一种微小型扑翼飞行器用着陆装置

本发明属于扑翼飞行器技术领域，涉及一种微小型扑翼飞行器用着陆装置。

背景技术：

根据飞行原理的不同，微小型飞行器分为固定翼飞行器、旋翼飞行器和扑翼飞行器三种。其中扑翼飞行器与自然界中生物的飞行方式最为类似，微小型扑翼飞行器可以像自然界中的鸟类和昆虫一样进行低速飞行、盘旋、俯冲、悬停等飞行动作，因此微小型扑翼飞行器在军用和民用等领域得到了越来越广泛的应用。由于微小型扑翼飞行器在降落时拥有一定的速度，因此在缺乏专用着陆装置时容易损坏飞行器。

现有技术1

申请号：cn202010973394.4，申请日：20200916，公开日：20201117。本发明公开了一种无尾翼四轴扑翼飞行器，涉及飞行器技术领域，包括主体机身和沿主体机身周向均布设置的四个结构相同的扑翼单元，扑翼单元由电机、电机轴齿轮、减速齿轮组、连杆驱动齿轮、摇臂转轴、曲柄、连杆、固定板、摇杆和柔性扑动翼构成；四个扑翼单元中，两个位于同一直线的扑翼单元沿顺时针方向倾斜，另两个扑翼单元以相同的角度沿逆时针方向倾斜。本发明四个独立驱动的扑翼单元可以产生类似于四旋翼的差动推力，并且可以产生俯仰、翻滚动力及偏航力矩，飞行器的动力类型灵活、全面，机动性好；具有垂直起降功能，能够实现自主起降；结构简单且对称性高，可实现悬停飞行，具有良好的抗风能力，且控制相对容易，利于控制程序的编写设计。

现有技术2

申请号：cn201510933810.7，申请日：2015.12.14，公开(公告)日：2016.08.17，本发明提供一种应用在扑翼飞行器的仿生起落架系统及起落控制方法，仿生起落架系统包括：视觉导航单元、运动协调处理器、机械爪单元和全动v尾作动机构；所述视觉导航单元包括左摄像头、右摄像头和图像处理器；所述左摄像头和所述右摄像头对称安装于扑翼飞行器的腹部前方；所述左摄像头和所述右摄像头均连接到所述图像处理器；所述运动协调处理器安装于扑翼飞行器的机体内部，分别与所述图像处理器、所述左机械爪舵机、所述右机械爪舵机和所述作动器机构连接。优点为：在安装该仿生起落架系统后，扑翼飞行器能够具有像鸟类一样的起降能力，提高扑翼飞行器的高效机动性，扩大其应用范围和能力。

上述现有技术均未解决在不会增加飞行器能源消耗的情况下，达到在地面着陆的效果。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种至少部分解决上述技术问题的一种微小型扑翼飞行器用着陆装置。

本发明实施例提供一种微小型扑翼飞行器用着陆装置，包括：前支撑腿、解锁模块和后支撑腿；所述前支撑腿一端、解锁模块和后支撑腿一端依次顺序安装于飞行器底部；

所述飞行器处于飞行状态时，所述解锁模块将所述前支撑腿和所述后支撑腿折叠后的另一端锁定；

所述飞行器处于预着陆状态时，所述解锁模块与地面碰撞，在冲击力的作用下，所述解锁模块将所述前支撑腿和后支撑腿由折叠锁定状态解锁，所述前支撑腿和后支撑腿展开后支撑在地面。

进一步的，所述解锁模块，包括：底座、解锁滑块、解锁弹簧、前挡块、前挡块弹簧、后挡块、后挡块弹簧；

所述底座中空，固定安装在所述飞行器底部；所述解锁滑块套接在所述底座下表面的孔上，所述解锁滑块和所述底座之间安装有所述解锁弹簧；

所述前挡块和所述后挡块穿过所述底座挡块孔；所述前挡块和所述底座之间安装有所述前挡块弹簧；所述后挡块和所述底座之间安装有所述后挡块弹簧。

进一步的，所述前支撑腿和所述后支撑腿结构相同，均具有两个支撑组件；所述两个支撑组件并列安装于所述飞行器底部。

进一步的，所述飞行器处于飞行状态时，所述解锁滑块在所述解锁弹簧弹性力的作用下处于伸长状态，压缩所述前挡块弹簧和所述后挡块弹簧，使所述前挡块和所述后挡块分别向两端相向移动，凸出于所述挡块孔；凸出的所述前挡块和所述后挡块将所述前支撑腿和所述后支撑腿折叠后的另一端锁定。

