CN108454824B - 一种多级伸缩翼机构 - Google Patents

Abstract

一种多级伸缩翼机构，属于航空航天器材与设备技术领域。本发明解决了现有的飞机机翼无法适应多复杂气动环境要求的问题。它包括电机、丝杠、第一至第四蒙皮结构，第四蒙皮结构嵌套在第三蒙皮结构内，第三蒙皮结构嵌套在第二蒙皮结构内，第二蒙皮结构嵌套在第一蒙皮结构内，且相临的两个蒙皮结构之间均为滑动连接，电机固装在第一蒙皮结构内，丝杠沿第二蒙皮结构滑动方向固装在电机的输出端，第二至第四蒙皮结构内各固接有一个定位座，每个定位座上均加工有与丝杠配合的内螺纹孔，三个内螺纹孔与丝杠同轴设置。本发明用于各类可变形飞行器的机翼结构。

Description

一种多级伸缩翼机构

技术领域

本发明涉及一种多级伸缩翼机构，属于航空航天器材与设备技术领域。

背景技术

在飞机设计中，为了满足超音速飞行减阻的要求，一般采用大后掠、小展弦比机翼，而要获得良好的起降性能、低速机动性能和远的航程航时要求机翼具有小后掠、大展弦比的特征，这与超音速减阻要求相矛盾。随着军事和民用领域对飞行器的应用日趋复杂化，迫切需要一种能够有更大的飞行空域和速域，能够高低空、高低速兼顾，甚至从地面起飞、穿越大气层飞行，以执行各种侦察和打击等复杂任务的飞行器。传统的飞行器很难适应如此广泛的飞行环境参数变化，并始终保持优良的性能。

因此实现飞行器的多领域、多复杂气动环境要求的飞行任务，需要在不同的环境具有不同的机翼参数。

发明内容

本发明是为了解决现有的飞机机翼无法适应多复杂气动环境要求的问题，进而提供了一种多级伸缩翼机构。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种多级伸缩翼机构，它包括电机、丝杠、第一至第四蒙皮结构，第四蒙皮结构嵌套在第三蒙皮结构内，第三蒙皮结构嵌套在第二蒙皮结构内，第二蒙皮结构嵌套在第一蒙皮结构内，且相临的两个蒙皮结构之间均为滑动连接，

第一蒙皮结构包括相对固接的两个第一骨架及相对固接在两个第一骨架外侧的两个第一蒙皮，第二蒙皮结构包括相对固接的两个第二骨架及相对固接在两个第二骨架外侧的两个第二蒙皮，第三蒙皮结构包括相对固接的两个第三骨架及相对固接在两个第三骨架外侧的两个第三蒙皮，第四蒙皮结构包括相对固接的两个第四骨架及相对固接在两个第四骨架外侧的两个第四蒙皮，

电机固装在第一蒙皮结构内，丝杠沿第二蒙皮结构滑动方向固装在电机的输出端，第二至第四蒙皮结构内各固接有一个定位座，每个定位座上均加工有与丝杠配合的内螺纹孔，三个内螺纹孔与丝杠同轴设置。

进一步地，第二至第四蒙皮结构的滑动方向为左右滑动，且均位于第一蒙皮结构的右侧，第一至第三蒙皮结构中，每个蒙皮结构内的两个骨架之间均设置有一组或多组连杆组件，每组连杆组件均包括第一连杆和第二连杆，第一连杆的一端与第二连杆的一端转动连接，第一连杆的另一端转动连接在其所在蒙皮结构的骨架左端部，第二连杆的另一端转动连接在其右侧蒙皮结构的骨架左端部。

进一步地，每个蒙皮结构中的两个骨架均为上下正对设置，第一连杆与其所在蒙皮结构的骨架左端部通过第一销轴连接，第二连杆与其右侧蒙皮结构的骨架左端部通过第二销轴连接，第一连杆与第二连杆通过第三销轴连接，每组连杆组件还包括第三连杆和第四连杆，第三连杆与第一连杆上下对称设置，第四连杆与第二连杆上下对称设置，第三连杆的一端与第四连杆的一端通过第三销轴转动连接，第三连杆的另一端通过第一销轴转动连接在其所在蒙皮结构的骨架左端部，第四连杆的另一端通过第二销轴转动连接在其右侧蒙皮结构的骨架左端部。

