CN110411287A - 一种螺旋下沉式机翼折叠展开机构 - Google Patents

一种螺旋下沉式机翼折叠展开机构 Download PDF

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Abstract

一种螺旋下沉式机翼折叠展开机构,本发明涉及折叠翼技术领域,底座的顶板上表面内凹成型有下转盘凹槽,下转盘活动嵌设在该下转盘凹槽中,下扭簧嵌设在下转盘下表面的下转盘扭簧安装槽中,且下扭簧的外端与下转盘扭簧安装槽的外环面中的卡槽相卡设固定,下扭簧的内端与下转盘凹槽的内环面中的卡槽相卡设固定。其运动形式为纵向折叠式,采用“螺旋下沉”的设计方案,机翼在折叠展开过程中同时存在转动运动和平动运动,以实现一侧机翼沿转轴轴向的位置变化;同时,其还利用棘爪与挡块相配合,实现机翼展开到位后的定位锁死功能,稳定性更好,实用性更强。

Description

一种螺旋下沉式机翼折叠展开机构
技术领域
本发明涉及折叠翼技术领域,具体涉及一种螺旋下沉式机翼折叠展开机构。
背景技术
巡航导弹、巡飞器等武器系统通常都需要采用折叠翼技术。折叠翼通过折叠展开机构与机身相连,实现机翼在机身内或机身表面的折叠。巡航导弹、巡飞器等使用折叠翼目的在于缩小机体的横向尺寸以便于运输和发射。
折叠展开机构是机翼与机身间的可动连接件,负责的主要工作有:发射前实现机翼的折叠收纳及锁定、必要时驱动机翼展开、保持飞行过程中机翼位置的相对固定等。相较于普通飞机机翼与机身间的连接结构,折叠展开机构中加入了更多活动部件,其运动特性是设计过程中所关心的重点。如纵向折叠式折叠翼在折叠完全后机翼方向与机身纵轴方向一致,横向折叠式折叠翼折叠时依靠纵向转轴实现机翼横向折叠,不同的折叠方式其应用场景也不尽相同,通常情况下,机翼特定的运动特性需要通过与之相对应的折叠展开机构来实现。
西北工业大学于2018年6月发表的本科毕业设计论文《火箭助推可分离式巡飞器分离机构与折叠机构设计》介绍了一种机翼折叠展开机构,该机构以耳片和铝合金框架为主体构件,以扭簧为展开驱动力,实现小型巡飞器机翼的折叠与展开,该机构虽然简单,但存在的明显问题是每对翼展开后位置上下交错,即左右两侧翼面不在同一平面内,以至于对巡飞器气动性能产生了影响。据分析,该机构之所以采用不对称的设计是由于受到机翼尺寸(弦长较大)和发射筒筒壁内径(较小)的限制。
因此,有必要提供一种新型的机翼折叠展开机构,以解决大弦长机翼在较小发射筒中收纳后无法在同一平面内展开的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足,提供一种设计合理的螺旋下沉式机翼折叠展开机构,其运动形式为纵向折叠式,采用“螺旋下沉”的设计方案,机翼在折叠展开过程中同时存在转动运动和平动运动,以实现一侧机翼沿转轴轴向的位置变化;同时,其还利用棘爪与挡块相配合,实现机翼展开到位后的定位锁死功能,稳定性更好,实用性更强。
为达到上述目的,本发明采用了下列技术方案:它包含底座、底盘、上转盘、下转盘、耳片、棘爪、压簧、上扭簧、下扭簧、拉簧、上拉簧挂钩、下拉簧挂钩;
