CN110588953A - 折叠翼机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了折叠翼机构，包括折叠翼、用于为折叠翼的展开提供动力、展开绝限限制的折叠机构；折叠机构包括限位缓冲柱；折叠翼展开至绝限时候均被限位缓冲柱卡档。本发明以一个中心臂扭簧驱动上下翼同时展开，扭臂分别与上下翼翼根上的扭簧安装孔装配，安装简单可靠，对环境依赖性小；以锁销组件作为翼面张开后的锁定机构，结构简单体积小、可靠性高、易于替换、解锁简单，保证无人机回收后，可以快速折叠机翼，完成无人机的回收；以成熟产品滚针端面轴承为摩擦减阻，减少张开过程的摩擦阻力，保证张开过程的快速性和同步性；整个折叠机构集成度高，机构简单且体积小、装配简单且操作简便，符合筒式发射无人机对折叠机翼的需求。

Description

折叠翼机构

技术领域

本发明属于飞行器技术领域，具体涉及折叠翼机构。

背景技术

筒式发射折叠翼无人机属于飞行器技术领域，筒式发射折叠翼无人机其体积小，单兵可携带，快速进入作战区，战术灵活等优势操控性强，适合反恐，城市战争。

目前美军已有单兵巡飞弹采用筒式发射折叠翼无人机方案，其中“弹簧刀”系列，筒弹全重小于3kg，携带战斗部约320g，杀伤威力小，主要以打击人员和非装甲车辆为主。以色列“英雄”系列近程巡飞弹中较成熟的产品为“英雄”30，其威力与“弹簧刀”相当，也采用筒式发射折叠无人机方案。

我国已完成军贸出口立项的CH-901系列巡飞弹也采用筒式发射折叠无人机方案。其中中型巡飞弹筒弹总重9kg，弹重6kg，预估战斗部小于1kg，以打击简易装甲防护车辆为主，而轻型巡飞弹筒弹总重3kg，主要以侦查为主，携带战斗部威力预估与“弹簧刀”相当，主要以打击人员和非装甲车辆为主。

筒式发射无人机的关键技术之一是折叠翼：要求折叠翼翼面部分刚度高、重量轻，在飞行载荷的作用下变形小；要求折叠翼翼根部分材料重量轻、机加性能好、强度高，能承受展开锁定机构运动过程中的冲击力；要求翼面部分和翼根部分可靠结合固定。

筒式发射无人机的关键技术之一是展开锁定机构：要求折叠翼出筒后在展开锁定机构的作用下要可靠、迅速、同步展开，并在展开到位后，可靠锁定；要求展开锁定机构安装间隙小，装配刚度高，且要求运动界面之间摩擦阻力小。

现有无人机折叠翼及展开锁定机构大多没有设计端面轴承、锁定机构、缓冲机构。有些折叠翼设计复杂，没有平衡好刚度和重量之间的关系；有些展开机构为了提高机翼装配刚度，一般均采用较大的安装预紧力，使机翼展开过程中滑动摩擦阻力较大，从而导致机翼展开过程缓慢，展开过程不同步；有些锁定机构结构复杂，锁死不可靠，或者锁死后机翼有较大的晃动量，导致飞行不稳定；有些锁定机构无法更换或者更换成本较高。

为了解决以上问题我方研发出了一种折叠翼机构。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种折叠翼机构。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

折叠翼机构，包括折叠翼、用于为折叠翼的展开提供动力、展开绝限限制的折叠机构。

具体地，折叠机构包括：

限位缓冲柱；折叠翼展开至绝限时候均被限位缓冲柱卡档。

限位缓冲柱垂直置于飞行器的机体上，限位缓冲柱与折叠翼垂直。

具体地，折叠机构包括：

扭簧；折叠翼包括上翼组件和下翼组件，上翼组件的第一端和下翼组件的第一端上下重叠，扭簧设置在上翼组件的第一端和下翼组件的第一端之间。

具体地，上翼组件的第一端和下翼组件的第一端内均设置有可放置一部分扭簧的凹槽，且凹槽内均设置有扭簧安装孔，扭簧的一端置于上翼组件的扭簧安装孔中，扭簧的另一端置于下翼组件的扭簧安装孔中；两个凹槽组合后用于将扭簧全部放入。

