CN108502135B - 基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥 - Google Patents

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Abstract

基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥，包括依次前后设置的环形体节，前一环形体节的外径和后一环形体节的内径相等，每个环形体节前部与后部具有安装偏心弯曲装置的平台，平台分别为前部平台和后部平台，偏心弯曲装置位于相邻两环形体节之间用于驱动前一环形体节相对于后一环形体节做偏心旋转运动，位于最前端的环形体节前端设置有锥头部，锥头部后端设置有安装偏心弯曲装置的平台，通过铰接在偏心弯曲装置中的伸缩杆框架作为偏心旋转的动力来源，本发明具有结构简单、紧凑，重量轻，不过多占用内部空间等特点。

Description

基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥
技术领域
本发明涉及航空航天飞行器技术领域，特别涉及基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥。
背景技术
飞行器在飞行过程中可以通过改变自身形状来获得不同状态下的气动性能。而目前对于飞行器的变体研究主要集中在可变翼飞行器上，针对飞行器头锥的变形研究相对较少。飞行器变体头锥的研究对于优化飞行器的气动特性具有重要意义。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥，本装置能够实现飞行器头锥的变形，且具有结构简单、紧凑，重量轻，不过多占用内部空间等优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥，包括依次前后设置的环形体节100，其中前一环形体节100的外径和后一环形体节100的内径相等，每个环形体节100前部与后部具有安装偏心弯曲装置200的平台，平台分别为前部平台和后部平台，偏心弯曲装置200位于相邻两环形体节100之间，用于驱动前一环形体节100相对于后一环形体节100做偏心旋转运动，位于最前端的环形体节100前端设置有锥头部400，锥头部400后端设置有安装偏心弯曲装置200的平台。
所述的平台内部设置有容纳偏心弯曲装置200的空间。
所述的环形体节100在平直位置时，各环形体节100的轴线进行重合。
所述的偏心弯曲装置200包括多个三角形框架210，所述的三角形框架210通过铰链环绕安装在前一环形体节100的后部平台以及所述后一环形体节100的前部平台上，所述的三角形框架210环形设置在平台内部，相邻三角形框架210之间设置有用于带动三角形框架210相对环形体节100的平台进行旋转的伸缩杆框架220，所述的伸缩杆框架220与三角形框架210通过复合铰链300相连。
所述的复合铰链300包括复合铰链外层310和复合铰链内层320，所述的复合铰链外层310上开有使得伸缩杆框架220在转动时不与复合铰链内层320产生碰撞的槽，所述的复合铰链内层320两端设置有用于连接三角形框架210的球窝330。
所述的前部平台下方设置有限制三角形框架210运动的约束铰链230。
所述的前部平台设在后部平台的前侧，前部平台和环形体节100端部之间具有容纳偏心弯曲装置200的间隙。
所述的环形体节100为5个且直径依次减小，5个环形体节100的直径依次为380毫米、340毫米、300毫米、260毫米、220毫米，且环形体节100的壁厚可以为20毫米，锥头部400后部的直径为180毫米。
所述的伸缩杆框架220为伸缩杆。
本发明的有益效果：
本发明具有结构简单、紧凑，重量轻，不过多占用内部空间等优点。
伸缩杆框架220可以保持确定的形状，可以保证飞行器的变形头锥变形后的稳定性。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明局部结构示意图。
图3本发明约束铰链结构示意图。
图4为本发明偏心弯曲装置的整体结构示意图。
图5为本发明复合铰链示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1-图5所示，根据本发明实施例的基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥1包括多个环形体节100、多个弯曲机构200、一个锥头部400
多个环形体节100沿前后方向间隔设置(前后方向如图1中的箭头A所示)，每个环形体节100内部都具有前部平台和后部平台，前部平台设在后部平台的前侧且前部平台和环形体节100端部之间具有容纳偏心弯曲装置200的间隙。
前锥部400设在多个环形体节100的最前方。
偏心弯曲装置200设在两个环形体节100之间，偏心弯曲装置200驱动相连的两节环形体节100在相对的平直位置和弯曲位置之间移动，在所述平直位置时，两节环形体节100的轴线重合，偏心弯曲装置200收缩于间隙内。在所述弯曲位置时，两节环形体节100的轴线相互倾斜。
并且，由于所述相邻两个环形体节100之间为偏心弯曲，因此两者下部距离几乎不变，而上部距离显著增大。再结合两者之间的相对弯曲，可以看作两者有一定的相对伸长。
下面参考附图描述根据本发明具体实施例的基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥1。
如图2和图3所示，偏心弯曲装置200包括多个三角形框架210、伸缩杆框架220和约束铰链230。三角形框架210铰接在前一节的后部平台和后一节的前部平台上，同时下方相对位置处的两个三角形框架通过约束铰链230相连限制部分相对运动，以确定前后两环形体节100在变体过程中的相对转轴位置。伸缩杆框架220通过复合铰链300连为一体，通过伸缩杆在受热时的变形使得整个伸缩杆框架220产生变形并产生驱动力。三角形框架210的顶点处装有一球头，通过复合铰链300上的球铰与伸缩杆框架220连接。这样可以利用伸缩杆框架220驱动多个三角形框架210，使得多个三角形框架210所在平面和安装平台形成不同的角度，以带动前部平台相对后部平台转动。由此可以实现飞行器的变形头锥的弯曲变形，而且通过维持温度恒定，伸缩杆框架220可以保持确定的形状，可以保证飞行器的变形头锥1变形后的稳定性。
如图5所示，复合球铰300的主体是由外层310和内层320组成的圆柱铰链。外层310和内层320分别连接两根伸缩杆。在外层310上开有一槽，使得伸缩杆在转动时不与内层320产生碰撞。内层320的左右两边各自开有一球窝330，用于连接三角形框架210。
环形体节100为5个且直径依次减小。具体而言，5个环形体节100的直径依次为380毫米、340毫米、300毫米、260毫米、220毫米，且环形体节100的壁厚可以为20毫米。锥头部400后部的直径为180毫米。
本发明的工作原理：
基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥需要进行变形时，每个偏心弯曲装置200上的伸缩杆框架220发生收缩变形，使得每条伸缩杆所连接的两个三角形框架210的顶点距离缩短，从而带动多个三角形框架210与支撑前部平台和后部平台发生相对转动。同时三角形框架210的相对转动量受到伸缩杆形变量以及约束铰链230的限制，从而带动前后两节环形体节100形成特定的偏心旋转运动。之后，伸缩杆框架220不再变形，即可维持变形后的稳定。
当基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥1需要收缩变形时，伸缩杆伸长，伸缩杆框架220恢复原状，整个偏心弯曲装置200也随之复原，收缩在间隙内，同时带动两节环形体节100的轴线重合，头锥回到平直位置。根据不同的需要，该伸缩杆可以为记忆合金、电推杆、伺服缸、液压设备等驱动装置。

