CN105277077B - 末敏弹智能伸缩翼 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种末敏弹智能伸缩翼，包括桁架机构、驱动机构、自锁机构和蒙皮。桁架机构是由多根桁架杆组成的可伸缩结构。驱动机构包括形变记忆合金弹簧、导轨和导块，形变记忆合金弹簧提供驱动力，驱动导块在导轨内运动。导块的运动带动桁架杆转动，桁架杆的转动将蒙皮展开。本发明可实现翼面积的大幅度变化，翼收拢时，能满足空间小的要求；翼展开后，能满足高效减速的要求。

Description

末敏弹智能伸缩翼

技术领域

本发明属于变形翼领域，具体涉及一种末敏弹智能伸缩翼。

背景技术

目前，大多数末敏弹采用减速伞进行减速，采用稳态扫描伞进行稳态扫描，其弊病非常明显：伞的体积较大，易受横风影响；伞的结构较复杂，可靠性差。国外少数末敏弹采用尾翼来减速和稳态扫描，如瑞典和法国联合研制的“博尼斯”炮射末敏弹，但由于母弹空间限制，所以尾翼面积较小，减速效果不理想。国内有研究人员开展对S型尾翼末敏弹和C型尾翼末敏弹的研究，但尾翼在母弹体内如何收拢的问题并没有得到很好的解决。

关于变形翼的研究，大多研究人员采用电动机作为驱动器，例如雷娟棉等人设计的变形翼结构采用多个电机作为驱动器，采用电动机作为驱动器使得变形翼结构变得复杂，且成本上升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种末敏弹智能伸缩翼，解决了较大单翼无法折叠的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种末敏弹智能伸缩翼，包括桁架机构、自锁机构、驱动机构和蒙皮，桁架机构固定在驱动机构上，自锁机构一端固定在驱动机构上，另一端固定在桁架机构上，蒙皮固定在桁架机构顶部和驱动机构的侧部。

上述驱动机构包括导轨、导块和形变记忆合金(SMA)弹簧，导块和SMA弹簧均位于导轨内，两个导块固定在SMA弹簧两端，导块沿导轨滑动。

上述桁架机构可伸缩，桁架机构展开后，其沿末敏弹弹径方向上的长度是末敏弹半径的4～6倍，桁架机构由1个半菱形单元和N个菱形单元依次连接而成，N可以取2、3、4，菱形单元是由四根桁架杆构成的四连杆机构，半菱形单元由两根桁架杆通过螺栓连接而成，半菱形单元的两根桁架杆一端相互连接形成转动副，另一端通过转动副连接在两个导块上。

上述自锁机构包括自锁机构底板、压缩弹簧、卡块和销轴，自锁机构底板固定在驱动机构导轨的侧面，自锁机构底板开有长条形通孔、卡块槽和压缩弹簧槽。在沿桁架机构伸缩方向上，自锁机构底板上开有长条形通孔，长条形通孔一端与导轨的侧面相接，销轴设置在上述通孔内，通孔顶部开有卡块槽，卡块槽一端与导轨的侧面相接，卡块设置在上述卡块槽内，卡块槽顶部开有压缩弹簧槽，压缩弹簧设置在压缩弹簧槽内，长条形通孔长度大于卡块槽长度；销轴底部固定在半菱形单元的螺栓上。

上述蒙皮由1片半圆形蒙皮片和M片矩形蒙皮片依次通过转动副连接而成，M可以取6、7、8、9、10，最左端矩形蒙皮片固定在驱动机构的导轨上，设有半圆形蒙皮片的一端固定在桁架机构上，固定位置为远离导轨的一端。

本发明与现有技术相比，其显著优点：(1)本发明采用可伸缩的桁架结构和可折叠的蒙皮结构，所以可以将尾翼面积做的很大；与普通尾翼相比，在弹体参数相同的情况下，本发明尾翼面积是普通尾翼面积的2～3倍，减阻效果更为明显；(2)本发明采用形变记忆合金(SMA)弹簧作为驱动器，从而避免了采用常规的电动机作为驱动器。所以，结构大大简化，成本大大降低。

附图说明

图1为本发明末敏弹智能伸缩翼整体示意图。

图2为本发明桁架收拢示意图。

图3为本发明自锁机构剖视图。

图4为本发明蒙皮展开示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

两只伸缩翼是对称焊接在末敏弹弹尾，仅以左翼为例进行说明。

结合图1，一种末敏弹智能伸缩翼，包括桁架机构、自锁机构、驱动机构和蒙皮8，桁架机构固定在驱动机构上，自锁机构一端固定在驱动机构上，另一端固定在桁架机构上，蒙皮8固定在桁架机构顶部和驱动机构的左侧。

结合图2，其中，所述的桁架机构由14根桁架杆1通过螺栓11连接而成。所述的桁架结构的组成单元是由3个菱形单元和1个半菱形单元组成。其中，菱形单元是由4根桁架杆1通过螺栓11组成的四连杆机构，半菱形单元是由2根桁架杆1通过螺栓11连接而成。半菱形单元位于桁架机构的端部，然后依次连接菱形单元。桁架机构收拢时，其沿末敏弹弹径方向的长度不大于末敏弹弹体9的半径；桁架机构张开后，其沿末敏弹弹径方向上的长度是末敏弹弹体9半径的5倍。

