一種無人機吊艙收放機構及裝配方法
【專利摘要】一種無人機吊艙收放機構及裝配方法，涉及無人機吊艙收放技術領域，解決無人機吊艙可靠收放與工作狀態艙體穩定的問題，主要由固定組件、轉動組件、滑塊曲柄機構、輔助鎖緊機構組成。吊艙通過減振器與隔振板固定，構成轉動組件，固定組件和轉動組件以銷軸連接；滑塊曲柄機構的滑塊通過連桿推動曲柄和轉動組件轉動；輔助鎖緊機構通過改變轉動組件轉動過程中鎖緊拉簧的掛點位置實現鎖緊轉矩的換向，將轉動組件在下放和收起狀態下鎖定于固定組件，實現艙體穩定。本發明結構緊湊，模塊化地實現了吊艙的收放和支撐，使用經過尺寸優化的滑塊曲柄機構推動吊艙的轉動收起和放下，盡可能地降低了對動力源的驅動力要求和減小了驅動機構的尺寸。
【專利說明】
一種無人機吊艙收放機構及裝配方法
技術領域
[0001]本發明涉及無人機的吊艙收放技術領域，具體涉及一種無人機吊艙收放機構。
【背景技術】
[0002]目前，無人機在已經不局限于軍用領域，已經逐步擴展到民用領域，在無人機上搭載吊艙，完成預定任務是無人機的主要作用。由于無人機飛行過程中存在各種不同的工況，需要在吊艙不工作狀態下將其妥善收起，以保護吊艙，減少飛機飛行阻力。美國專利4635067提出了一種機載雷達收放機構，該裝置可靠地實現了雷達的平行收起下放，但是機構復雜、尺寸大，不能適用于安裝空間有限的無人機吊艙收放；中國專利201420563246.5提出了一種無人機吊艙，該裝置主要通過開閉保護罩來實現吊艙的露出和收起，動作簡單，機構緊湊，但是吊艙伸出機體尺寸不足，容易影響吊艙的工作視野。
【發明內容】
[0003]本發明為解決現有無人機吊艙收放機構復雜、尺寸大，進而導致使用效果差等問題，提供一種無人機吊艙收放機構及裝配方法。
[0004]—種無人機吊艙收放機構，包括由機架和與機架鉸接的定板吊耳組成的固定組件，由吊艙、隔振板、減振器和動板吊耳組成的轉動組件，所述吊艙通過減振器固定隔振板上，所述動板吊耳固定在隔振板上，所述定板吊耳和動板吊耳形成旋轉副連接，還包括滑塊曲柄機構和輔助鎖緊機構;所述滑塊曲柄機構包括電機、電機基座、絲桿、絲桿支座、滑塊、連桿和曲柄;所述電機和絲桿分別通過電機基座和絲桿支座固定到機架上;滑塊與絲桿以螺旋副連接;所述連桿的兩端分別與滑塊和曲柄鉸接;所述曲柄固定于隔振板上；電機驅動絲桿轉動，絲桿通過螺旋副推動滑塊沿絲桿軸線運動，滑塊通過連桿推動曲柄，實現驅動隔振板轉動;所述輔助鎖緊機構包括固定掛點、鎖緊拉簧、動掛點滑軌和下限位擋塊，所述固定掛點和下限位擋塊固定在機架上，動掛點滑軌固定在隔振板上，鎖緊拉簧的一端掛在固定掛點上，另一端掛在動掛點滑軌上;所述滑塊曲柄機構通過曲柄驅動轉動組件轉動，輔助鎖緊機構通過改變轉動組件轉動過程中鎖緊拉簧的掛點位置實現鎖緊轉矩的換向，并將轉動組件在下放和收起狀態下鎖定固定組件。
[0005]—種無人機吊艙收放機構的裝配方法，該方法由以下步驟實現:
[0006]步驟一、將動板吊耳、曲柄和動掛點滑軌固定在隔振板上；
[0007]步驟二、將吊艙通過減振器固定在隔振板上，將固定掛點、絲桿支座、電機基座、下限位擋塊和定板吊耳固定在機架上；
[0008]步驟三、將電機安裝在電機基座上，將滑塊穿在絲桿上，并將絲桿一端與電機連接，另一端用絲桿支座支撐；
[0009]步驟四、將定板吊耳與動板吊耳鉸接，用連桿連接滑塊和曲柄，將鎖緊拉簧的一端掛在固定掛點上，另一端掛在動掛點滑軌中，完成裝配。
