无人机和航空模型的机轮刹车系统的制作方法

本实用新型涉及一种用于无人机和航空模型的机轮刹车系统。

背景技术：

目前，在固定翼无人机和航空模型机型里，绝大多数的飞行器都是设计成简单的滑跑起降或弹射起飞开伞落地的方式。无人机采用滑跑起降的优点是：准备时间短，携带的工具和设备少，有利于快速起飞投入作业程序；但是飞行场地的限制往往要反复寻找适合飞行起降的场地（翼展2.5米，起飞重量20千克以上的无人机起飞滑跑距离约40米，落地滑跑距离至少预留100米）。所以受此限制，无人机多采用弹射起飞装置，弹射起飞的优劣在此不做讨论。

在航空模型活动中也存在场地及空域的选择；航空模型具有娱乐、科教普及航拍等多种活动项目，玩家为模拟和体验飞行的真实性，几乎所有飞行器都是采用滑跑起降的。目前只有极少数的像真机（高仿飞机）带机轮刹车，机轮刹车系统可有效缩短起飞和落地的滑跑距离。目前，现有技术中的航空模型飞行器的机轮刹车有两种：一种是气动刹车系统，结构复杂笨重，飞行前必须用汽车打气泵打气加压至一个储气罐里，几个落地刹车后，空气压力低于规定值，刹车失效；必须重新加压。另外一种是电磁刹车系统，它是通过一块独立的电源供电，由发射机的一个通道遥控电子调压器输出一段可调的电流去吸合刹车衔铁摩擦片来控制机轮制动，但实际使用效果并不理想。首先，要加装一块独立电源，对几千克航空模型飞行器、尤其是小型作业无人机来说无疑增加了自重，减少了有效载荷；其次，电磁铁及电磁线圈也占较大质量，通电时间稍长就会发热，制动效果不好。最后是气动刹车系统和电磁刹车系统的机轮是特制的机轮，重量过大，不能换装市上普通的发泡海绵机轮（发泡海绵机轮具有质量特轻、耐磨的特点，所以，无人机和航空模型普片采用）。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中飞行器的气动刹车系统存在结构复杂笨重、而电磁刹车系统存在自重过重且制动效果不好的缺陷，提供一种无人机和航空模型的机轮刹车系统。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种无人机和航空模型的机轮刹车系统，包括刹车总泵、刹车装置和机轮，所述刹车总泵与刹车装置连接，且所述刹车总泵设于无人机的机身内，所述机轮穿设于轮轴，且所述机轮位于所述机身的下方，其特点在于，所述刹车装置包括：

底座，所述底座穿设于所述轮轴，且所述底座与所述机身连接，所述底座设有内腔，所述内腔通过液压管路与所述刹车总泵连通；

刹车盘，所述刹车盘与所述机轮同轴固定，且所述刹车盘位于所述机轮与所述底座之间；

刹车片组件，所述刹车片组件包括外刹车片和内刹车片，所述外刹车片和内刹车片相对设置，且所述外刹车片和内刹车片之间留有间隙，所述外刹车片和内刹车片均通过固定部件与所述底座连接，所述刹车盘插设于所述间隙；

第一活塞，所述第一活塞的一端滑设于所述内腔，所述第一活塞另一端抵靠于所述刹车片组件；

其中，所述刹车总泵驱动所述第一活塞位移，而带动所述刹车片组件压紧或松开所述刹车盘，实现所述机轮的制动或解除制动。

较佳地，所述刹车总泵为液压作动筒，所述液压作动筒为直筒形，所述液压作动筒包括容置腔、活塞杆和第二活塞，所述第二活塞的外径与所述容置腔的直径相同，所述第二活塞滑设于所述容置腔内，且所述第二活塞的外周缘抵靠于所述容置腔的表面，所述活塞杆一端与所述第二活塞连接，另一端与无人机的舵机连接，所述容置腔远离所述活塞杆的一端通过所述液压管路与所述底座的内腔连通。

较佳地，所述机轮刹车系统还包括法兰盘，所述法兰盘与所述机轮固定连接，所述刹车盘固定穿设于所述法兰盘，所述轮轴穿设于所述法兰盘。

较佳地，所述机轮的数量为两个，分别为第一机轮和第二机轮，所述第一机轮和第二机轮相对设置于所述底座两侧；所述刹车片组件的数量为两个，分别为第一刹车片组件和第二刹车片组件，所述第一刹车片组件和第二刹车片组件相对设置于所述底座两侧，所述第一刹车片组件位于所述第一机轮与所述底座之间，所述第二刹车片组件位于所述第二机轮与所述底座之间，所述轮轴依次穿设于所述第一机轮、所述底座与所述第二机轮；所述刹车盘的数量为两个，分别为第一刹车盘和第二刹车盘，所述第一刹车盘和第二刹车盘相对设置于所述底座两侧，所述第一刹车盘的一端插设于所述第一刹车片组件，所述第二刹车盘插设于所述第二刹车片组件；所述第一活塞的数量为两个，两个所述第一活塞相对设置于所述底座两侧，两个所述第一活塞的一端均插设于所述底座的内腔，且两个所述第一活塞的另一端分别抵靠于所述第一刹车片组件和所述第二刹车片组件。