上述底座的顶板上表面内凹成型有下转盘凹槽,下转盘活动嵌设在该下转盘凹槽中,下扭簧嵌设在下转盘下表面的下转盘扭簧安装槽中,且下扭簧的外端与下转盘扭簧安装槽的外环面中的卡槽相卡设固定,下扭簧的内端与下转盘凹槽的内环面中的卡槽相卡设固定;
上述上转盘的下表面设有上转盘轴,上转盘轴为上端与上转盘贯通设置的空心结构,上转盘轴依次穿过下转盘、下扭簧以及底座的顶板后,插设在底盘上表面的上扭簧安装凸台的内环中,底盘设置于底座的顶板下方,上述上转盘轴通过其轴壁上对称开设的卡槽卡设在设置于上扭簧安装凸台内环中的底盘转动凸台上;
上述底座的顶板下表面下凸一体成型有上转盘扭簧安装槽,上扭簧嵌设在该上转盘扭簧安装槽中,且上扭簧的外端与上转盘扭簧安装槽外环壁中的卡槽相卡设固定,上扭簧的内环圈设在上扭簧安装凸台的外围,且上扭簧的内端与上扭簧安装凸台的环壁中的卡槽相卡设固定;
上述拉簧同轴插设在上转盘轴中,且拉簧的上端勾设有上拉簧挂钩,上拉簧挂钩嵌设在开设于上转盘上表面的拉簧挂钩槽中,拉簧的下端勾设有下拉簧挂钩,下拉簧挂钩的两端分别插设在底盘转动凸台底部的槽体中;
上述上转盘和下转盘的侧边均连接有耳片;所述的耳片的内侧面均设有定位凸台,连接在上转盘上的耳片通过定位凸台与开设于上转盘侧面的上安装限位孔相卡设固定;连接在下转盘上的耳片通过定位凸台与开设于下转盘侧面的下安装限位孔相卡设固定;耳片的外侧面开设有机翼安装孔;
上述底座的顶板上表面一侧边左右对称设有挡块,挡块与耳片活动抵触设置,两个挡块之间的底座上固定有棘爪安装塔,棘爪安装塔的内侧面左右两侧均开设有弧形槽,左右两侧的弧形槽上下交错设置,每个弧形槽内均活动插设有棘爪,棘爪的一端开设有棘爪转轴安装槽,棘爪通过棘爪转轴与棘爪转轴安装槽的配合,旋接在棘爪安装塔中,棘爪的另一端开设有棘爪解锁孔;棘爪的侧面中部开设有压簧安装槽,压簧的一端抵设在该压簧安装槽中,其另一端抵设在上述弧形槽的内侧面上;设置在下方的棘爪的外端活动卡设在下转盘侧面的下棘爪弹入槽中;设置在上方的棘爪的外端活动卡设在上转盘侧面的上棘爪弹入槽中;
上述底座的顶板上表面位于两个挡块的外侧均开设有主梁安装槽;
上述上转盘的下表面以及下转盘的上表面均设有两个轴对称设置的180°螺旋凸台。
进一步地,所述的耳片以及挡块的侧面均开设有磁铁安装槽,磁铁安装槽内嵌设有磁块,耳片与其相对应的挡块之间通过磁块相吸设。
进一步地,所述的耳片的上表面设有斜面。
进一步地,所述的底座的周壁开设有减重孔。
本发明的工作原理:将机翼通过碳杆与耳片外侧的机翼安装孔连接固定,上方翼面为左翼,翼根部位连接耳片和上转盘,展开时绕上转盘轴逆时针转动的同时沿转轴方向平动,下方翼面为右翼,翼根部位连接耳片和下转盘,只在下转盘凹槽内转动;机翼在各自平面扭簧(上扭簧和下扭簧)的作用下向两侧展开,左翼扭簧(上扭簧)位于上转盘扭簧安装槽中,两片机翼在展开到位后与设置在前端的挡块碰撞,机翼展开到位的同时,棘轮止锁机构工作,安装在棘爪安装塔上的两个棘爪分别弹入上棘爪弹入槽和下棘爪弹入槽中,完成机翼锁定;整个机构由设置在上转盘轴内具有大劲度系数的拉簧压紧在底座上,拉簧的一端连接上转盘,另一端连接底盘,该底盘与上转盘同步旋转,工作过程中拉簧无扭转;上转盘和下转盘的主体为两个轴对称放置的180°螺旋凸台,两片翼面折叠时的分层高度取决于螺旋面的螺距;螺旋下沉式折叠展开机翼时,上转盘和下转盘每相对转动180°为一个周期,即上下侧同步转动时,单侧转动90°即为一个周期,同时为机翼设置后掠角,取后掠角为8°,即,此时机构折叠时整个螺旋面将有16°的部分相互接触,保证其不在展开前自锁。