[0010]本發明的有益效果:本發明設計的無人機吊艙收放機構主要解決吊艙放下工作、收起保護兩種工作狀態間的轉換以及兩種工作狀態下可靠穩定的問題。本發明使用滑塊曲柄機構驅動吊艙轉動收起和下放，使用梯形絲桿通過螺旋副驅動滑塊運動，使用輔助鎖緊機構實現收起放下狀態下吊艙的穩定鎖緊。具體優點體現為以下幾點:
[0011]1、本發明獨立于無人機的其他機構，方便于吊艙部分的安裝維護。
[0012]2、本發明使用經過尺寸優化的滑塊曲柄機構推動吊艙的轉動收起和放下，盡可能地降低了對動力源的驅動力要求和減小了驅動機構的尺寸。
[0013]3、本發明使用螺旋副作為一級傳動，提高了傳動比，降低了對電機驅動轉矩的要求。
[0014]4、本發明使用梯形絲桿作為螺旋副，利用絲桿與滑塊間的反向傳動自鎖實現吊艙收起與放下狀態下的主要鎖定。
[0015]5、本發明使用鎖緊拉簧配合一個固定掛點和一個滑動掛點實現了鎖緊力矩的換向，輔助梯形絲桿實現鎖緊。
[0016]6、本發明結構簡單緊湊，安裝方便，通用性好。
【附圖說明】
[0017]圖1是吊艙放下狀態的軸測圖；
[0018]圖2是吊艙放下狀態輔助鎖緊機構的詳細視圖；
[0019]圖3是吊艙收起狀態的軸測圖；
[0020]圖4是吊艙收起狀態輔助鎖緊機構的詳細視圖；
[0021 ]圖5是輔助鎖緊機構的原理圖。
[0022]圖中:1、吊艙;2、隔振板;3、減振器;4、動板吊耳；5、機架;6、鎖緊拉簧;7、固定掛點;8、動掛點滑軌;9、曲柄；10、連桿；11、絲桿支座；12、絲桿；13、電機基座；14、電機；15、滑塊；16、下限位擋塊；17、定板吊耳；18、下限位標識；19、滑軌標線;20、動掛點標識;21、上限位標識;22、定掛點標識;23、拉簧軸線;24、轉動中心。
【具體實施方式】
[0023]【具體實施方式】一、結合圖1至圖5說明本實施方式，一種無人機吊艙收放機構，主要由固定組件、轉動組件、滑塊曲柄機構、輔助鎖緊機構四個部分組成。通過鉸接固定組件的定板吊耳17和轉動組件的動板吊耳4使固定組件與轉動組件以旋轉副連接;滑塊曲柄機構通過曲柄9驅動轉動組件轉動;輔助鎖緊機構通過改變轉動組件轉動過程中鎖緊拉簧6的掛點位置實現鎖緊轉矩的換向，將轉動組件在下放和收起狀態下鎖定于固定組件。
[0024]所述固定組件由機架5、定板吊耳17組成。機架5用于機構整體在無人機機體上的安裝固定，定板吊耳17用于同轉動組件構成旋轉副。所述滑塊曲柄機構由電機14、電機基座13、絲桿12、絲桿支座11、滑塊15、連桿1、曲柄9組成。電機14和絲桿12分別通過電機基座13和絲桿支座11固定到機架5上;滑塊15與絲桿12以螺旋副連接;連桿10—段與滑塊15鉸接，另一端與曲柄9鉸接；曲柄9固定于隔振板2上。電機14驅動絲桿12轉動，絲桿12通過螺旋副推動滑塊15沿絲桿12軸線運動，滑塊15通過連桿10推動曲柄9，最終驅動隔振板2轉動。
[0025]所述的輔助鎖緊機構由固定掛點7、鎖緊拉簧6、動掛點滑軌8、下限位擋塊16組成。固定掛點7、下限位擋塊16固定在機架5上，動掛點滑軌8固定在隔振板2上，鎖緊拉簧6—端掛在固定掛點7上，另一端掛在動掛點滑軌8中。所述轉動組件由吊艙1、隔振板2、減振器3、動板吊耳4組成。吊艙I通過減振器3固聯到隔振板2上，隔振板2上固定有動板吊耳4，用于同固定組件構成旋轉副。