进一步地，每个蒙皮结构内的两个骨架之间均设置有两组或多组连杆组件，相临两个连杆组件之间设置有同步连杆，同步连杆的两端分别转动连接在两个第三销轴上。

进一步地，第一蒙皮结构内的两个第一骨架之间设置有三组连杆组件，第二蒙皮结构内的两个第二骨架之间设置有两组连杆组件，第三蒙皮结构内的两个第三骨架之间设置有两组连杆组件。

进一步地，第一蒙皮结构内部的前后两端各加工有一个第一滑槽，第二蒙皮结构内部的前后两端各加工有一个第二滑槽，第二蒙皮结构外部的前后两端加工有一个第一滑轨，第三蒙皮结构内部的前后两端各加工有一个第三滑槽，第三蒙皮结构外部的前后两端各加工有一个第二滑轨，第四蒙皮结构外部的前后两端各加工有一个第三滑轨，其中第四蒙皮结构与第三蒙皮结构通过第三滑轨及第三滑槽滑动连接，第三蒙皮结构与第二蒙皮结构通过第二滑轨及第二滑槽滑动连接，第二蒙皮结构与第一蒙皮结构通过第一滑轨及第一滑槽滑动连接。

进一步地，第一蒙皮结构中的两个第一骨架之间固接有电机安装板，电机1通过电机安装板与两个第一骨架固接，定位座同时与其所在蒙皮结构中的两个骨架固接。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

本申请机械结构简单，可以解决高空高速、低空低速等不同的飞行适应性问题，满足各类复杂任务的飞行器，适用于大规模生产使用，成本低、可生产复制性强。

仅由电机驱动丝杠提供动力，控制简单。

采用本申请的伸缩结构，采用滑轨进行引导，最终整个机构收拢于一个蒙皮结构内，收纳率高，体积小，可反复试验，确保稳定可靠。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图机翼展开状态下；

图3为本发明的内部结构示意图局部伸缩状态下。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～3说明本实施方式，一种多级伸缩翼机构，它包括电机1、丝杠2、第一至第四蒙皮结构，第四蒙皮结构6嵌套在第三蒙皮结构5内，第三蒙皮结构5嵌套在第二蒙皮结构4内，第二蒙皮结构4嵌套在第一蒙皮结构3内，且相临的两个蒙皮结构之间均为滑动连接，

第一蒙皮结构3包括相对固接的两个第一骨架3-1及相对固接在两个第一骨架3-1外侧的两个第一蒙皮3-2，第二蒙皮结构4包括相对固接的两个第二骨架4-1及相对固接在两个第二骨架4-1外侧的两个第二蒙皮4-2，第三蒙皮结构5包括相对固接的两个第三骨架5-1及相对固接在两个第三骨架5-1外侧的两个第三蒙皮5-2，第四蒙皮结构6包括相对固接的两个第四骨架6-1及相对固接在两个第四骨架6-1外侧的两个第四蒙皮6-2，

电机1固装在第一蒙皮结构3内，丝杠2沿第二蒙皮结构4滑动方向固装在电机1的输出端，第二至第四蒙皮结构6内各固接有一个定位座7，每个定位座7上均加工有与丝杠2配合的内螺纹孔7-1，三个内螺纹孔7-1与丝杠2同轴设置。

每个蒙皮结构中两个骨架相对固接后均形成为中空结构，以使相临两个蒙皮结构之间能够相互嵌套，从而完成多级伸缩翼机构的伸缩与展开。

电机1通过电机安装板8固装在下方的第一骨架3-1上，三个定位座7分别固接在下方的第二至第四骨架上，电机1驱动丝杠2，通过丝杠2与定位座7的螺纹连接实现多级伸缩翼机构的伸缩与展开。

