適用于無人機(jī)的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于無人機(jī)的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，屬于無人飛行器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]無人機(jī)的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)對于無人機(jī)的起降過程尤其重要，為避免無人機(jī)在起飛前沖出跑道，必須保證無人機(jī)在跑道上按指定的直線滑行。為了實(shí)現(xiàn)無人機(jī)沿直線滑行，可以通過主輪差動剎車、前輪轉(zhuǎn)向、以及方向舵糾偏等多種方式或者其組合實(shí)現(xiàn)。但在實(shí)際操作中，前輪轉(zhuǎn)向在保證無人機(jī)沿直線滑行的效果最為明顯。比如在使用主輪差動剎車糾偏時(shí)，當(dāng)兩個(gè)主輪調(diào)整剎車力大小時(shí)，前輪能隨著主輪剎車力矩的大小隨時(shí)調(diào)整航向角，從而實(shí)現(xiàn)無人機(jī)沿直線滑行。即使無人機(jī)在高速滑跑階段，方向舵起到糾偏效果時(shí)，也往往在配合前輪轉(zhuǎn)向共同作用時(shí)才能取得較好效果。
[0003]現(xiàn)在經(jīng)常采用的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)多通過舵機(jī)、連桿直驅(qū)前輪轉(zhuǎn)向，或者通過彈簧結(jié)構(gòu)來克服瞬間轉(zhuǎn)矩過大的情況，但仍然存在不足。首先，現(xiàn)在常采用的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)沒有轉(zhuǎn)向機(jī)械限位，當(dāng)轉(zhuǎn)向角度過大時(shí)，四連桿機(jī)構(gòu)出現(xiàn)干涉會對舵機(jī)造成損害，而當(dāng)舵機(jī)失效時(shí)，前輪會迅速轉(zhuǎn)過大角度而使無人機(jī)機(jī)體損壞；其次，舵機(jī)與前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)通過連桿直驅(qū)，當(dāng)無人機(jī)在滑跑過程中出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩過大并超過舵機(jī)允許最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，會對舵機(jī)造成損壞，而在高速滑行過程中，舵機(jī)損壞帶來的后果是十分嚴(yán)重的；最后，前輪轉(zhuǎn)向會造成前輪繞轉(zhuǎn)軸的角振動，如果不加限制，有可能會引起扭振的現(xiàn)象，現(xiàn)在常采用的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)無法對該振動的控制測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)無法對前輪繞轉(zhuǎn)軸的角振動的控制測量問題，提供一種可以實(shí)現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)向過程中的機(jī)械限位、舵機(jī)過載保護(hù)以及阻尼減震的無人機(jī)前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
[0005]適用于無人機(jī)的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征是，
[0006]轉(zhuǎn)軸通過轉(zhuǎn)軸固定螺釘與前起板簧固連；軸承座通過夾緊的方式連接在安裝支座上，并通過推力軸承和兩個(gè)滾動軸承與轉(zhuǎn)軸相連，并由壓緊螺母和墊片將轉(zhuǎn)軸與滾動軸承內(nèi)圈壓緊；圓錐銷安裝在轉(zhuǎn)軸上并裝配到軸承座上的扇形孔中；減振橡膠外圈套在轉(zhuǎn)向支架的方孔中，轉(zhuǎn)向塊裝在減振橡膠的內(nèi)孔中，轉(zhuǎn)向塊固定螺釘將轉(zhuǎn)向塊與前起板簧固連；軸套安裝在轉(zhuǎn)軸上，且位于轉(zhuǎn)向支架上，轉(zhuǎn)向搖臂安裝在軸套上，并通過壓緊螺釘、彈簧和鋼球與轉(zhuǎn)向支架相連，鋼球嵌入轉(zhuǎn)向支架上的圓錐孔中，彈簧位于鋼球上再由壓緊螺釘壓緊；轉(zhuǎn)向搖臂通過連桿與舵機(jī)搖臂連接組成四連桿機(jī)構(gòu)，驅(qū)動轉(zhuǎn)向支架轉(zhuǎn)動；舵機(jī)搖臂與舵機(jī)輸出軸連接。
