一种应用于直升机的四足式自适应起落架的制作方法

1.本技术属直升机起落架技术领域，尤其涉及一种应用于直升机的四足式自适应起落架。


背景技术：

2.一种应用于直升机的四足式自适应起落架除了传统起落架所具备的功能外，自适应起落架还为直升机提供了在斜坡、台阶等复杂地形起降的能力。目前自适应起落架一般采用空中调整姿态然后进行着陆的方式，以专利“具备地形自适应起降和行走能力的直升机”(申请号：202010684516.8)为例，其首先使用激光测距传感器测量起落架足垫与地面的高度信息，然后控制器基于传感器反馈的信息调整各起落架姿态，保证四足可同时触地，最后进行着陆动作。
3.这种方式存在以下问题：一方面是需要两级作动筒来实现自适应着陆功能，对于中小型直升机来说机械结构和控制系统复杂；另一方面是着陆前一次性调整到位的方式不适用于舰面等摇晃平台。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本技术提供了一种应用于直升机的四足式自适应起落架，所述起落架包括：
5.板簧，作为机体着陆吸能装置；
6.上摇臂，所述上摇臂的一端与直升机机身连接，所述上摇臂的另一端铰接在所述板簧上端；
7.下摇臂，所述下摇臂的一端与所述直升机机身连接，所述下摇臂的另一端铰接在所述板簧下端；
8.作动筒，所述作动筒的一端与所述直升机机身连接，所述作动筒的另一端铰接在所述板簧上端；
9.传感器，设置在所述作动筒上；
10.液压系统，用于控制所述作动筒内油液压力；
11.其中，所述传感器将信号传输给控制系统，所述控制系统基于所述信号发送指令至所述液压系统，所述液压系统基于所述指令控制所述作动筒的行程。
12.优选地，所述板簧包括：
13.直线段，所述上摇臂、下摇臂以及作动筒安装在所述直线段；其中，所述直线段上设置有减重孔；
14.弓形段，与所述直线段连接。
15.优选地，所述上摇臂和下摇臂均采用“a”型结构。
16.优选地，所述板簧具有机体着陆吸能的作用。
17.优选地，所述板簧结构采用直线-弓形设计，通过板簧弓形段的弹塑性变形及直线
段与地面的摩擦过程吸收机体的着陆能量。
18.优选地，所述上摇臂、下摇臂在起落架运动过程中始终保持平行状态。
19.优选地，所述板簧姿态变化和吸能过程中触地点的运动轨迹近似直线。
20.优选地，自适应起落架垂向姿态调节范围阈值0-300mm。
21.优选地，自适应起落架水平姿态调节范围阈值0-50mm。
22.本技术的有益技术效果：
23.本技术提供的一种应用于直升机的四足式自适应起落架使直升机具备在多种复杂地形起降的能力，四足式布局增加直升机在复杂地形着陆时的稳定性，保证起落架在任一姿态锁定时结构稳定。
附图说明
24.图1为本技术实施例提供的一种应用于直升机的四足式自适应起落架结构示意图；
25.图2是本技术实施例提供的一种应用于直升机的四足式自适应起落架布局图；
26.图3是本技术实施例提供的一种应用于直升机的四足式自适应起落架触地轨迹图；
27.图4是本技术实施例提供的一种应用于直升机的四足式自适应起落架姿态调整图。
具体实施方式
28.在本技术实施例中，请参阅图1-4，本技术提供的一种应用于中小型直升机的满足多种复杂地形起降需求的四足式自适应起落架。如图1所示，每组起落架由上摇臂1、下摇臂2、作动筒3、板簧4、传感器5及液压系统6构成，其中上摇臂1一端铰接在机身上，另一端铰接在板簧4上端，下摇臂2一端铰接在机身上，另一端铰接在板簧4下端，作动筒3一端铰接在机身上，另一端铰接在板簧4上端。
29.其中，上摇臂1和下摇臂2采用“a”型结构设计，在结构简单的同时可以承受较大的拉力和扭矩。上摇臂1和下摇臂2构型四边形结构，保证起落架在任意位置锁定时结构姿态的稳定。板簧4采用直线-弓形结构设计，中部段主要吸能采用弓形结构，减小刚度从而增大行程，减小着陆过载，下部近地点区域采用直线形结构，保证板簧触地点稳定，避免吸能区域触地造成磨损。
30.在一种可行的实现方式中，本技术提供的一种应用于直升机的四足式自适应起落架着陆过程中姿态调整过程如图3所示。在不平坦地区着陆时，直升机一侧起落架先触地，其他起落架仍处于悬空状态。
31.此时，作动筒3根据传感器5测量值获得行程距离，液压系统6不提供压力，作动筒可自由伸缩。随着机身下降，第二起落架、第三起落架及第四起落架依次触地后，液压系统6发出指令，锁定第一至第四起落架的作动筒3，起落架姿态固定，此时四个板簧开始着陆吸能，完成自适应着陆过程。在舰面等摇晃平台着陆时，根据平台实时信息将四个自适应起落架的作动筒调整为随动状态，使各起落架跟随平台做等幅等频运动，保证机身水平下降和四个起落架同时接触平台，吸能过程中锁死作动筒。吸能完成后各作动筒恢复随动状态，四
足式布局保证了直升机在晃动平台停机时的稳定性。
32.其中，自适应起落架采用液压驱动的方式控制作动筒伸缩来调整起落架姿态。在锁死作动筒的条件下，自适应起落架姿态锁定，通过板簧的弹塑性变形吸收着陆能量，具备平坦地面着陆的功能；地形复杂时，自适应起落架可以控制作动筒调整为随动状态，满足复杂地形起降的需求。
33.需要说明的是：
34.1)机身上安装四组起落架，布局如图2所示，“x”型布局增加直升机在复杂地形着陆时的稳定性；
35.2)如图3所示，通过上摇臂1、下摇臂2、作动筒3和板簧4的结构尺寸设计，实现起落架随动过程中触地点轨迹近似沿垂向直线，在使用一级作动筒的前提下提高控制精度；
36.3)使用板簧作为吸能装置，板簧采用直线-弓形结构设计，在减小着陆过载的同时，避免中部主要吸能区域触地造成的磨损。
37.4)上摇臂1、下摇臂2采用“a”字型结构；
38.5)起落架整体机械结构和控制系统简单。
39.本技术提供的一种应用于直升机的四足式自适应起落架使直升机具备在多种复杂地形起降的能力，四足式布局增加直升机在复杂地形着陆时的稳定性，保证起落架在任一姿态锁定时结构稳定。板簧式起落架结构形式简单，易于维护，仅使用一级作动筒实现了直升机的自适应着陆/着舰功能。
40.在一种可行的实现方式中，着陆过程中第一至第四起落架先后触地。率先触地的起落架通过调整液压系统6使作动筒3保持随动模式，可自由伸缩。板簧4在地面载荷作用下抬升，通过连接件传递给作动筒3使其伸长。同时上摇臂1和下摇臂2伴随作动筒3和板簧4逆时针旋转，起落架姿态实现调整。第二起落架、第三起落架及第四起落架依次触地，第二至第四起落架姿态调整过程与第一起落架相同。当第四起落架作动筒伸缩量被传感器5检测超出设定值后，液压系统6发出指令锁定作动筒5流量，起落架姿态固定，此时板簧4开始发生弹塑性变形吸收着陆能量，完成自适应着陆过程。
41.在另一种可行的实现方式中，起飞过程中，第一至第四起落架同时离开地面，当直升机上升到一定高度时，第一至第四起落架的液压系统6重新供压改变作动筒5内油液压力，作动筒5的活塞杆执行收缩指令，第一至第四起落架上摇臂1和下摇臂2伴随作动筒3和板簧4顺时针旋转，板簧4下降到最低位置，液压系统6停止供压锁定作动筒5内的油液压力，起落架姿态固定，完成直升机起飞过程。