[0026]結合圖5說明本實施方式，輔助鎖緊機構的定掛點標識22保持不動，動掛點標識20沿滑軌標線19自由滑動，鎖緊拉簧6的拉力使鎖緊拉簧6趨于最短化，從而能保持拉簧軸線23與滑軌標線19垂直。吊艙I放下狀態時，滑軌標線19水平，動掛點標識20位于滑軌標線19右端，鎖緊拉簧6的拉力使滑軌標線19壓緊于下限位標識，實現鎖緊；吊艙I收起過程中，滑軌標線19由水平轉向豎直，動掛點標識20從滑軌標線19右端移向左端，鎖緊拉簧6的拉力給滑軌標線19相對于轉動中心施加的轉矩換向；吊艙I收起狀態時，滑軌標線19豎直，動掛點標識20位于滑軌標線19左端，鎖緊拉簧6的拉力使滑軌標線19壓緊于上限位標識21實現鎖緊。
[0027]【具體實施方式】二、本實施方式為【具體實施方式】一所述的一種無人機吊艙收放機構的裝配過程:由以下步驟實現:
[0028]步驟一、將動板吊耳4、曲柄9、動掛點滑軌8固定在隔振板2上。
[0029]步驟二、將吊艙I通過減振器3固定在隔振板上。
[0030]步驟三、將固定掛點7、絲桿支座11、電機基座13、下限位擋塊16、定板吊耳17固定在機架5上。
[0031]步驟四、將電機14安裝在電機基座13上。
[0032]步驟五、將滑塊15穿在絲桿12上，并將絲桿12—端與電機14連接，另一端用絲桿支座11支撐。
[0033]步驟六、將定板吊耳17與動板吊耳4鉸接。
[0034]步驟七、用連桿1連接滑塊15和曲柄9。
[0035]步驟八、將鎖緊拉簧6—端掛在固定掛點7上，另一端掛在動掛點滑軌8中，完成整體裝配。
[0036]接好電機14的控制線與電源線，供電使絲桿12帶動滑塊15運動到絲桿12的近端，使隔振板2壓緊下限位擋塊16，完成姿態初始化。
[0037]控制電機14轉動使絲桿12帶動滑塊15通過連桿10推動曲柄9和隔振板2轉動90度，完成吊艙I的收起動作。
[0038]本實施方式中，輔助鎖緊機構的鎖緊拉簧6—端掛在固定掛點7上保持不動，一端掛在動掛點滑軌8中動掛點滑軌8自由滑動，鎖緊拉簧6的拉力使鎖緊拉簧6回彈至原長，從而能保持鎖緊拉簧6與動掛點滑軌8垂直。吊艙I放下狀態時，動掛點滑軌8水平，鎖緊拉簧6的動掛點標識20位于動掛點滑軌8的右端，鎖緊拉簧6的拉力使隔振板2壓緊下限位擋塊16，實現鎖緊；吊艙I收起過程中，動掛點滑軌8由水平轉向豎直，動掛點標識20從動掛點滑軌8右端移向左端，鎖緊拉簧6的拉力給動掛點滑軌8相對于轉動中心施加的轉矩換向；吊艙I收起狀態時，動掛點滑軌8豎直，動掛點標識20位于動掛點滑軌8左端，鎖緊拉簧6的拉力使動掛點滑軌8壓緊于固定掛點7的側面實現鎖緊。
[0039]本實施方式所述的吊艙機構結構緊湊，實現了吊艙的收放和支撐，使用經過尺寸優化的滑塊曲柄機構推動吊艙的轉動收起和放下，盡可能地降低了對動力源的驅動力要求和減小了驅動機構的尺寸;使用螺旋副作為一級傳動，提高了傳動比，降低了對電機驅動轉矩的要求;利用梯形絲桿與滑塊間的反向傳動自鎖，輔助鎖緊機構實現吊艙收起與放下狀態下的可靠鎖緊。
【主權項】
1.一種無人機吊艙收放機構，包括由機架(5)和與機架鉸接的定板吊耳(17)組成的固定組件，由吊艙(1)、隔振板(2)、減振器(3)和動板吊耳(4)組成的轉動組件，所述吊艙(I)通過減振器(3)固定隔振板(2)上，所述動板吊耳(4)固定在隔振板(2)上，其特征是;所述定板吊耳(17)和動板吊耳(4)形成旋轉副連接，還包括滑塊曲柄機構和輔助鎖緊機構； 