进一步的，所述支撑组件，包括：第一弹性板、第二弹性板、第三弹性板、弹性底板、第一扭簧、第二扭簧和第三扭簧；所述第一弹性板一端安装于所述飞行器底部；

所述第一弹性板另一端、所述第二弹性板、第三弹性板和弹性底板依次利用所述第一扭簧、第二扭簧和第三扭簧套接首尾。

所述第一弹性板、第二弹性板、第三弹性板结构相同，均为中心对称结构；所述第一弹性板为两端凸起的弹性板；所述凸起上安装有连接柱；

所述弹性底板为一端所述凸起和另一端加厚的弹性板。

进一步的，所述第一弹性板、第二弹性板、第三弹性板和弹性底板均采用高强度材料制作；所述高强度材料包括碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料。

进一步的，所述第一扭簧、第二扭簧和第三扭簧采用弹簧钢制作；所述弹簧钢直径为0.1-1毫米。

进一步的，所述前支撑腿和所述后支撑腿展开时，所述前支撑腿和所述后支撑腿末端距离为所述飞行器长度的2-3倍。

进一步的，所述前支撑腿和所述后支撑腿折叠时，高度为3-5毫米。

有益效果：本发明是一种微小型扑翼飞行器用着陆装置，与现有技术相比较，具有显著的优点与积极效果：本发明通过解锁模块在着陆时将前支撑腿和后支撑腿展开，缓冲着陆时的冲击力，避免着陆时飞行器本体与地面碰撞，保护飞行器本体稳定着陆，实现飞行器自主着陆；利用地面冲击力解锁，不会增加飞行器的能源消耗；着陆装置在飞行状态能够折叠锁定，着陆状态解锁展开，体积小，重量轻，不影响飞行器的飞行性能。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例提供的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的着陆装置折叠状态示意图；

图3为本发明实施例提供的着陆装置飞行状态解锁模块结构示意图；

图4为本发明实施例提供的着陆装置预着陆状态解锁模块结构示意图；

图5为本发明实施例提供的着陆装置支撑腿结构示意图；

图6为本发明实施例提供的着陆装置预着陆状态示意图；

图7为本发明实施例提供的着陆装置着陆状态示意图。

图中：1-飞行器，2-前支撑腿；3-解锁模块；4-后支撑腿；201-第一弹性板；202-第一扭簧；203-第二弹性板；204-第二扭簧；205-第三弹性板；206-第三扭簧；207-弹性底板；301-底座；302-解锁滑块；303-解锁弹簧；304-前挡块；305-前挡块弹簧；306-后挡块；307-后挡块弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“内接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供一种微小型扑翼飞行器用着陆装置，如图1和图2所示，包括：前支撑腿2、解锁模块3和后支撑腿4；前支撑腿2一端、解锁模块3和后支撑腿4一端依次顺序安装于飞行器1底部；

飞行器1处于飞行状态时，解锁模块3将前支撑腿2和后支撑腿3折叠后的另一端锁定；

飞行器1处于预着陆状态时，解锁模块3与地面碰撞，在冲击力的作用下，解锁模块3将前支撑腿2和后支撑腿4由折叠锁定状态解锁，前支撑腿2和后支撑腿3展开后支撑在地面。

上述解锁模块3，包括：底座301、解锁滑块302、解锁弹簧303、前挡块304、前挡块弹簧305、后挡块306、后挡块弹簧307；

底座301中空，固定安装在飞行器底部；解锁滑块302套接在底座301下表面的孔上，解锁滑块302和底座301之间安装有解锁弹簧303；

前挡块304和后挡块306穿过底座301挡块孔；前挡块304和底座301之间安装有前挡块弹簧305；后挡块306和底座301之间安装有后挡块弹簧307。

上述前支撑腿和后支撑腿结构相同，均具有两个支撑组件；两个支撑组件并列安装于飞行器底部。用于提高与地面的接触面积，以更快速度达到支撑和稳定飞行器1的目的。

在一具体实施例中，前支撑腿和后支撑腿结构均具有两个支撑组件时，前后挡块器件可设置为一组或者两组，均可达到控制前后支撑腿的技术效果。

比如当设置两组前后挡块器件时，如图3和图4所示，解锁模块3，底座301的上表面安装于飞行器1底部；底座301的对立面结构相同。底座301的上表面和对立的下表面，中心均设置有滑块孔；如图3所示，底座301的左右侧面均设置有两个挡块孔。同时，设置为两个的器件有：前挡块304、前挡块弹簧305、后挡块306和后挡块弹簧307，前后两组挡块器件分别对应前后两组支撑组件。

解锁滑块302穿过底座301下表面的滑块孔套接于底座301内部；解锁滑块302由第一支撑板和第二支撑板组成；第一支撑板中心位置与解锁弹簧303连接，安装于底座301内部；第二支撑板为面向左右侧面的t型结构；第二支撑板上端与第一支撑板连接，下端穿过底座301下表面的滑块孔凸出。

其中，解锁弹簧303弹簧圈的圆周面积大于滑块孔，使解锁弹簧303的弹簧圈在受到向上的压缩力时，不会弹出滑块孔。

前挡块弹簧305套接于前挡块304与第二支撑板之间；后挡块弹簧307套接于后挡块306与第二支撑板之间；前挡块304和后挡块306以第二支撑板为轴对称穿过挡块孔套接于底座301。