采用上述结构后,本发明的有益效果是:本发明提供了一种其运动形式为纵向折叠式,采用“螺旋下沉”的设计方案,机翼在折叠展开过程中同时存在转动运动和平动运动,以实现一侧机翼沿转轴轴向的位置变化;同时,其还利用棘爪与挡块相配合,实现机翼展开到位后的定位锁死功能,稳定性更好,实用性更强。
附图说明:
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的结构爆炸图。
图3是本发明中底盘的结构示意图。
图4是本发明中耳片的结构示意图。
图5是本发明中底座的结构示意图。
图6是本发明中棘爪的结构示意图。
图7是本发明中上转盘的结构示意图。
图8是本发明中下转盘的上表面示意图。
图9是本发明中下转盘的下表面示意图。
图10是本发明中棘爪的安装示意图。
附图标记说明:
底座1、下转盘凹槽1-1、上转盘扭簧安装槽1-2、棘爪安装塔1-3、挡块1-4、主梁安装槽1-5、减重孔1-6、底盘2、上扭簧安装凸台2-1、底盘转动凸台2-2、上转盘3、上转盘轴3-1、拉簧挂钩槽3-2、上安装限位孔3-3、上棘爪弹入槽3-4、下转盘4、下转盘扭簧安装槽4-1、下安装限位孔4-2、下棘爪弹入槽4-3、180°螺旋凸台4-4、耳片5、定位凸台5-1、机翼安装孔5-2、磁铁安装槽5-3、棘爪6、棘爪转轴安装槽6-1、压簧安装槽6-2、棘爪解锁孔6-3、压簧7、上扭簧8、下扭簧9、拉簧10、上拉簧挂钩11、下拉簧挂钩12。
具体实施方式:
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1-图10所示,本具体实施方式采用如下技术方案:它包含底座1、底盘2、上转盘3、下转盘4、耳片5、棘爪6、压簧7、上扭簧8、下扭簧9、拉簧10、上拉簧挂钩11、下拉簧挂钩12;
上述底座1的周壁开设有减重孔1-6,用于减轻整体重量,底座1的顶板上表面内凹成型有下转盘凹槽1-1,下转盘4活动嵌设在该下转盘凹槽1-1中,下扭簧9嵌设在下转盘4下表面的下转盘扭簧安装槽4-1中,且下扭簧9的外端与下转盘扭簧安装槽4-1的外环面中的卡槽相卡设固定,下扭簧9的内端与下转盘凹槽1-1的内环面中的卡槽相卡设固定;
上述上转盘3的下表面一体成型有上转盘轴3-1,上转盘轴3-1为上端与上转盘3贯通设置的空心结构,上转盘轴3-1依次穿过下转盘4、下扭簧9以及底座1的顶板后,插设在底盘2上表面的上扭簧安装凸台2-1的内环中,底盘2设置于底座1的顶板下方,上述上转盘轴3-1通过其轴壁上对称开设的卡槽卡设在设置于上扭簧安装凸台2-1内环中的底盘转动凸台2-2上;
上述底座1的顶板下表面下凸一体成型有上转盘扭簧安装槽1-2,上扭簧8嵌设在该上转盘扭簧安装槽1-2中,且上扭簧8的外端与上转盘扭簧安装槽1-2外环壁中的卡槽相卡设固定,上扭簧8的内环圈设在上扭簧安装凸台2-1的外围,且上扭簧8的内端与上扭簧安装凸台2-1的环壁中的卡槽相卡设固定;