这样，所述无人机在刹车过程中更为平稳，且刹车距离更短，应用更为灵活，可适用于更多的场地进行降落。

较佳地，所述机轮刹车系统还包括外摩擦垫和内摩擦垫，所述外摩擦垫位于所述外刹车片面向所述刹车盘的一表面，所述内摩擦垫位于所述内刹车片面向所述刹车盘的一表面。

较佳地，所述固定部件为螺杆，所述螺杆包括相连接的头部和杆本体，所述头部抵靠于所述外刹车片的外侧，所述杆本体依次穿设于所述外刹车片、所述内刹车片和所述底座。

较佳地，所述机轮可拆卸地穿设于所述轮轴。

较佳地，所述无人机还包括一三通阀，所述机轮刹车系统的数量为两个，所述三通阀的一端与所述刹车总泵连通，所述三通阀的另外两端分别与两个所述机轮刹车系统连通。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型的机轮刹车系统具有重量轻，其整体质量只有120克，仅为电磁刹车机轮套装的一半重量；相对于气动刹车系统需要反复预备储气加压，本实用新型的机轮刹车系统操作简单；本实用新型可调节制动输出压力而具有制动效果好的有益效果；本实用新型的机轮刹车系统可直接接到无人机的接收机电源共用电源，而不需要单独配备电源。刹车系统的另一个优点就是可以换装不同的机轮。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的机轮刹车系统的部分结构示意图。

图2为本实用新型的实施例1的机轮刹车系统的部分侧视结构示意图。

图3为本实用新型的实施例1的机轮刹车系统的底座的内部结构示意图。

图4为本实用新型的实施例1的机轮刹车系统的液压作动筒的内部结构示意图。

图5为本实用新型的实施例2的机轮刹车系统的第一活塞的结构示意图。

图6为本实用新型的实施例2的机轮刹车系统的部分结构示意图。

附图标记说明

机轮10

第一机轮11

第二机轮12

底座21

内腔211

刹车盘22

第一刹车盘221

第二刹车盘222

外刹车片231

内刹车片232

间隙233

第一活塞24

法兰盘25

第一刹车片组件26

第二刹车片组件27

外摩擦垫281

内摩擦垫282

轮轴30

液压作动筒40

容置腔41

活塞杆42

第二活塞43。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

实施例1

如图1至图4所示，本实施例提供一种无人机和航空模型的机轮刹车系统，包括刹车总泵、刹车装置和机轮10，所述刹车总泵与刹车装置连接，且所述刹车总泵设于所述无人机的机身内，所述机轮10穿设于轮轴30，且所述机轮10位于所述机身的下方。

所述刹车装置包括：底座21、刹车盘22、刹车片组件、第一活塞24、法兰盘25。

所述底座21穿设于所述轮轴30，且所述底座21与所述机身连接，所述底座21设有内腔211，所述内腔211通过液压管路与所述刹车总泵连通。

所述刹车盘22与所述机轮10同轴固定，且所述刹车盘22位于所述机轮10与所述底座21之间。

所述刹车片组件包括外刹车片231和内刹车片232，所述外刹车片231和内刹车片232相对设置，且所述外刹车片231和内刹车片232之间留有间隙233，所述外刹车片231和内刹车片232均通过固定部件与所述底座21连接，所述刹车盘22插设于所述间隙233。

所述第一活塞24的一端滑设于所述内腔211，所述第一活塞24另一端抵靠于所述刹车片组件。

其中，所述刹车总泵驱动所述第一活塞24位移，而带动所述刹车片组件压紧或松开所述刹车盘22，实现机轮10的制动或解除制动。

所述法兰盘25与所述机轮10固定连接，所述刹车盘22固定穿设于所述法兰盘25，所述轮轴30穿设于所述法兰盘25。法兰盘25的作用是固定机轮10，同时法兰盘25还是刹车盘22轴向移动的主体，法兰盘25也是转动和定位部件，穿设于所述法兰盘25的轮轴30同时穿过底座21和法兰盘25的内外侧微型轴承紧配合，且在轮轴30末端有一个自锁卡片卡在轮轴30的末端防止法兰盘25退出。

所述刹车总泵为液压作动筒40，所述液压作动筒40为直筒形，所述液压作动筒40包括容置腔41、活塞杆42和第二活塞43，所述第二活塞43的外径与所述容置腔41的直径相同，所述第二活塞43滑设于所述容置腔41内，且所述第二活塞43的外周缘抵靠于所述容置腔41的表面，所述活塞杆42一端与所述第二活塞43连接，另一端与无人机的舵机（图中未标示）连接，所述容置腔41远离所述活塞杆42的一端通过所述液压管路与所述底座21的内腔211连通。

