CN109649636B - 一种基于齿轮传动的机翼折叠展开装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于齿轮传动的机翼折叠展开装置，包括底板、设于底板上端的折展机构、设于折展机构上端的机翼两件以及设于底板下端的驱动机构，驱动机构连接于折展机构上，本发明结构简单，能够有效实现无人机机翼的折展动作，能够将机翼稳定在固定于其上，防止在转动过程中出现打滑或者不转动的现象，通过齿轮传动从而使得其具有执行动作迅速、负载大、可靠性高的特点，具有较强的实用性。

Description

一种基于齿轮传动的机翼折叠展开装置

技术领域

本发明涉及无人机相关技术领域，尤其涉及一种基于齿轮传动的机翼折叠展开装置。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。

无人机的未来发展趋势向轻量化以及进一步地减少其体积，从而方便对无人机的储存和运输，而增大无人机的体积的主要为机翼，这给无人机的运输造成了较大的困难，并且在运输的过程中若无人机机翼不折叠，那么很有可能在运输的过程中对无人机的机翼产生损伤，从而导致无人机无法运行，并且在无人机发射的过程中需要推理作用线通过机体的重心位置，而如果机翼是展开的情况下，无人机发射的瞬间由于机翼为展开状态，势必会增大了无人机前进时的空气阻力，降低了推力的作用，同时由于机翼为展开状态，在发射的瞬间无人机受力不可控因素增多，增大了无人机航向控制的难度，因此设计一种机翼折叠展开简称为折展的装置很重要。

当然现有技术中涉及到的这种无人机折展装置较多，总体呈现为通过齿轮控制折叠或者通过弹性结构实现折展效果，但是在进行无人机机翼折展的过程中齿轮控制折叠的存在着机翼呈错位的安装，从而增大了机翼本身的重量，负载较小的特点，而弹性结构的折展机构，主要特点为动作不可控，反应较为不迅速。

发明内容

本发明提供一种基于齿轮传动的机翼折叠展开装置，以解决上述现有技术的不足，能够有效实现无人机机翼的折展动作，能够将机翼稳定在固定于其上，防止在转动过程中出现打滑或者不转动的现象，通过齿轮传动从而使得其具有执行动作迅速、负载大、可靠性高的特点，具有较强的实用性。

为了实现本发明的目的，拟采用以下技术：

一种基于齿轮传动的机翼折叠展开装置，包括底板、设于底板上端的折展机构、设于折展机构上端的机翼两件以及设于底板下端的驱动机构，驱动机构连接折展机构，其特征在于：折展机构包括设于底板的外壳、连接驱动机构的驱动齿轮、啮合于驱动齿轮一侧的中间齿轮、间隔设于底板的折展从动组件两件，机翼分别安装于折展从动组件上；

折展从动组件包括安装于底板的轴承、安装于轴承的轴筒、安装于轴筒的从动轮、设于轴筒的转动轴、安装于转动轴下端的限位转盘、设于转动轴上端的固定轴以及设于固定轴的固定盘，其中一个折展从动组件的从动轮啮合于驱动齿轮，另另一个折展从动组件的从动轮啮合于中间齿轮。