技术特征：
1.一种应用于直升机的四足式自适应起落架，其特征在于，所述起落架包括：板簧，作为机体着陆吸能装置；上摇臂，所述上摇臂的一端与直升机机身连接，所述上摇臂的另一端铰接在所述板簧上端；下摇臂，所述下摇臂的一端与所述直升机机身连接，所述下摇臂的另一端铰接在所述板簧下端；作动筒，所述作动筒的一端与所述直升机机身连接，所述作动筒的另一端铰接在所述板簧上端；传感器，设置在所述作动筒上；液压系统，用于控制所述作动筒内油液压力；其中，所述传感器将信号传输给控制系统，所述控制系统基于所述信号发送指令至所述液压系统，所述液压系统基于所述指令控制所述作动筒的行程。2.根据权利要求1所述的应用于直升机的四足式自适应起落架，其特征在于，所述板簧包括：直线段，所述上摇臂、下摇臂以及作动筒安装在所述直线段；其中，所述直线段上设置有减重孔；弓形段，与所述直线段连接。3.根据权利要求1所述的应用于直升机的四足式自适应起落架，其特征在于，所述上摇臂和下摇臂均采用“a”型结构。4.根据权利要求1所述的应用于直升机的四足式自适应起落架，其特征在于，所述板簧具有机体着陆吸能的作用。5.根据权利要求4所述的应用于直升机的四足式自适应起落架，其特征在于，所述板簧结构采用直线-弓形设计，通过板簧弓形段的弹塑性变形及直线段与地面的摩擦过程吸收机体的着陆能量。6.根据权利要求1所述的应用于直升机的四足式自适应起落架，其特征在于，所述上摇臂、下摇臂在起落架运动过程中始终保持平行状态。7.根据权利要求5所述的应用于直升机的四足式自适应起落架，其特征在于，所述板簧姿态变化和吸能过程中触地点的运动轨迹近似直线。8.根据权利要求7所述的应用于直升机的四足式自适应起落架，其特征在于，自适应起落架垂向姿态调节范围阈值0-300mm；自适应起落架水平姿态调节范围阈值0-50mm。

技术总结
本申请提供的一种应用于直升机的四足式自适应起落架，所述起落架包括：板簧，作为机体着陆吸能装置；上摇臂，所述上摇臂的一端与直升机机身连接，所述上摇臂的另一端铰接在所述板簧上端；下摇臂，所述下摇臂的一端与所述直升机机身连接，所述下摇臂的另一端铰接在所述板簧下端；作动筒，所述作动筒的一端与所述直升机机身连接，所述作动筒的另一端铰接在所述板簧上端；传感器，设置在所述作动筒上；液压系统，用于控制所述作动筒内油液压力；其中，所述传感器将信号传输给控制系统，所述控制系统基于所述信号发送指令至所述液压系统，所述液压系统基于所述指令控制所述作动筒的行程。系统基于所述指令控制所述作动筒的行程。系统基于所述指令控制所述作动筒的行程。


技术研发人员：杨赟 郭亚鹏 李琦 陈翔 苗红涛
受保护的技术使用者：中国直升机设计研究所
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/6/3