展开过程中，首先是第四蒙皮结构6先展开，然后是第三蒙皮结构5展开，最后是第四蒙皮结构6展开。收缩过程中，首先是第二蒙皮结构4先收缩进第一蒙皮结构3，然后第三蒙皮结构5收缩进第二蒙皮结构4，最后是第四蒙皮结构6收缩进第三蒙皮结构5。

本申请结构简单，适用于大规模生产使用，成本低、可生产复制性强。

仅由电机1驱动丝杠2提供动力，控制简单。

采用本申请的伸缩结构，采用滑轨进行引导，最终整个机构收拢于一个蒙皮结构内，收纳率高，体积小，可反复试验，确保稳定可靠。

具体实施方式二：结合图1～3说明本实施方式，第二至第四蒙皮结构的滑动方向为左右滑动，且均位于第一蒙皮结构3的右侧，第一至第三蒙皮结构中，每个蒙皮结构内的两个骨架之间均设置有一组或多组连杆组件9，每组连杆组件9均包括第一连杆9-1和第二连杆9-2，第一连杆9-1的一端与第二连杆9-2的一端转动连接，第一连杆9-1的另一端转动连接在其所在蒙皮结构的骨架左端部，第二连杆9-2的另一端转动连接在其右侧蒙皮结构的骨架左端部。如此设计，每个蒙皮结构中连杆组件9的数量根据蒙皮结构的长度确定。在伸缩运动过程中，连杆组件9具有结构紧凑、制造及维护方便、承载量大以及刚性好的特点。其它组成与连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1～3说明本实施方式，每个蒙皮结构中的两个骨架均为上下正对设置，第一连杆9-1与其所在蒙皮结构的骨架左端部通过第一销轴9-5连接，第二连杆9-2与其右侧蒙皮结构的骨架左端部通过第二销轴9-6连接，第一连杆9-1与第二连杆9-2通过第三销轴9-7连接，每组连杆组件9还包括第三连杆9-3和第四连杆9-4，第三连杆9-3与第一连杆9-1上下对称设置，第四连杆9-4与第二连杆9-2上下对称设置，第三连杆9-3的一端与第四连杆9-4的一端通过第三销轴9-7转动连接，第三连杆9-3的另一端通过第一销轴9-5转动连接在其所在蒙皮结构的骨架左端部，第四连杆9-4的另一端通过第二销轴9-6转动连接在其右侧蒙皮结构的骨架左端部。如此设计，在伸缩运动过程中，通过连杆组件9保持蒙皮结构的同步运动，即从受力角度考虑分析，保证同一蒙皮结构相对于初始位置平行运动，同时运动、同时停止。同时因为驱动方式为丝杠驱动，丝杠本身具有高精度，固停止驱动即可保证整个蒙皮结构停留在相应位置，固可以实现锁定功能，丝杠停止驱动，同时平行连杆保证了不发生滑移，保证停留在那一位置。其它组成与连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1～3说明本实施方式，每个蒙皮结构内的两个骨架之间均设置有两组或多组连杆组件9，相临两个连杆组件9之间设置有同步连杆10，同步连杆10的两端分别转动连接在两个第三销轴9-7上。如此设计，在各蒙皮结构展形与收拢的过程中，通过同步连杆10实现各蒙皮结构的平行运动，最终实现整个机翼的形状变化。当一个蒙皮结构内设置两组以上连杆组件9时，所述两组以上连杆组件9通过同一个同步连杆10转动连接。连杆组件9中连杆的尺寸与伸缩翼尺寸相关，同步连杆10与相临的两组连杆组件9形成平行连杆机构，同步连杆10相当于平行连杆机构中的“连杆”，连杆组件9中的任一连杆均相当于平行连杆机构中的“曲柄”。其它组成与连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图1～3说明本实施方式，第一蒙皮结构3内的两个第一骨架3-1之间设置有三组连杆组件9，第二蒙皮结构4内的两个第二骨架4-1之间设置有两组连杆组件9，第三蒙皮结构5内的两个第三骨架5-1之间设置有两组连杆组件9。其它组成与连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图1～3说明本实施方式，第一蒙皮结构3内部的前后两端各加工有一个第一滑槽3-3，第二蒙皮结构4内部的前后两端各加工有一个第二滑槽4-3，第二蒙皮结构4外部的前后两端加工有一个第一滑轨4-4，第三蒙皮结构5内部的前后两端各加工有一个第三滑槽5-3，第三蒙皮结构5外部的前后两端各加工有一个第二滑轨5-4，第四蒙皮结构6外部的前后两端各加工有一个第三滑轨6-4，其中第四蒙皮结构6与第三蒙皮结构5通过第三滑轨6-4及第三滑槽5-3滑动连接，第三蒙皮结构5与第二蒙皮结构4通过第二滑轨5-4及第二滑槽4-3滑动连接，第二蒙皮结构4与第一蒙皮结构3通过第一滑轨4-4及第一滑槽3-3滑动连接。如此设计，通过滑槽与滑轨的配合，实现各蒙皮结构之间的滑动连接。其它组成与连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图1～3说明本实施方式，第一蒙皮结构3中的两个第一骨架3-1之间固接有电机安装板8，电机1通过电机安装板8与两个第一骨架3-1固接，定位座7同时与其所在蒙皮结构中的两个骨架固接。如此设计，保证多级伸缩翼机构的传动稳定，同时进一步保证每个蒙皮结构中两个骨架之间的连接强度。其它组成与连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