进一步地，外壳为键形结构，外壳内部设有空腔，外壳两侧均设有卡孔。

进一步地，限位转盘外壁上设有第一卡块，第一卡块的外壁上设有第二卡块。

进一步地，第一卡块和第二卡块呈圆弧形结构。

进一步地，第一卡块的圆心角为°，第二卡块的圆心角为°，第一卡块的一端和第二卡块的一端重合。

进一步地，限位转盘上端设有扭簧，扭簧的下端固定于限位转盘上，扭簧的上端设有直杆，直杆的另一端设于卡孔内。

进一步地，限位转盘的两侧设有第一转动柱和第二转动柱，第一转动柱和第二转动柱呈对称地设于限位转盘两侧，第一转动柱上端设有第一卡件，第二转动柱上设有第二卡件。

进一步地，驱动机构为舵机。

进一步地，固定轴上设有安装齿若干。

上述技术方案的优点在于：

1、通过舵机驱动机构，使得整个驱动机构成为一个控制系统，由于在舵机中存在着电机、传感器和控制器，是一个完整的伺服电机，在进行机翼的折展过程中方便控制和操作；

2、通过折展机构完成机翼的折展动作，首先盖机构主要通过外壳和两个呈间隔分布的折展从动组件组成，并且值得注意的是，折展从动组件设置在底板的上表面上，也就是说设置在底板的同侧面上，在机翼的组装和机翼本身的轻量化设计上具有突出的特点；其次，折展从动组件为展开和折叠的从动部件，也是完成折展动作的核心部件，为了提高机翼折展装置的负载，利用了齿轮传动，其次利用齿轮控制传动的灵活性和高效反应性；在折展从动组件中轴承方便机翼绕着轴承的圆心进行转动，减小摩擦力，提高灵活性；轴筒和从动轮为动力传输部件，利用驱动齿轮或者中间齿轮将舵机的动能转化为机翼转动的动能；而其中转动盘、扭簧、第一卡件以及第二卡件通过以上几个零部件的配合使用完成机翼折叠状态或者机翼展开状态的锁定，其中扭簧能够使得机翼快速实现展开状态，而转动盘、第一卡件以及第二卡件的配合能够锁定机翼的状态，其中为了方便第一卡件和第二卡件实现锁定机翼状态，通过舵机开操控第一转动柱和第二转动柱的转动，从而高效完成状态锁定，并且方便控制；同时为了防止在机翼转动过程中出现打滑或者不转动的现象，在固定轴上设有安装齿若干。

3、本发明结构简单，能够有效实现无人机机翼的折展动作，能够将机翼稳定在固定于其上，防止在转动过程中出现打滑或者不转动的现象，通过齿轮传动从而使得其具有执行动作迅速、负载大、可靠性高的特点，具有较强的实用性。

附图说明

图1示出了本发明的立体结构图。

图2示出了本发明的立体结构图。

图3示出了不包括机翼的立体结构图。

图4示出了不包括机翼和外壳的立体结构图。

图5示出了不包括机翼、外壳以及转动盘的立体结构图。

图6示出了不包括机翼、外壳以、转动盘以及从动轮的立体结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明做进一步的详细描述。

如图1-图6所示，一种基于齿轮传动的机翼折叠展开装置，基本地包括底板1，安装在底板1上端的折展机构展开折叠机构2，安装在折展机构2上端的机翼3两个，安装在底板1下端的驱动机构4，而驱动机构4通过一根转动杆设置在折展机构2上。其中，驱动机构4为舵机。

折展机构2主要包括安装固定在底板1表面上的外壳5，通过转动杆连接于驱动机构4上的驱动齿轮20，啮合于驱动齿轮20一侧的中间齿轮21，呈间隔地设置在驱动齿轮20一侧和中间齿轮21一侧的折展从动组件22，机翼3安装在折展从动组件22上，而两侧的折展从动组件22设置方式为：一侧的折展从动组件22下端连接于驱动齿轮20上，另一侧的折展从动组件22下端连接于中间齿轮21上。

其中，折展从动组件22包括安装在底板1上的轴承221，安装在轴承221上的轴筒222，安装在轴筒222上的从动轮220，穿插在轴筒222中的转动轴223，安装在转动轴223下端的限位转盘225，固定在转动轴223上端的固定轴224，固定轴224上设有安装齿若干，安装齿的能够有效地防止在机翼3进行折展的过程中防止出现打滑或者转动连接不稳定的现象，安装在固定轴224上的固定盘227，一侧的折展从动组件22上的从动轮220啮合于驱动齿轮20，另一侧的折展从动组件22上的从动轮220啮合于中间齿轮21。这种啮合方式能够使得机翼在折展的过程中在改变驱动齿轮20转动时的方向外，还能够使得两个机翼3始终保持着同步的进行折展动作，同时传动主要通过齿轮完成，从而增大了折展机构2的负载能力，同时两个机械结构完全相同的折展机构的设计，方便将机翼3的固定和安装，能够较好地实现无人机轻量化的发展。

而为了能够对锁定两个机翼3的展开或者折叠状态，因此，设计了独特的定位机构，从而辅助完成机翼3的折展动作，其中，限位转盘225外壁上设置着第一卡块2250，第一卡块2250的外壁上设置着第二卡块2251。而第一卡块2250和第二卡块2251呈圆弧形结构，具体地说，应该为弧形带状结构，第一卡块2250的圆心角为180°，第二卡块2251的圆心角为90°，第一卡块2250的一端和第二卡块2251的一端重合。呈弧形带状结构第一卡块2250和第二卡块2251的存在，从而确保在限位转盘225转动的过程中对机翼3状态的锁定和取消锁定。而为了更进一步地对上述的锁定和取消锁定操作能更加容易的实现，外壳5为键形结构，外壳5内部设有空腔，外壳5两侧均设有卡孔50。在限位转盘225上端设有扭簧226，扭簧226的下端固定于限位转盘225上，扭簧226的上端设有直杆2260，直杆2260的另一端设于卡孔50内。其中，限位转盘225的两侧设有第一转动柱228和第二转动柱229，第一转动柱228和第二转动柱229呈对称地设于限位转盘225两侧，第一转动柱228上端设有第一卡件2280，第二转动柱229上设有第二卡件2290。而通过舵机驱动第一转动柱228和第二转动柱229的转动从而完成锁定和取消锁定操作。