当飞行器1处于飞行状态时，如图3所示，解锁滑块302的第二支撑板分别压缩前挡块弹簧305和后挡块弹簧307，使去前挡块304和后挡块306凸出。

当飞行器1处于预着陆状态时，如图4所示，解锁滑块302向上移动，第二支撑板不再压缩前挡块弹簧305和后挡块弹簧307，前挡块弹簧305和后挡块弹簧307分别向第二支撑板方向移动，同时带动前挡块304和后挡块306分别向内移动。

在比如当设置一组前后挡块器件时，与上述两组前后挡块器件的区别为，底座301的左右侧面中线位置均设置有一个挡块孔，第二支撑板下端有一通孔。当飞行器1处于预着陆状态时，前挡块弹簧305和后挡块弹簧307分别向第二支撑板的通孔内移动，同时带动前挡块304和后挡块306分别向内移动。

进一步的，飞行器1处于飞行状态时，解锁滑块302在解锁弹簧303弹性力的作用下处于伸长状态，压缩前挡块弹簧305和后挡块弹簧307，使前挡块304和后挡块306分别向两端相向移动，凸出于挡块孔；凸出的前挡块304和后挡块306将前支撑腿和后支撑腿折叠后的另一端锁定。

上述支撑组件，如图5所示，包括：第一弹性板201、第二弹性板203、第三弹性板205、弹性底板207、第一扭簧202、第二扭簧204和第三扭簧206；第一弹性板201一端安装于飞行器底部；

第一弹性板201另一端、第二弹性板203、第三弹性板205和弹性底板207依次利用第一扭簧202、第二扭簧204和第三扭簧206套接首尾。第一弹性板201能够绕飞行器1自由转动，在折叠锁定时，第一弹性板201紧贴飞行器1。

第一弹性板201、第二弹性板203、第三弹性板205结构相同，均为中心对称结构；第一弹性板201为两端凸起的弹性板；凸起上安装有连接柱；

弹性底板207为一端凸起和另一端加厚的弹性板。

上述第一弹性板201、第二弹性板203、第三弹性板205和弹性底板207均采用高强度材料制作；高强度材料包括碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料。用以缓冲着陆时的地面冲击力。

上述第一扭簧202、第二扭簧204和第三扭簧206采用弹簧钢制作；弹簧钢直径为0.1-1毫米。保证前支撑腿和后支撑腿有足够的展开力。

前支撑腿2和后支撑腿4展开时，前支撑腿2和后支撑腿4末端距离为飞行器1长度的2-3倍。防止着陆时飞行器本体与地面碰撞后损坏。

前支撑腿2和后支撑腿4折叠时，高度为3-5毫米。减小对飞行性能的影响。

在一具体实施例中，如图1所示，一种微小型扑翼飞行器用着陆装置工作原理如下：

解锁模块3安装在飞行器1本体的下方中心位置，确定好飞行器1本体的重心位置后固定安装解锁模块3，前支撑腿2和后支撑腿4安装在解锁模块3的两侧，沿飞行器1本体的轴线对称分布。

在飞行器1处于飞行状态时，如图2所示，解锁滑块302在解锁弹簧303弹性力的作用下处于伸长状态，保证飞行器着陆时解锁滑块302首先触碰地面。前挡块弹簧305和后挡块弹簧307在解锁滑块302的压力下压缩，使前挡块304和后挡块306分别向两端相向移动。前支撑腿2和后支撑腿4的末端被凸出的前挡块304和后挡块306锁定，前支撑腿2和后支撑腿4处于折叠状态。

在飞行器1预着陆时，如图6所示，解锁滑块302的外支撑柱首先触碰地面，使支撑板压缩解锁弹簧303，整个解锁滑块302向上移动。前挡块弹簧305和后挡块弹簧307在没有解锁滑块302的压力后，分别向解锁滑块302方向压缩，同时使前挡块304和后挡块306向内移动，前支撑腿2和后支撑腿4的末端解除锁定。

在飞行器1着陆时，如图7所示，前支撑腿2和后支撑腿4的末端解除锁定，基于重力和扭簧的扭力作用下，第一弹性板201、第二弹性板203、第三弹性板205、和弹性底板207展开，支撑飞行器1，避免飞行器1触碰地面。

本发明是一种微小型扑翼飞行器用着陆装置，与现有技术相比较，具有显著地优点与积极效果：本发明通过解锁模块在着陆时将前支撑腿和后支撑腿展开，缓冲着陆时的冲击力，避免着陆时飞行器本体与地面碰撞，保护飞行器本体稳定着陆，实现飞行器自主着陆；利用地面冲击力解锁，不会增加飞行器的能源消耗；着陆装置在飞行状态能够折叠锁定，着陆状态解锁展开，体积小，重量轻，不影响飞行器的飞行性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。