结合图3，上述自锁机构包括自锁机构底板2、压缩弹簧5、卡块4和销轴3。自锁机构底板2一侧固定在导轨7的左侧。自锁机构底板2开有长条形通孔、卡块槽和压缩弹簧槽。具体为：在沿桁架机构伸缩方向上，自锁机构底板2上开有长条形通孔，长条形通孔一端与导轨7的左侧相接，另一端位于自锁机构底板2内，销轴3设置在上述通孔内，通孔顶部开有卡块槽，卡块槽一端与导轨7的左侧相接，卡块4设置在上述卡块槽内，卡块槽顶部开有压缩弹簧槽，压缩弹簧5设置在压缩弹簧槽内，长条形通孔长度大于卡块槽长度；销轴3底部焊接在半菱形单元的螺栓11上，销轴3在长条形通孔内运动。如图2所示，销轴3的初始位置在长条形通孔的最右端，销轴3的末位置在长条形通孔的最左端。桁架机构伸缩带动销轴3运动。

所述的驱动机构包括导轨7、导块6和SMA弹簧10。其中，导轨7是由8根长度为10mm的圆轴梁和4根长度为100mm的圆轴梁焊接而成的长方体状框架结构。导轨7焊接在末敏弹弹体9上。导块6为圆柱体，其中部焊接有耳孔。耳孔与桁架杆端部的螺栓孔配合以形成转动副。导块6位于导轨7内，仅可在导轨7内运动。SMA弹簧10是由Cu基形变记忆合金材料或TiNi记忆合金材料制成，其特点：温度升高时，长度缩短；温度降低时，长度伸长。因此，可以通过控制电流的变化来控制SMA弹簧10的伸缩。SMA弹簧10两端分别焊接在导块6上，且位于导轨7内。

结合图4，所述的蒙皮8是由8片矩形蒙皮片和1片半圆形蒙皮片组成。半圆形蒙皮片位于最左端。蒙皮片之间通过销轴和轴孔依次连接。半圆形蒙皮片焊接在桁架机构的最左端，最右边的矩形蒙皮片焊接在导轨7左侧壁上，整个蒙皮8位于桁架机构的上方。桁架收拢时，蒙皮8处于折叠状态；桁架张开后，蒙皮8展开。蒙皮片展开顺序：半圆形蒙皮片先展开，带动矩形蒙皮片展开，从左到右，依次展开。蒙皮展开方向：垂直于导轨7向左展开。

工作过程：末敏弹在母弹内，SMA弹簧10没有通电流，桁架机构收拢，压缩弹簧5在弹簧槽内处于压缩状态，卡块4在卡块槽内，销轴3位于长条形通孔的最右端。末敏弹脱离母弹的瞬间，SMA弹簧10立即通入电流，SMA弹簧10收缩变短，驱动两个导块6沿导轨7向导轨7的中心移动。导块6带动桁架杆1转动，桁架杆1的转动使得桁架机构张开，桁架张开时带动折叠的蒙皮片展开。待桁架机构和蒙皮片张开到位后，自锁机构中的压缩弹簧5驱动卡块4移动，从而将销轴3锁定，张开的桁架机构锁定，即末敏弹智能伸缩翼展开飞行。

Claims (2)

1.一种末敏弹智能伸缩翼，其特征在于：包括桁架机构、自锁机构、驱动机构和蒙皮(8)，桁架机构固定在驱动机构上，自锁机构一端固定在驱动机构上，另一端固定在桁架机构上，蒙皮(8)固定在桁架机构顶部；

上述驱动机构包括导轨(7)、导块(6)和SMA弹簧(10)，导块(6)和SMA弹簧(10)均位于导轨(7)内，两个导块(6)固定在SMA弹簧(10)两端，导块(6)沿导轨(7)滑动；

上述桁架机构可伸缩，桁架机构展开后，其沿末敏弹弹径方向上的长度是末敏弹半径的4～6倍，桁架机构由1个半菱形单元和N个菱形单元依次连接而成，其中N＝2、3、4，菱形单元为是由四根桁架杆(1)构成的四连杆机构，半菱形单元由两根桁架杆(1)通过螺栓(11)连接而成，半菱形单元的两根桁架杆(1)一端相互连接形成转动副，另一端通过转动连接副连接在两个导块(6)上；

上述自锁机构包括自锁机构底板(2)、压缩弹簧(5)、卡块(4)和销轴(3)，自锁机构底板(2)固定在驱动机构导轨(7)的侧面，自锁机构底板(2)设有长条形通孔、卡块槽和压缩弹簧槽，沿桁架机构伸缩方向自锁机构底板(2)上开有长条形通孔，长条形通孔一端与导轨(7)的侧面相接，销轴(3)设置在上述通孔内，通孔顶部开有卡块槽，卡块槽一端与导轨(7)的侧面相接，卡块(4)设置在上述卡块槽内，卡块槽顶部开有压缩弹簧槽，压缩弹簧(5)设置在压缩弹簧槽内，长条形通孔长度大于卡块槽长度；销轴(3)底部固定在半菱形单元的螺栓(11)上。

2.根据权利要求1所述的末敏弹智能伸缩翼，其特征在于：上述蒙皮(8)由1片半圆形蒙皮片和M片矩形蒙皮片依次通过转动副连接而成，M＝6、7、8、9、10，蒙皮(8)在设有矩形蒙皮片的一端固定在导轨(7)上，在设有半圆形蒙皮片的一端固定在桁架机构的外端部。