一、本发明机翼展开过程的操作流程如下所述：

为了能够实现展开操作，因此假设此时两个机翼3为折叠状态，那么此时第二卡件2290的卡头设置在第一卡块2250的端面处，而第一卡件2280的卡头设置在第一卡块2250和第二卡块2251的重合端面处，扭簧226呈正常状态；

基于以上状态开始实施机翼3的展开，通过舵机控制驱动第二转动柱229转动，从而使得第二转动柱229上的第二卡件2290离开第一卡块2250的端面处，也就是第二卡件2290取消对第一卡块2250的锁止力，并且在驱动机构4的驱动下驱动齿轮20，而驱动轮20将驱动中间齿轮21和其中一个从动轮220以及通过中间齿轮21驱动另外一个从动轮220开始转动，最终使得两个固定盘227开始转动，在固定盘227彼此相向的开始转动，直至第二卡件2290和第二卡块2251的另外一个端面接触为止，此时驱动机构4为停止运动，处于锁止状态，机翼3处于完全展开状态，而扭簧226呈扭紧状态。

二、本发明机翼折叠过程的操作流程如下所述：

在机翼3实现折叠状态，那么需要机翼3为展开状态，也就是说，整个装置的状态保持如上所述的“本发明机翼展开过程的操作流程”中的最终状态，此时开始实施折叠操作；

通过舵机驱动第二转动柱229转动，从而使得第二转动柱229上的第二卡件2290离开第二卡块2251的另外一个端面，由于限位转盘225失去了第二卡件2290的锁定作用，而此时扭簧226又要恢复形变，因此使得机翼3发生反向转动，最终使得两个机翼33完成折叠状态，而此时第二卡件2290的卡头设置在第一卡块2250的端面处，而第一卡件2280的卡头设置在第一卡块2250和第二卡块2251的重合端面处，扭簧226呈正常状态。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种基于齿轮传动的机翼折叠展开装置，包括底板（1）、设于底板（1）上端的折展机构（2）、设于折展机构（2）上端的机翼（3）两件以及设于底板（1）下端的驱动机构（4），驱动机构（4）连接折展机构（2），其特征在于：折展机构（2）包括设于底板（1）的外壳（5）、连接驱动机构（4）的驱动齿轮（20）、啮合于驱动齿轮（20）一侧的中间齿轮（21）、间隔设于底板（1）的折展从动组件（22）两件，机翼（3）分别安装于折展从动组件（22）上；

折展从动组件（22）包括安装于底板（1）的轴承（221）、安装于轴承（221）的轴筒（222）、安装于轴筒（222）的从动轮（220）、设于轴筒（222）的转动轴（223）、安装于转动轴（223）下端的限位转盘（225）、设于转动轴（223）上端的固定轴（224）以及设于固定轴（224）的固定盘（227），其中一个折展从动组件（22）的从动轮（220）啮合于驱动齿轮（20），另另一个折展从动组件（22）的从动轮（220）啮合于中间齿轮（21）；

外壳（5）内部设有空腔，外壳（5）两侧均设有卡孔（50）；

限位转盘（225）外壁设有第一卡块（2250），第一卡块（2250）的外壁设有第二卡块（2251）；

第一卡块（2250）和第二卡块（2251）呈圆弧形结构；

第一卡块（2250）的圆心角为180°，第二卡块（2251）的圆心角为90°，第一卡块（2250）的一端和第二卡块（2251）的一端重合；

限位转盘（225）上端设有扭簧（226），扭簧（226）的下端固定于限位转盘（225），扭簧（226）的上端设有直杆（2260），直杆（2260）的另一端设于卡孔（50）内；

限位转盘（225）的两侧设有第一转动柱（228）和第二转动柱（229），第一转动柱（228）和第二转动柱（229）呈对称地设于限位转盘（225）两侧，第一转动柱（228）上端设有第一卡件（2280），第二转动柱（229）上设有第二卡件（2290）。

2.根据权利要求1所述的基于齿轮传动的机翼折叠展开装置，其特征在于，外壳（5）为键形结构。

3.根据权利要求1所述的基于齿轮传动的机翼折叠展开装置，其特征在于，驱动机构（4）为舵机。

4.根据权利要求1所述的基于齿轮传动的机翼折叠展开装置，其特征在于，固定轴（224）上设有安装齿若干。

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