具体地，折叠机构包括：

用于限制上翼组件、下翼组件的转动中心线的限位组件。

具体地，限位组件包括一限位杆，在上翼组件的第一端和下翼组件的第一端均竖向设置有通孔，限位杆的一端固定在机体上，限位杆穿过上翼组件上的通孔和下翼组件上的通孔设置。

具体地，折叠机构包括用于限定上翼组件与下翼组件无法沿竖直方向移动的上盖，上盖覆盖在上翼组件的第一端上部并固定在限位缓冲柱上。

具体地，上盖与上翼组件之间、上翼组件与下翼组件均通过滚针端面轴承连接。

具体地，折叠翼机构还包括锁销组件，锁销组件用于在上翼组件、下翼组件展开至绝限位置后将机体与上翼组件、下翼组件相对位置锁死，以及上翼组件、下翼组件折叠后将机体与上翼组件、下翼组件相对位置锁死。

本发明的有益效果在于：

本发明的折叠翼机构：

1、以一个中心臂扭簧驱动上下翼同时展开，扭臂分别与上下翼翼根上的扭簧安装孔装配，安装简单可靠，对环境依赖性小；

2、以锁销组件作为翼面张开后的锁定机构，结构简单体积小、可靠性高、易于替换、解锁简单，保证无人机回收后，可以快速折叠机翼，完成无人机的回收；

3、以成熟产品滚针端面轴承为摩擦减阻，减少张开过程的摩擦阻力，保证张开过程的快速性和同步性。

4、整个折叠机构集成度高，机构简单且体积小、装配简单且操作简便，多采用成熟组件产品，符合筒式发射无人机对折叠机翼的需求。

附图说明

图1为本申请中折叠翼机构的展开状态轴侧视图；

图2为本申请中折叠翼机构的收缩状态轴侧视图；

图3为本申请中下翼组件的轴侧视图；

图4为本申请中折叠机构的剖视图；

图5为本申请中折叠机构旋转剖视图；

图6为本申请中锁销组件的结构示意图，其中a为剖视图，b为仰视图；

图7为本申请中滚针端面轴承的结构示意图；

图8为本申请中扭簧的结构示意图；

图9为本申请中限位缓冲柱、上盖、折叠翼安装基座的连接结构示意图。

图中：1、机体，2、限位缓冲柱，3、锁销组件，4、螺钉，5、上翼组件，6、下翼组件，7、夹心泡沫，8、碳纤复材，9、下翼翼根，10、上盖，11、上翼翼根，12、滚针端面轴承，13、环形钢片，14、扭簧，15、折叠翼安装基座，16、锁销筒体，17、锁销弹簧，18、锥头销，19、锁销孔，20、扭簧安装孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-图5所示，折叠翼机构，包括折叠翼、用于为折叠翼的展开提供动力、展开绝限限制的折叠机构。

如图1、2、4、9所示，在一些实施例中，折叠机构包括：

限位缓冲柱2；折叠翼展开至绝限时候均被限位缓冲柱2卡档。

如图1、2所示，在一些实施例中，限位缓冲柱2垂直置于飞行器的机体1上，限位缓冲柱2与折叠翼垂直。

如图4、5、8所示，在一些实施例中，折叠机构包括：

扭簧14；扭簧14采用中心臂结构，折叠翼包括上翼组件5和下翼组件6，上翼组件5的第一端和下翼组件6的第一端上下重叠，扭簧14设置在上翼组件5的第一端和下翼组件6的第一端之间。

在一些实施例中，折叠翼可以为多组上翼组件5和下翼组件6的组合，比如说四翼飞行器；

本实施例中，当折叠翼处于折叠状态时候，扭簧14处于压缩状态；并能提供足够让折叠翼完全展开的动力，此动力可克服折叠翼展开受到的摩擦力，风阻力等力；当折叠翼完全展开时候，扭簧14可以是仍处于压缩状态，亦可以是刚好恢复常态，但扭簧14的物理性能需要让折叠翼不至于在风阻或者其它较小外界阻力的作用下发生折叠动作，折叠翼收纳时候，需要用手或者器械辅助进行；

