述伸縮軸與伸縮套為螺紋配合；所述調節螺釘設置在伸縮套上以將伸縮軸與伸縮套固緊連接。

本實用新型的有益效果是：通過將支撐腳的一端樞接於無人機飛行器上，同時通過設置相應的斜向支撐件，這樣可使支撐腳在飛行器降落時發生轉動，同時通過設置在斜向支撐件內的第一緩衝部可對支撐腳轉動過程中的轉矩起到緩衝作用，進而實現對飛行器降落時的緩衝減震效果。另外，還可同時設置第二緩衝部，第二緩衝部主要對支撐腳的軸向受力起到緩衝減震作用，這樣通過第一緩衝部和第二緩衝部可組成一個兩向減震系統，便於降落時起落架對不同方向受力的調整，能更好的吸收降落時衝擊力，減輕對無人機機身的衝擊力，實現無人機的軟著陸，進而避免無人機機身和掛載設備的損壞。該兩向減震系統還可在無人機降落時自適應的調整重心，避免無人機傾倒損壞；並且，還能夠在水平方向和豎直方向上分別對每個支撐腳起到獨立的調整，使無人機更適合於在不平整地面的降落，而且減震效果更好。另外，通過設置長度調節機構，還可實現對支撐腳長度的調節；進而可使同一起落架能適用於不同型號的無人機以及使無人機下方能掛載不同高度的物體。另外還可通過調整相應支撐腳的長度，是無人機降落在非水平的地面上，並且可起到調整無人機重心的目的。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的旋翼無人機減震起落架簡易示意圖，其中只繪製出了兩個呈對稱方向分布的支撐腳的情況；

圖2為圖1中局部區域A的放大示意圖；

圖3為圖1中局部區域B的放大示意圖；

圖中標記為：支撐腳1、上部段1a、下部段1b、斜向支撐件2、無人機飛行器3、第一緩衝部4、第二緩衝部5、導向軸6、導向套7、彈簧8、固定器9、伸縮軸10、伸縮套11、調節螺釘12、腳觸13、固緊螺母14、起落架安裝座15。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進一步說明。

如圖1至圖3中所示，本實用新型所述的旋翼無人機減震起落架，包括設置於無人機機身3下方的至少兩個支撐腳1，與每個支撐腳1對應的設置有一斜向支撐件2；每個支撐腳1的一端樞接於無人機機身3上，支撐腳1的另一端呈喇叭狀的斜向下延伸；每個斜向支撐件2的一端樞接於無人機機身3上，斜向支撐件2的另一端樞接於對應支撐腳1的中部位置上，並且每個支撐腳1與對應的斜向支撐件2連接後呈「y」形；每個支撐腳1以及對應的斜向支撐件2均對應於同一安裝平面，並且該支撐腳1以及對應的斜向支撐件2所對應的樞接的轉軸均垂直於上述安裝平面；在斜向支撐件2的中部設置有第一緩衝部4。其中，第一緩衝部4的作用主要是實現對斜向支撐件2軸向受力的緩衝，進而實現對支撐腳1的轉矩的緩衝效果；當然，也可對支撐腳1上部分軸向受力起到緩衝作用。

上述要求每個支撐腳1以及對應的斜向支撐件2均對應於同一安裝平面，並且該支撐腳1以及對應的斜向支撐件2所對應的樞接的轉軸均垂直於上述安裝平面；其目的是保證支撐腳1和斜向支撐件2均在相應的安裝平面內轉動，這樣才能確保斜向支撐件2對支撐腳1的轉矩緩衝效果。

支撐腳1的作用是支撐整個無人機機身3，以便進行實現無人機的起落操作，為了確保對無人機機身3的穩定支撐，本實用新型中的支撐腳1的數量至少應當設置兩個。當設置為兩個支撐腳1時，為了保證支撐腳1對無人機機身3的有效支撐，還要求所述兩個支撐腳1呈「八」字形對稱設置，並且在每個支撐腳1的底部設置有沿水平方向延伸的腳撐結構；例如在支撐腳1的底部設置相應的倒「T」形腳撐結構。而當支撐腳1設置為三個及以上時，只需要將支撐腳1在無人機機身3下方的周向上均勻分布設置，即可保證對無人機機身3的有效支撐，並且通過均勻分布，可確保每個支撐腳1的受力均勻。當然，在設置有三個及以上的支撐腳1時，為了確保每個支撐腳1能有效的繞著其樞接的軸線轉動，並且提高支撐腳1的支撐效果，一般優選將所有支撐腳1呈喇叭狀的斜向下延伸分布；具體可參照附圖1中所示的傾斜方式設置；並且一般情況下，此時從俯視方向看，則每根支撐腳1均以無人機機身3的中心位置向外部徑向分布。本實用新型中優選設置四個支撐腳1，並且四個支撐腳1分布在無人機機身3下部「十」字形的四個端部位置上。

在上述設置有三個及以上的支撐腳1時，為了使得每個支撐腳1與地面之間均為點接觸，本實用新型進一步優選在每個支撐腳1的底端設置有底部呈球形曲面結構的腳觸13。之所以採用底部呈球形曲面結構的腳觸13，主要是便於腳觸13剛接觸地面時其與地面接觸面積小，這樣能夠在無人機機身3的重力作用下使得腳觸13產生一定的移動量，以便於支撐腳1發生一定角度的轉動，使第一緩衝部4的受力發生變化，進而起到相應的緩衝作用。另外，腳觸13可優選採用具有一定彈性性能的橡膠材料製成，這樣可使其具有相應的彈性緩衝效果。