Claims (8)

1.基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥，其特征在于，包括依次前后设置的环形体节(100)，其中前一环形体节(100)的外径和后一环形体节(100)的内径相等，每个环形体节(100)前部与后部具有安装偏心弯曲装置(200)的平台，平台分别为前部平台和后部平台，偏心弯曲装置(200)位于相邻两环形体节(100)之间，用于驱动前一环形体节(100)相对于后一环形体节(100)做偏心旋转运动，位于最前端的环形体节(100)前端设置有锥头部(400)，锥头部(400)后端设置有安装偏心弯曲装置(200)的平台；
所述的偏心弯曲装置(200)包括多个三角形框架(210)，所述的三角形框架(210)通过铰链环绕安装在前一环形体节(100)的后部平台以及所述后一环形体节(100)的前部平台上，所述的三角形框架(210)环形设置在平台内部，相邻三角形框架(210)之间设置有用于带动三角形框架(210)相对环形体节(100)的平台进行旋转的伸缩杆框架(220)，所述的伸缩杆框架(220)与三角形框架(210)通过复合铰链(300)相连。
2.根据权利要求1所述的基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥，其特征在于，所述的平台内部设置有容纳偏心弯曲装置(200)的空间。
3.根据权利要求1所述的基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥，其特征在于，所述的环形体节(100)在平直位置时，各环形体节(100)的轴线进行重合。
4.根据权利要求1所述的基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥，其特征在于，所述的复合铰链(300)包括复合铰链外层(310)和复合铰链内层(320)，所述的复合铰链外层(310)上开有使得伸缩杆框架(220)在转动时不与复合铰链内层(320)产生碰撞的槽，所述的复合铰链内层(320)两端设置有用于连接三角形框架(210)的球窝(330)。
5.根据权利要求1所述的基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥，其特征在于，所述的伸缩杆框架(220)为伸缩杆。
6.根据权利要求1所述的基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥，其特征在于，所述的前部平台下方设置有限制三角形框架(210)运动的约束铰链(230)。
7.根据权利要求1所述的基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥，其特征在于，所述的前部平台设在后部平台的前侧，前部平台和环形体节(100)端部之间具有容纳偏心弯曲装置(200)的间隙。
8.根据权利要求1所述的基于伸缩杆驱动空间折展机构的飞行器变体头锥，其特征在于，所述的环形体节(100)为5个且直径依次减小，5个环形体节(100)的直径依次为380毫米、340毫米、300毫米、260毫米、220毫米，且环形体节(100)的壁厚为20毫米，锥头部(400)后部的直径为180毫米。
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