如图3、4、5所示，在一些实施例中，上翼组件5的第一端和下翼组件6的第一端内均设置有可放置一部分扭簧14的凹槽，且凹槽内均设置有扭簧安装孔20，扭簧14的一端置于上翼组件5的扭簧安装孔20中，扭簧14的另一端置于下翼组件6的扭簧安装孔20中；两个凹槽组合后用于将扭簧14全部放入。本实施例中凹槽是置于上翼组件5的第一端(上翼翼根11)下方，以及下翼组件6的第一端(下翼翼根9)上方；

在一些实施例中，扭簧14的一端固定置于上翼组件5的扭簧安装孔20中，扭簧14的另一端固定置于下翼组件6的扭簧安装孔20中；

在一些实施例中，折叠机构包括：

用于限制上翼组件5、下翼组件6的转动中心线的限位组件。

在一些实施例中，限位组件包括一限位杆，在上翼组件5的第一端和下翼组件6的第一端均竖向设置有通孔，限位杆的一端固定在机体1上，限位杆穿过上翼组件5上的通孔和下翼组件6上的通孔设置。

如图1、2、4、5、9所示，在一些实施例中，折叠机构包括用于限定上翼组件5与下翼组件6无法沿竖直方向移动的上盖10，上盖10覆盖在上翼组件5的第一端上部并固定在限位缓冲柱2上。

如图4、5、9所示，在一些实施例中，上盖10的中部下端设置有向下的凸柱，此凸柱为空心，本申请还包括有折叠翼安装基座15，其中机体1与折叠翼安装基座15采用复材工艺一体成型，作为刚性整体承受载荷；折叠翼安装基座15的中部上端设置有向上的凸柱，此凸柱亦为空心，上盖10上的凸柱和折叠翼安装基座15上的凸柱组合后形成功能与限位组件相同的结构，此结构穿过上翼组件5上的通孔和下翼组件6上的通孔设置，用于限制上翼组件5、下翼组件6的转动中心线。此种结构的设置是减少零部件的设置，使得结构更加简单；凸柱优选采用圆柱，能够保证上翼组件5、下翼组件6的顺利转动；上翼组件5的第一端、下翼组件6的第一端均形成为1/2圆结构，方便了上翼组件5、下翼组件6的正常转动不受阻。

如图1、4、9所示，在一些实施例中，上盖10在其中部位置是通过四根螺钉4与折叠翼安装基座15螺纹连接；限位缓冲柱2亦是通过螺钉4从上往下穿过后与折叠翼安装基座15螺纹连接；此安装方式方便拆解，组装，便于零部件更换。

如图4、5所示，上盖10与上翼组件5之间、上翼组件5与下翼组件6均通过滚针端面轴承12连接。如图7所示，示出了滚针端面轴承12的具体结构；

在一些实施例中，设置有折叠翼安装基座15，下翼组件6与折叠翼安装基座15之间亦设置有滚针端面轴承12。

在一些实施例中，在上翼组件5与下翼组件6上的通过滚针端面轴承12连接的部位均设置有环形钢片13，其目的是加强结构强度，避免摩擦损坏；

如图1、5所示，在一些实施例中，折叠翼机构还包括锁销组件3，锁销组件3用于在上翼组件5、下翼组件6展开至绝限位置后将机体1与上翼组件5、下翼组件6相对位置锁死，以及上翼组件5、下翼组件6折叠后将机体1与上翼组件5、下翼组件6相对位置锁死。

如图6、5所示，在一些实施例中，锁销组件3包括锁销筒体16、锁销弹簧17、锥头销18；锁销筒体16形成为中部为空，一端设置有开口的结构，锁销弹簧17置于锁销筒体16内部，且被卡住无法移动出锁销筒体16；且锥头销18的第一端也设置有阶梯状结构，锥头销18的第一端卡在锁销筒体16内，使得锥头销18不能完全脱离锁销筒体16；锥头销18可滑动的置于锁销筒体16内，锁销弹簧17处于常态时候，锥头销18处于最顶部绝限位置；