工作原理：

在电机1未驱动丝杠2，即伸展过程之前，第二至第四蒙皮结构6依次嵌套在第一蒙皮结构3中，在展开过程中，电机1驱动丝杠2，丝杠2给第四蒙皮结构6一个力的作用，第四蒙皮结构6在第三滑轨6-4、第三滑槽5-3以及连杆组件9的引导之下首先伸展，当到达伸展位置后，丝杠2作用于第三蒙皮结构5，第三蒙皮结构5在第二滑轨5-4、第二滑槽4-3以及连杆组件9的引导之下伸展，最后是第二蒙皮结构4伸展。

收缩过程中，电机1驱动丝杠2反向动作，第二蒙皮结构4在第一滑轨4-4、第一滑槽3-3以及连杆组件9的引导之下收缩至第一蒙皮结构3内，当到达收缩位置后，丝杠2作用于第三蒙皮结构5，第三蒙皮结构5在第二滑轨5-4、第二滑槽4-3及连杆组件9的引导之下收缩至第二蒙皮4-2内，当到达收缩位置后，丝杠2作用于第四蒙皮结构6，第四蒙皮结构6在第三滑轨6-4、第三滑槽5-3以及连杆组件9的引导之下收缩至第三蒙皮5-2内。

Claims (5)

1.一种多级伸缩翼机构，它包括电机（1）、丝杠（2）、第一至第四蒙皮结构，第四蒙皮结构（6）嵌套在第三蒙皮结构（5）内，第三蒙皮结构（5）嵌套在第二蒙皮结构（4）内，第二蒙皮结构（4）嵌套在第一蒙皮结构（3）内，且相临的两个蒙皮结构之间均为滑动连接，

第一蒙皮结构（3）包括相对固接的两个第一骨架（3-1）及相对固接在两个第一骨架（3-1）外侧的两个第一蒙皮（3-2），第二蒙皮结构（4）包括相对固接的两个第二骨架（4-1）及相对固接在两个第二骨架（4-1）外侧的两个第二蒙皮（4-2），第三蒙皮结构（5）包括相对固接的两个第三骨架（5-1）及相对固接在两个第三骨架（5-1）外侧的两个第三蒙皮（5-2），第四蒙皮结构（6）包括相对固接的两个第四骨架（6-1）及相对固接在两个第四骨架（6-1）外侧的两个第四蒙皮（6-2），