上述拉簧10同轴插设在上转盘轴3-1中,且拉簧10的上端勾设有上拉簧挂钩11,上拉簧挂钩11嵌设在开设于上转盘3上表面的拉簧挂钩槽3-2中,拉簧10的下端勾设有下拉簧挂钩12,下拉簧挂钩12的两端分别插设在底盘转动凸台2-2底部的槽体中;
上述上转盘3和下转盘4的侧边均连接有耳片5;耳片5的上表面设有斜面,避免两个耳片5在折叠展开过程中的物理碰撞,所述的耳片5的内侧面均设有定位凸台5-1,连接在上转盘3上的耳片5通过定位凸台5-1与开设于上转盘3侧面的上安装限位孔3-3相卡设固定;连接在下转盘4上的耳片5通过定位凸台5-1与开设于下转盘4侧面的下安装限位孔4-2相卡设固定;耳片5的外侧面开设有机翼安装孔5-2,用于与机翼端部的碳杆相插设粘合固定;
上述底座1的顶板上表面一侧边左右对称一体成型有挡块1-4,耳片5以及挡块1-4的侧面均开设有磁铁安装槽5-3,磁铁安装槽5-3内嵌设有磁块,耳片5与其相对应的挡块1-4之间活动抵触设置,并通过磁块相吸设固定,两个挡块1-4之间的底座1上一体成型有棘爪安装塔1-3,棘爪安装塔1-3的内侧面左右两侧均开设有弧形槽,左右两侧的弧形槽上下交错设置,棘爪6的一端开设有棘爪转轴安装槽6-1,棘爪6通过棘爪转轴与棘爪转轴安装槽6-1的配合,旋接在棘爪安装塔1-3中,棘爪6的另一端开设有棘爪解锁孔6-3;棘爪6的侧面中部开设有压簧安装槽6-2,压簧7的一端抵设在该压簧安装槽6-2中,其另一端抵设在上述弧形槽的内侧面上(压簧7的两端均通过设置在弧形槽内侧面以及压簧安装槽6-2中的定位轴定位,避免在压缩过程中脱落);位于下方的棘爪6的外端活动卡设在下转盘4侧面的下棘爪弹入槽4-3中,用于锁定下转盘4;位于上方的棘爪6的外端活动卡设在上转盘3侧面的上棘爪弹入槽3-4中,用于锁定上转盘3;
上述底座1的顶板上表面位于两个挡块1-4的外侧均开设有主梁安装槽1-5;
上述上转盘3的下表面以及下转盘4的上表面均设有两个轴对称设置的180°螺旋凸台4-4。
本具体实施方式的工作原理:将机翼通过碳杆与耳片5外侧的机翼安装孔5-2连接固定,上方翼面为左翼,翼根部位连接耳片5和上转盘3,展开时绕上转盘轴3-1逆时针转动的同时沿转轴方向平动,下方翼面为右翼,翼根部位连接耳片5和下转盘4,只在下转盘凹槽1-1内转动;机翼在各自平面扭簧(上扭簧8和下扭簧9)的作用下向两侧展开,左翼扭簧(上扭簧8)位于上转盘扭簧安装槽1-2中,两片机翼在展开到位后与设置在前端的挡块1-4碰撞,每侧挡块1-7与翼面耳片5间均有两对相互吸引的强磁铁,作用是减弱翼面与挡块碰撞后的反弹。机翼展开到位的同时,棘轮止锁机构工作,安装在棘爪安装塔1-3上的两个棘爪6分别弹入上棘爪弹入槽3-4和下棘爪弹入槽4-3中,完成机翼锁定;整个机构由设置在上转盘轴3-1内具有大劲度系数的拉簧10压紧在底座1上,拉簧10的一端连接上转盘3,另一端连接底盘2,该底盘2与上转盘3同步旋转,工作过程中拉簧10无扭转;上转盘3和下转盘4的主体为两个轴对称放置的180°螺旋凸台,两片翼面折叠时的分层高度取决于螺旋面的螺距,合理设置螺距能使两片翼面恰好叠放在一起,消除耳片中弯矩;螺旋下沉式折叠展开机翼时,上转盘3和下转盘4每相对转动180°为一个周期,即上下侧同步转动时,单侧转动90°即为一个周期,理论上一侧机翼可以完全展开至90°,但当机翼转动90°后,该机构将产生第二次下沉,即产生螺旋面间的第二次锁定,此时机翼无法回转,这种情况若在机翼折叠状态下发生的话机翼将无法顺利展开,为保证机翼能够不自锁展开,为机翼设置后掠角,取后掠角为8°,即,此时机构折叠时整个螺旋面将有16°的部分相互接触,保证其不在展开前自锁。