[0007]舵機(jī)和安裝支座與機(jī)身固連。
[0008]前輪設(shè)置在前起板簧上。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:該無人機(jī)前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)前輪轉(zhuǎn)向機(jī)械限位、舵機(jī)過載保護(hù)和阻尼減震的作用，并且該機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、可靠的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)裝配方便，易于實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0010]圖1:本發(fā)明適用于無人機(jī)的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖2:本發(fā)明所述舵機(jī)過載保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖3:本發(fā)明所述前輪轉(zhuǎn)向阻尼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)爆炸視圖。
[0013]圖4:本發(fā)明無人機(jī)的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及前輪整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:1、舵機(jī)，2、舵機(jī)搖臂，3、連桿，4、轉(zhuǎn)向搖臂，5、前起板簧，6、減震橡膠，7、轉(zhuǎn)向塊，8、轉(zhuǎn)向塊固定螺釘，9、轉(zhuǎn)向支架，10、轉(zhuǎn)軸固定螺釘，11、軸套，12、推力軸承，13、軸承座，14、圓錐銷，15、扇形孔，16、安裝支座，17、滾動軸承，18、轉(zhuǎn)軸，19、壓緊螺母，20、墊片，21、鋼球，22、彈簧，23、壓緊螺釘，24、圓錐孔，25、前輪。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]如圖1所示，適用于無人機(jī)的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸18通過轉(zhuǎn)軸固定螺釘10與前起板簧5固連。軸承座13通過夾緊的方式連接在安裝支座16上，其通過一個(gè)推力軸承12和兩個(gè)滾動軸承17與轉(zhuǎn)軸18相連，并由壓緊螺母19和墊片20將轉(zhuǎn)軸18與滾動軸承17內(nèi)圈壓緊。
[0017]減振橡膠6外圈套在轉(zhuǎn)向支架9的方孔中，轉(zhuǎn)向塊7裝在減振橡膠6的內(nèi)孔中，轉(zhuǎn)向塊固定螺釘8將轉(zhuǎn)向塊7與前起板簧5固連。
[0018]軸套11安裝在轉(zhuǎn)軸18上，且位于轉(zhuǎn)向支架9上，轉(zhuǎn)向搖臂4安裝在軸套11上。
[0019]轉(zhuǎn)向搖臂4通過連桿3與舵機(jī)搖臂2連接組成四連桿機(jī)構(gòu)，驅(qū)動轉(zhuǎn)向支架9轉(zhuǎn)動；舵機(jī)搖臂2與舵機(jī)I輸出軸連接。
[0020]圓錐銷14安裝在轉(zhuǎn)軸18上并裝配到軸承座13上的扇形孔15中；當(dāng)轉(zhuǎn)向角度到達(dá)允許最大角度時(shí)，圓錐銷12與扇形孔15邊緣接觸，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械限位。
[0021]舵機(jī)I和安裝支座16與機(jī)身固連。
[0022]如圖2所示，轉(zhuǎn)向搖臂4通過壓緊螺釘23、彈簧22及鋼球21與轉(zhuǎn)向支架9相連，正常工作時(shí)，鋼球21嵌入轉(zhuǎn)向支架9上的圓錐孔24中，彈簧22位于鋼球21上再由壓緊螺釘23壓緊，可調(diào)節(jié)壓緊螺釘23的位置，當(dāng)舵機(jī)I受到力矩大于其最大輸出力矩時(shí)，鋼球21從圓錐孔24中滑出，使轉(zhuǎn)向搖臂4與轉(zhuǎn)向支架9脫離連接，從而實(shí)現(xiàn)舵機(jī)I過載保護(hù)。具體調(diào)節(jié)過程:將前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)身上，固定機(jī)身與轉(zhuǎn)向搖臂4，使用逐漸增加的力矩轉(zhuǎn)動前起板簧5，調(diào)節(jié)壓緊螺釘23，當(dāng)施加力矩等于舵機(jī)I允許最大力矩時(shí)(此處可取安全系數(shù))，鋼球21從轉(zhuǎn)向支架9的圓錐孔24中滑出，從而實(shí)現(xiàn)舵機(jī)I過載保護(hù)。