在本实施例中，液压作动筒40的位置可以布置在所述无人机的机身内的任何位置，较佳地，将液压作动筒40布置在刹车主轮附近，液压管路尽可能短距离布置，防止液压压力在管路传输中的损耗。液压作动筒40内的刹车油液在接收舵机的推动下，液压油经过液压管路被挤压至底座21的内腔211内，再驱动所述第一活塞24向所述刹车片组件方向位移，而带动所述刹车片组件压紧所述刹车盘22，这样就完成了由舵机发出的力矩通过液力的传导，作用在刹车片组件上的功能。所述液压管路为塑胶软管，所述塑胶软管的外径为2mm，所述塑胶软管的内径为1mm。

所述固定部件为螺杆（图中未标示），所述螺杆包括相连接的头部和杆本体，所述头部抵靠于所述外刹车片231的外侧，所述杆本体依次穿设于所述外刹车片231、所述内刹车片232和所述底座21。

所述机轮10可拆卸地穿设于轮轴30。在本实施例中，所述机轮10为发泡海绵机轮10，所述发泡海绵机轮10可随时拆卸并换装新的发泡海绵机轮10，就像换汽车轮胎一样方便，而现有技术中的气动刹车系统和电磁刹车系统的机轮10是不能换机轮10的。

所述无人机还包括包括一三通阀（图中未标示），所述机轮刹车系统的数量为两个，所述三通阀的一端与所述刹车总泵连通，所述三通阀的另外两端分别与两个所述机轮刹车系统连通。

本实用新型的机轮刹车系统的工作原理是，当无人机在降落过程中（或者起飞阶段中断起飞时），带刹车的主轮接地后，为尽快减速至静止状态，可以在主轮接地之后（或主轮离地之前）通过遥控器发出打开刹车开关的指令，控制无人机的舵机进行转动，通过转动舵机推动液压作动筒向机轮刹车系统的第一活塞施压，挤压固定的摩擦片夹紧转动的刹车盘，实现其快速制动功能。同时，刹车液压压力可调控，实现刹车防滞。

本实用新型的机轮刹车系统具有重量轻，其整体质量只有120克，仅为电磁刹车机轮套装的一半重量；相对于气动刹车系统需要反复预备储气加压，本实用新型的机轮刹车系统操作简单；本实用新型可调节制动输出压力而具有制动效果好的有益效果；本实用新型的机轮刹车系统可直接接到无人机的接收机电源共用电源，而不需要单独配备电源。

本实用新型的机轮刹车系统通过飞行起落测试证明：制动效果非常优异，不带刹车落地滑跑约40米停住，机轮接地后打开刹车最短滑行12米停住。如果配合襟翼使用刹车，最短7米停住。试验测试该机轮刹车系统工作稳定可靠，并且没有液压油渗漏和刹车失效的状况发生。

本实用新型能使航空模型玩家在条件苛刻的场地飞行，不用太长的跑道就能飞行起落。对于无人机来说，使用本实用新型的机轮刹车系统可以最大限度的发挥滑跑起落的功能，可在如学校操场大小的场地完成飞行作业，无疑是固定翼无人机的福音。

实施例2

如图5和图6所示，本实施例中的所述机轮刹车系统的结构基本与实施例1的结构相同，其不同之处在于所述机轮10的数量为两个，分别为第一机轮11和第二机轮12，所述第一机轮11和第二机轮12相对设置于所述底座21两侧；所述刹车片组件的数量为两个，分别为第一刹车片组件26和第二刹车片组件27，所述第一刹车片组件26和第二刹车片组件27相对设置于所述底座21两侧，所述第一刹车片组件26位于所述第一机轮11与所述底座21之间，所述第二刹车片组件27位于所述第二机轮12与所述底座21之间，所述轮轴依次穿设于所述第一机轮11、所述底座21与所述第二机轮12；所述刹车盘22的数量为两个，分别为第一刹车盘221和第二刹车盘222，所述第一刹车盘221和第二刹车盘222相对设置于所述底座21两侧，所述第一刹车盘221的一端插设于所述第一刹车片组件26，所述第二刹车盘222插设于所述第二刹车片组件27；所述第一活塞24的数量为两个，两个所述第一活塞24相对设置于所述底座21两侧，两个所述第一活塞24的一端均插设于所述底座21的内腔，且两个所述第一活塞24的另一端分别抵靠于所述第一刹车片组件26和所述第二刹车片组件27。

在本实施例中，所述机轮刹车系统还包括外摩擦垫281和内摩擦垫282，所述外摩擦垫281位于所述外刹车片面向所述刹车盘的一表面，所述内摩擦垫282位于所述内刹车片面向所述刹车盘的一表面。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。