电机（1）固装在第一蒙皮结构（3）内，丝杠（2）沿第二蒙皮结构（4）滑动方向固装在电机（1）的输出端，第二至第四蒙皮结构（6）内各固接有一个定位座（7），每个定位座（7）上均加工有与丝杠（2）配合的内螺纹孔（7-1），三个内螺纹孔（7-1）与丝杠（2）同轴设置；

第二至第四蒙皮结构的滑动方向为左右滑动，且均位于第一蒙皮结构（3）的右侧，第一至第三蒙皮结构中，每个蒙皮结构内的两个骨架之间均设置有一组或多组连杆组件（9），每组连杆组件（9）均包括第一连杆（9-1）和第二连杆（9-2），第一连杆（9-1）的一端与第二连杆（9-2）的一端转动连接，第一连杆（9-1）的另一端转动连接在其所在蒙皮结构的骨架左端部，第二连杆（9-2）的另一端转动连接在其右侧蒙皮结构的骨架左端部；

其特征在于：每个蒙皮结构中的两个骨架均为上下正对设置，第一连杆（9-1）与其所在蒙皮结构的骨架左端部通过第一销轴（9-5）连接，第二连杆（9-2）与其右侧蒙皮结构的骨架左端部通过第二销轴（9-6）连接，第一连杆（9-1）与第二连杆（9-2）通过第三销轴（9-7）连接，每组连杆组件（9）还包括第三连杆（9-3）和第四连杆（9-4），第三连杆（9-3）与第一连杆（9-1）上下对称设置，第四连杆（9-4）与第二连杆（9-2）上下对称设置，第三连杆（9-3）的一端与第四连杆（9-4）的一端通过第三销轴（9-7）转动连接，第三连杆（9-3）的另一端通过第一销轴（9-5）转动连接在其所在蒙皮结构的骨架左端部，第四连杆（9-4）的另一端通过第二销轴（9-6）转动连接在其右侧蒙皮结构的骨架左端部。

2.根据权利要求1所述的一种多级伸缩翼机构，其特征在于：每个蒙皮结构内的两个骨架之间均设置有两组或多组连杆组件（9），相临两个连杆组件（9）之间设置有同步连杆（10），同步连杆（10）的两端分别转动连接在两个第三销轴（9-7）上。

3.根据权利要求1所述的一种多级伸缩翼机构，其特征在于：第一蒙皮结构（3）内的两个第一骨架（3-1）之间设置有三组连杆组件（9），第二蒙皮结构（4）内的两个第二骨架（4-1）之间设置有两组连杆组件（9），第三蒙皮结构（5）内的两个第三骨架（5-1）之间设置有两组连杆组件（9）。

4.根据权利要求3所述的一种多级伸缩翼机构，其特征在于：第一蒙皮结构（3）内部的前后两端各加工有一个第一滑槽（3-3），第二蒙皮结构（4）内部的前后两端各加工有一个第二滑槽（4-3），第二蒙皮结构（4）外部的前后两端加工有一个第一滑轨（4-4），第三蒙皮结构（5）内部的前后两端各加工有一个第三滑槽（5-3），第三蒙皮结构（5）外部的前后两端各加工有一个第二滑轨（5-4），第四蒙皮结构（6）外部的前后两端各加工有一个第三滑轨（6-4），其中第四蒙皮结构（6）与第三蒙皮结构（5）通过第三滑轨（6-4）及第三滑槽（5-3）滑动连接，第三蒙皮结构（5）与第二蒙皮结构（4）通过第二滑轨（5-4）及第二滑槽（4-3）滑动连接，第二蒙皮结构（4）与第一蒙皮结构（3）通过第一滑轨（4-4）及第一滑槽（3-3）滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种多级伸缩翼机构，其特征在于：第一蒙皮结构（3）中的两个第一骨架（3-1）之间固接有电机安装板（8），电机（1）通过电机安装板（8）与两个第一骨架（3-1）固接，定位座（7）同时与其所在蒙皮结构中的两个骨架固接。

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