采用上述结构后,本具体实施方式有益效果是:本具体实施方式提供了一种其运动形式为纵向折叠式,采用“螺旋下沉”的设计方案,机翼在折叠展开过程中同时存在转动运动和平动运动,以实现一侧机翼沿转轴轴向的位置变化;同时,其还利用棘爪与挡块相配合,实现机翼展开到位后的定位锁死功能,稳定性更好,实用性更强。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种螺旋下沉式机翼折叠展开机构,其特征在于:它包含底座(1)、底盘(2)、上转盘(3)、下转盘(4)、耳片(5)、棘爪(6)、压簧(7)、上扭簧(8)、下扭簧(9)、拉簧(10)、上拉簧挂钩(11)、下拉簧挂钩(12);
上述底座(1)的顶板上表面内凹成型有下转盘凹槽(1-1),下转盘(4)活动嵌设在该下转盘凹槽(1-1)中,下扭簧(9)嵌设在下转盘(4)下表面的下转盘扭簧安装槽(4-1)中,且下扭簧(9)的外端与下转盘扭簧安装槽(4-1)的外环面中的卡槽相卡设固定,下扭簧(9)的内端与下转盘凹槽(1-1)的内环面中的卡槽相卡设固定;
上述上转盘(3)的下表面设有上转盘轴(3-1),上转盘轴(3-1)为上端与上转盘(3)贯通设置的空心结构,上转盘轴(3-1)依次穿过下转盘(4)、下扭簧(9)以及底座(1)的顶板后,插设在底盘(2)上表面的上扭簧安装凸台(2-1)的内环中,底盘(2)设置于底座(1)的顶板下方,上述上转盘轴(3-1)通过其轴壁上对称开设的卡槽卡设在设置于上扭簧安装凸台(2-1)内环中的底盘转动凸台(2-2)上;
上述底座(1)的顶板下表面下凸一体成型有上转盘扭簧安装槽(1-2),上扭簧(8)嵌设在该上转盘扭簧安装槽(1-2)中,且上扭簧(8)的外端与上转盘扭簧安装槽(1-2)外环壁中的卡槽相卡设固定,上扭簧(8)的内环圈设在上扭簧安装凸台(2-1)的外围,且上扭簧(8)的内端与上扭簧安装凸台(2-1)的环壁中的卡槽相卡设固定;
上述拉簧(10)同轴插设在上转盘轴(3-1)中,且拉簧(10)的上端勾设有上拉簧挂钩(11),上拉簧挂钩(11)嵌设在开设于上转盘(3)上表面的拉簧挂钩槽(3-2)中,拉簧(10)的下端勾设有下拉簧挂钩(12),下拉簧挂钩(12)的两端分别插设在底盘转动凸台(2-2)底部的槽体中;
上述上转盘(3)和下转盘(4)的侧边均连接有耳片(5);所述的耳片(5)的内侧面均设有定位凸台(5-1),连接在上转盘(3)上的耳片(5)通过定位凸台(5-1)与开设于上转盘(3)侧面的上安装限位孔(3-3)相卡设固定;连接在下转盘(4)上的耳片(5)通过定位凸台(5-1)与开设于下转盘(4)侧面的下安装限位孔(4-2)相卡设固定;耳片(5)的外侧面开设有机翼安装孔(5-2);