上述本實用新型中設置每個支撐腳1與對應的斜向支撐件2連接後呈「y」形，主要是便於支撐腳1發生轉動，同時斜向支撐件2能有效的對支撐腳1的轉矩提供緩衝。本實用新型進一步優選設置所述斜向支撐件2的長度方向與支撐腳1的長度方向相垂直；當然，考慮到在飛行器降落過程中，斜向支撐件2將相對支撐腳1發生一定的角度轉動，因此上述斜向支撐件2的長度方向與支撐腳1的長度方向的夾角允許其在90°附近隨之變化。採取上述設置的目的是為了儘量使得斜向支撐件2上的第一緩衝部4能最大限度的對支撐腳1的轉矩實現緩衝效果。

理論上，上述斜向支撐件2的長度方向與支撐腳1的長度方向呈大致垂直分布時，所述第一緩衝部4主要是對支撐腳1的轉矩起到緩衝作用，而對於支撐腳1軸向受力的緩衝作用則較差。為此，本實用新型進一步採用如下設置：將支撐腳1從斜向支撐件2的樞接處劃分為上部段1a和下部段1b後，同時在下部段1b內設置有第二緩衝部5。上述第二緩衝部5的作用是實現對支撐腳1軸向受力的緩衝效果。這樣，通過第一緩衝部4和第二緩衝部5可組成一個兩向減震系統，更便於起落架降落時對不同方向的調整，並可同時實現對支撐腳1的轉矩和軸向受力的緩衝，能更好的吸收降落時衝擊力，減輕對無人機機身3的衝擊力。

上述本實用新型中所述的第一緩衝部4和第二緩衝部5，其目的均是實現緩衝效果，進而起到減震的目的，理論上其可採用各種已知的緩衝機構。本實用新型優選其為彈簧減震機構，具體彈簧減震機構的結構可參照附圖3中所示：所述彈簧減震機構包括導向軸6、導向套7、固定器9、彈簧8和固緊螺母14，所述固定器9固定安裝於導向套7的端部，所述導向軸6穿過固定器9後深入到導向套7內，並且導向軸6可相對於導向套7軸向移動；所述固緊螺母14套在導向軸6上穿過固定器9後位於導向套7內的一端上；所述彈簧8套在導向軸6上，並且彈簧8的兩端分別與導向軸6的根部和固定器9的端部接觸配合。這樣，當彈簧減震機構的軸向受壓力後，其彈簧8將被壓縮，進而起到緩衝受力的效果。

上述所述的固緊螺母14是套在導向軸6上，以防止導向軸6從固定器9上脫落；而固定器9則可套接在導向套7上，一般來說可以採用過盈配合的套在導向套7上，或者固定器9與導向套7螺紋配合連接。

另外，本實用新型進一步為了實現對支撐腳1長度的調節，以便調整無人機飛行器3的下部空間高度，進而實現在人機飛行器3的下部可安裝不同高度尺寸的其它配件結構，例如可實現對不同高度的攝像機配件的安裝；本實用新型進一步採取如下設置：在下部段1b內還設置有可調節下部段1b長度的長度調節機構。其中所述的長度調節機構理論上可採用各種已知的長度調節機構；本實用新型優選採用如下設置：所述長度調節機構包括伸縮軸10、伸縮套11和調節螺釘12；所述伸縮軸10外壁帶有外螺紋，所述伸縮套11內壁帶內螺紋，所述伸縮軸10與伸縮套11為螺紋配合；所述調節螺釘12設置在伸縮套11上以將伸縮軸10與伸縮套11固緊連接。這樣，在需要調節下部段1b長度時，可鬆開調節螺釘12，然後在伸縮套11內對伸縮軸10進行伸縮調節，當調節到合適位置後，再擰緊調節螺釘12，將伸縮軸10與伸縮套11固緊連接即可。

另外，本實用新型中的起落架，其理論上可直接安裝於無人機機身3上，或者也可如圖1中所示，為了便於安裝，可設置相應的起落架安裝座15，然後先將支撐腳1以及對應的斜向支撐件2安裝於同一個起落架安裝座15上後再將起落架安裝座15安裝到無人機機身3上。

另外，為了減輕起落架整體的重量，一般情況下均將組成支撐腳1和斜向支撐件2的主體部件採用空心的管材，並且優選採用碳纖維管，這樣即可減輕相應部件的重量。例如上述本實用新型中所述的伸縮套11、伸縮軸10以及導向套7等所對應的支撐腳1的部分均可採用碳纖維管。對於導向軸6也可採用碳纖維管；另外，考慮到其直徑一般較小，不便於做成管狀，也可採用相應的碳纖維材料製成的實心體。

另外，需要指出的是，由於在支撐腳1和斜向支撐件2上設置有相應的緩衝部或者長度調節機構等，因此其支撐腳1和斜向支撐件2可能由多段部件組成；例如在上述的伸縮套11、伸縮軸10即可為兩段碳纖維管通過套接後組成的整體作為支撐腳1和斜向支撐件2的一部分；而對於支撐腳1和斜向支撐件2上的不同段部件，則可根據需要選取不同直徑的管材。