[0023]如圖3所示，當(dāng)轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向支架9通過減振橡膠6推動板簧5繞轉(zhuǎn)軸18旋轉(zhuǎn)，并通過減振橡膠6的彈性及阻尼特性抑制前起板簧5繞轉(zhuǎn)軸18的旋轉(zhuǎn)振動。
[0024]如圖4所示，前輪25安裝在前起板簧5上，舵機(jī)I通過控制舵機(jī)搖臂2、連桿3與轉(zhuǎn)向搖臂4組成的四連桿機(jī)構(gòu)來驅(qū)動前輪25轉(zhuǎn)動。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.適用于無人機(jī)的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征是， 轉(zhuǎn)軸(18)通過轉(zhuǎn)軸固定螺釘(10)與前起板簧(5)固連； 軸承座(13)通過夾緊的方式連接在安裝支座(16)上，其通過推力軸承(12)和兩個(gè)滾動軸承(17)與轉(zhuǎn)軸(18)相連，并由壓緊螺母(19)和墊片(20)將轉(zhuǎn)軸(18)與滾動軸承(17)內(nèi)圈壓緊； 圓錐銷(14)安裝在轉(zhuǎn)軸(18)上并裝配到軸承座(13)上的扇形孔(15)中； 減振橡膠(6)外圈套在轉(zhuǎn)向支架(9)的方孔中，轉(zhuǎn)向塊(7)裝在減振橡膠￠)的內(nèi)孔中，轉(zhuǎn)向塊固定螺釘⑶將轉(zhuǎn)向塊⑵與前起板簧(5)固連； 軸套(11)安裝在轉(zhuǎn)軸(18)上，且位于轉(zhuǎn)向支架(9)上，轉(zhuǎn)向搖臂⑷安裝在軸套(11)上，并通過壓緊螺釘(23)、彈簧(22)和鋼球(21)與轉(zhuǎn)向支架(9)相連，鋼球(21)嵌入轉(zhuǎn)向支架(9)上的圓錐孔(24)中，彈簧(22)位于鋼球(21)上再由壓緊螺釘(23)壓緊； 轉(zhuǎn)向搖臂(4)通過連桿(3)與舵機(jī)搖臂(2)連接組成四連桿機(jī)構(gòu)，驅(qū)動轉(zhuǎn)向支架(9)轉(zhuǎn)動；舵機(jī)搖臂(2)與舵機(jī)(I)輸出軸連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于無人機(jī)的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，舵機(jī)(I)和安裝支座(16)與機(jī)身固連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于無人機(jī)的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，前輪(25)設(shè)置在前起板簧(5)上。
【專利摘要】適用于無人機(jī)的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，屬于無人飛行器技術(shù)領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有技術(shù)無法對該振動的控制測量問題，轉(zhuǎn)軸與前起板簧固連；軸承座連接在安裝支座上，其通過推力軸承和兩個(gè)滾動軸承與轉(zhuǎn)軸相連，并由壓緊螺母和墊片將轉(zhuǎn)軸與滾動軸承內(nèi)圈壓緊；圓錐銷安裝在轉(zhuǎn)軸上；減振橡膠外圈套在轉(zhuǎn)向支架的方孔中，轉(zhuǎn)向塊裝在減振橡膠的內(nèi)孔中，轉(zhuǎn)向塊固定螺釘將轉(zhuǎn)向塊與前起板簧固連；軸套安裝在轉(zhuǎn)軸上，且位于轉(zhuǎn)向支架上，轉(zhuǎn)向搖臂安裝在軸套上，并通過壓緊螺釘、彈簧和鋼球與轉(zhuǎn)向支架相連，鋼球嵌入轉(zhuǎn)向支架上的圓錐孔中，彈簧位于鋼球上再由壓緊螺釘壓緊；轉(zhuǎn)向搖臂通過連桿與舵機(jī)搖臂連接組成四連桿機(jī)構(gòu)，驅(qū)動轉(zhuǎn)向支架轉(zhuǎn)動；舵機(jī)搖臂與舵機(jī)輸出軸連接。
【IPC分類】B64C25-36, B64C25-50
【公開號】CN104859848
【申請?zhí)枴緾N201510213698
【發(fā)明人】孫輝, 張恩陽, 馬伍元, 劉波, 厲明, 何利文, 王元超
【申請人】中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月30日