上述底座(1)的顶板上表面一侧边左右对称设有挡块(1-4),挡块(1-4)与耳片(5)活动抵触设置,两个挡块(1-4)之间的底座(1)上固定有棘爪安装塔(1-3),棘爪安装塔(1-3)的内侧面左右两侧均开设有弧形槽,左右两侧的弧形槽上下交错设置,每个弧形槽内均活动插设有棘爪(6),棘爪(6)的一端开设有棘爪转轴安装槽(6-1),棘爪(6)通过棘爪转轴与棘爪转轴安装槽(6-1)的配合,旋接在棘爪安装塔(1-3)中,棘爪(6)的另一端开设有棘爪解锁孔(6-3);棘爪(6)的侧面中部开设有压簧安装槽(6-2),压簧(7)的一端抵设在该压簧安装槽(6-2)中,其另一端抵设在上述弧形槽的内侧面上;设置在下方的棘爪(6)的外端活动卡设在下转盘(4)侧面的下棘爪弹入槽(4-3)中;设置在上方的棘爪(6)的外端活动卡设在上转盘(3)侧面的上棘爪弹入槽(3-4)中;
上述底座(1)的顶板上表面位于两个挡块(1-4)的外侧均开设有主梁安装槽(1-5);
上述上转盘(3)的下表面以及下转盘(4)的上表面均设有两个轴对称设置的180°螺旋凸台(4-4)。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋下沉式机翼折叠展开机构,其特征在于:所述的耳片(5)以及挡块(1-4)的侧面均开设有磁铁安装槽(5-3),磁铁安装槽(5-3)内嵌设有磁块,耳片(5)与其相对应的挡块(1-4)之间通过磁块相吸设。
3.根据权利要求1所述的一种螺旋下沉式机翼折叠展开机构,其特征在于:所述的耳片(5)的上表面设有斜面。
4.根据权利要求1所述的一种螺旋下沉式机翼折叠展开机构,其特征在于:所述的底座(1)的周壁开设有减重孔(1-6)。
5.根据权利要求1所述的一种螺旋下沉式机翼折叠展开机构,其特征在于:它的工作原理:将机翼通过碳杆与耳片(5)外侧的机翼安装孔(5-2)连接固定,上方翼面为左翼,翼根部位连接耳片(5)和上转盘(3),展开时绕上转盘轴(3-1)逆时针转动的同时沿转轴方向平动,下方翼面为右翼,翼根部位连接耳片(5)和下转盘(4),只在下转盘凹槽(1-1)内转动;机翼在各自平面扭簧的作用下向两侧展开,左翼扭簧位于上转盘扭簧安装槽(1-2)中,两片机翼在展开到位后与设置在前端的挡块(1-4)碰撞,机翼展开到位的同时,棘轮止锁机构工作,安装在棘爪安装塔(1-3)上的两个棘爪(6)分别弹入上棘爪弹入槽(3-4)和下棘爪弹入槽(4-3)中,完成机翼锁定;整个机构由设置在上转盘轴(3-1)内具有大劲度系数的拉簧(10)压紧在底座(1)上,拉簧(10)的一端连接上转盘(3),另一端连接底盘(2),该底盘(2)与上转盘(3)同步旋转,工作过程中拉簧(10)无扭转;上转盘(3)和下转盘(4)的主体为两个轴对称放置的180°螺旋凸台,两片翼面折叠时的分层高度取决于螺旋面的螺距;螺旋下沉式折叠展开机翼时,上转盘(3)和下转盘(4)每相对转动180°为一个周期,即上下侧同步转动时,单侧转动90°即为一个周期,同时为机翼设置后掠角,取后掠角为8°,即,此时机构折叠时整个螺旋面将有16°的部分相互接触,保证其不在展开前自锁。
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