[發明專利]一種柔性起落架減震裝置

有效

• 申請號: 202011414259.2
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112478144B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 王靖宇;朱利安·簡·巴蒂斯特·梅萊特;王霰禹;謝方園
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B64C25/58
• 分類號: B64C25/58
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 云燕春

本發明一種柔性起落架減震裝置，屬于航空器的減震技術領域；包括第一連桿和第二連桿，所述第一連桿為等徑直桿，第二連桿為外周面一側設置有半圓凸起的直桿結構，半圓凸起的直徑和直桿結構的軸向平行；兩個第一連桿相對設置，兩個第二連桿相對設置，通過四個柔性鉸鏈將四個連桿首尾相接，形成柔性結構的四連桿機構；當所述四連桿機構為自由狀態時，兩個第二連桿的半圓凸起外周面之間擠壓相切，將兩個半圓凸起的切線作為參考線；當所述四連桿機構受沖擊為運動狀態時，兩個半圓凸起之間的接觸區域沿半圓凸起邊緣移動，通過擠壓變形所產生的摩擦力消除沖擊力。本發明整體式的柔性減震器最大優化了減震效果，其中，能量的耗散是非常關鍵的。

技術領域

本發明屬于航空器的減震技術領域，具體涉及一種柔性起落架減震裝置。

背景技術

起落架裝置是飛行器重要的具有承力兼操縱性的部件，在飛行器安全起降過程中擔負著及其重要的使命。起落架是飛機起飛、著陸、滑跑、地面移動和停放所必需的支持系統，是飛機的主要部件之一，其性能的優劣直接關系到飛機的使用與安全。

張等人2018年在《野外機器人》雜志上，發表了一篇名為“受生物啟發的帶有軟減震器的自主飛行機器人的著陸系統設計”的論文[Zhang K,Chermprayong P,TzoumanikasD,et al.Bioinspired design of a landing system with soft shock absorbers forautonomous aerial robots[J].Journal of Field Robotics,2019,36(1):230-251.]，其中提出了著陸腿減震器的設計，試圖提高無人機著陸階段的安全性。該方法基于仿生學思想，設計了無人機接近策略和一個可伸縮的系統，使用了兩個減震器。第一個被稱為“波紋殼”，使用標準鉸鏈將三個柔性殼結構連接在一個折疊連桿結構上。該結構由5個零件組成，既具有線性運動的性質，也具有彈簧的非線性特性。第二個減震器位于起落架的末端，這種被稱為“軟著陸墊”的小阻尼器吸收少量著陸能量，通過彎曲和扭轉，可適應不同的著陸表面。張等人提出的著陸腿有三個明顯的問題：(1)主動伸縮系統中嵌入了機動化，增加了飛機的死重。(2)沒有專門用于能量耗散的模塊，而該模塊是著陸器轉化動能避免破碎或彈跳的標準模塊。(3)該機構相對復雜，在裝配中使用了多個部件，并沒有使機構的尺寸得到優化。

目前，大多數起落架只是讓無人機保持靜止，只能吸收小沖擊力。通常由于地面效應或其他原因，著陸階段可能會導致硬碰撞。因此，無人機最好能不受控制的彈跳，但這也會導致一些零件的斷裂。

由于無摩擦、無間隙和最少裝配階段的卓越品質，柔性機構正變得越來越有前景。與標準機構不同的是，標準機構具有可移動的關節，而柔性機構則通過柔性構件的撓度來獲得其靈活性，其運動學模型與結構的力學行為相耦合。一般情況下，標準機構的剛性鉸鏈可以被橫梁截面積較小的柔性鉸鏈代替。柔性部件的變形具有彈性效應，因此，柔性機制具有減震器的作用，可用于吸收沖擊中的能量。

發明內容

要解決的技術問題：

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種柔性起落架減震裝置，作為一種柔性機構設計本發明的阻尼器為單體式設計，利用四桿機構理論，在運動過程中對特定區域的摩擦效應進行調節，同時能夠消除著陸沖擊，使減震效應達到預期的效果。這種新型的著陸腿設計具有更好的減震效果，防止對無人機的潛在破壞，并保持更好的控制。

本發明的技術方案是：一種柔性起落架減震裝置，其特征在于：包括第一連桿和第二連桿，所述第一連桿為等徑直桿，第二連桿為外周面一側設置有半圓凸起的直桿結構，半圓凸起的直徑和直桿結構的軸向平行；兩個第一連桿相對設置，兩個第二連桿相對設置，通過四個柔性鉸鏈將四個連桿首尾相接，形成柔性結構的四連桿機構；