所述滑塊曲柄機構包括電機(14)、電機基座(13)、絲桿(12)、絲桿支座(11)、滑塊(15)、連桿(10)和曲柄(9);所述電機(14)和絲桿(12)分別通過電機基座(13)和絲桿支座(11)固定到機架(5)上;滑塊(15)與絲桿(12)以螺旋副連接;所述連桿(10)的兩端分別與滑塊(15)和曲柄(9)鉸接;所述曲柄(9)固定于隔振板(2)上；電機(14)驅動絲桿(12)轉動，絲桿(12)通過螺旋副推動滑塊(15)沿絲桿(I 2)軸線運動，滑塊(15)通過連桿(1)推動曲柄(9)，實現驅動隔振板(2)轉動； 所述輔助鎖緊機構包括固定掛點(7)、鎖緊拉簧(6)、動掛點滑軌(8)和下限位擋塊(16)，所述固定掛點(7)和下限位擋塊(16)固定在機架(5)上，動掛點滑軌(8)固定在隔振板(2)上，鎖緊拉簧(6)的一端掛在固定掛點(7)上，另一端掛在動掛點滑軌(8)上； 所述滑塊曲柄機構通過曲柄(9)驅動轉動組件轉動，輔助鎖緊機構通過改變轉動組件轉動過程中鎖緊拉簧(6)的掛點位置實現鎖緊轉矩的換向，并將轉動組件在下放和收起狀態下鎖定固定組件。2.根據權利要求1所述的一種無人機吊艙收放機構，其特征在于，所述輔助鎖緊機構的鎖緊拉簧(6)的一端掛在固定掛點(7)上保持不動，另一端掛在動掛點滑軌(8)中自由滑動，鎖緊拉簧(6)的拉力使鎖緊拉簧(6)回彈至原長，保持鎖緊拉簧(6)與動掛點滑軌(8)垂直。3.根據權利要求1所述的一種無人機吊艙收放機構，其特征在于，所述吊艙(I)處于放下狀態時，動掛點滑軌(8)水平放置，鎖緊拉簧(6)的動掛點標識(20)位于動掛點滑軌(8)的右端，鎖緊拉簧(6)的拉力使隔振板(2)壓緊下限位擋塊(16)，實現鎖緊； 吊艙(I)收起過程中，動掛點滑軌(8)由水平轉向豎直放置，動掛點標識(20)從動掛點滑軌(8)右端移向左端，鎖緊拉簧(6)的拉力為動掛點滑軌(8)相對于轉動中心施加的轉矩換向；吊艙(I)收起狀態時，動掛點滑軌(8)豎直，動掛點標識(20)位于動掛點滑軌(8)左端，鎖緊拉簧(6)的拉力使動掛點滑軌(8)壓緊于固定掛點(7)的側面實現鎖緊。4.根據權利要求1-3任意一項所述的一種無人機吊艙收放機構的裝配方法，其特征是，該方法由以下步驟實現: 步驟一、將動板吊耳(4)、曲柄(9)和動掛點滑軌(8)固定在隔振板(2)上； 步驟二、將吊艙(I)通過減振器(3)固定在隔振板(2)上，將固定掛點(7)、絲桿支座(11)、電機基座(13)、下限位擋塊(16)和定板吊耳(17)固定在機架(5)上； 步驟三、將電機(14)安裝在電機基座(13)上，將滑塊(15)穿在絲桿(12)上，并將絲桿(12)—端與電機(14)連接，另一端用絲桿支座(11)支撐； 步驟四、將定板吊耳(17)與動板吊耳(4)鉸接，用連桿(10)連接滑塊(15)和曲柄(9)，將鎖緊拉簧(6)的一端掛在固定掛點(7)上，另一端掛在動掛點滑軌(8)中，完成裝配。5.根據權利要求4所述的裝配方法，其特征在于，還包括步驟五、電機(14)上電后，絲桿(12)帶動滑塊(15)運動到絲桿(12)的電機的一端，使隔振板(2)壓緊下限位擋塊(16)，完成姿態初始化;控制電機(14)轉動使絲桿(12)帶動滑塊(15)，通過連桿(10)推動曲柄(9)和隔振板(2)轉動90度，完成吊艙(I)的收起動作。6.根據權利要求5所述的裝配方法，其特征在于，所述絲桿(12)為梯形絲桿。
【文檔編號】B64D47/00GK106005453SQ201610435963
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月17日
【發明人】薛志鵬, 王雷, 王鵬鵬, 厲明, 宋洋, 李興光
【申請人】長光衛星技術有限公司