锥头销18上端头部设计为12°的锥度，可保证其销头和锁销孔19无间隙配合，翼面锁定后无晃动，且在冲击载荷的作用下锥头销18不从锁销孔19中滑出。

如5所示，其中在下翼组件6及上盖10上均设置有锁销孔19，在机体1、上翼组件5上均设置有用于安装锁销筒体16的预留安装孔；在上翼组件5、下翼组件6处于发射筒内时候，或至其展开至绝限位置过程当中，锁销弹簧17一直处于压缩状态，锥头销18缩至锁销筒体16中，位于下部的锁销组件3的锥头销18与下翼组件6的下表面接触，位于上部的锁销组件3的锥头销18与上盖10的边缘下表面接触；在上翼组件5、下翼组件6展开至绝限位置后，锥头销18在锁销弹簧17的弹力作用下凸出锁销筒体16，并分别插入下翼组件6的锁销孔19、上盖10的锁销孔19。

在一些实施例当中，一般不需要对无人机进行回收，但如果需要回收，则通过一棍体从锁销孔19的上方插下，将锥头销18抵进锁销筒体16内，即可转动上翼组件5、下翼组件6，完成机翼的折叠状态恢复，并回收。

在一些实施例中，锁销筒体16的外壁上是设置有螺纹，配合地在在机体1及上翼组件5上均设置有用于安装锁销筒体16的预留安装孔，此预留安装孔为螺纹孔，锁销筒体16旋入螺纹孔内安装。

如图1、2、4所示，限位缓冲柱2采用软性的缓冲材料制成，作为翼面张开角度限位及翼面转动冲击载荷的缓冲衰减，减小对锁销组件3的冲击载荷。

如图3所示，为下翼组件6轴侧视图，其中示出了包括夹心泡沫7，碳纤复材8，下翼翼根9，其中夹心泡沫7提高弹性复材的刚度，下翼翼根9采用高强度硬铝材料。同理上亦组件亦包括夹心泡沫7，碳纤复材8，上翼翼根11。上翼组件5与下翼组件6均进行热压罐一体成型；采用泡沫夹心材料与碳纤蒙皮及铝制翼根一体成型，保证翼面部分重量轻，刚性好。翼根部分的铝制材料机加工艺性好，可设计复杂的展开锁定机构；

如图2所示，在一些实施例中，在上翼组件5与下翼组件6的侧边均设置有卡档结构，在上翼组件5与下翼组件6展开至与机体1垂直时候，则卡档结构卡档在限位缓冲柱2上，使得上翼组件5与下翼组件6不能继续展开；

在另一些实施例中，不需要采用卡档结构，但是可能会出现上翼组件5、下翼组件6与限位缓冲柱2之间出现因晃动造成的磨损。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (10)

1.折叠翼机构，包括折叠翼，其特征在于，折叠翼机构还包括用于为折叠翼的展开提供动力、展开绝限限制的折叠机构。

2.根据权利要求1所述的折叠翼机构，其特征在于，折叠机构包括：

限位缓冲柱；折叠翼展开至绝限时候被限位缓冲柱卡档。

3.根据权利要求2所述的折叠翼机构，其特征在于，限位缓冲柱垂直置于飞行器的机体上，限位缓冲柱与折叠翼垂直。

4.根据权利要求1所述的折叠翼机构，其特征在于，折叠机构包括：

扭簧；折叠翼包括上翼组件和下翼组件，上翼组件的第一端和下翼组件的第一端上下重叠，扭簧设置在上翼组件的第一端和下翼组件的第一端之间。

5.根据权利要求4所述的折叠翼机构，其特征在于，上翼组件的第一端和下翼组件的第一端内均设置有可放置一部分扭簧的凹槽，且凹槽内均设置有扭簧安装孔，扭簧的一端置于上翼组件的扭簧安装孔中，扭簧的另一端置于下翼组件的扭簧安装孔中；两个凹槽组合后用于将扭簧全部放入。

6.根据权利要求1-5任一项所述的折叠翼机构，其特征在于，折叠机构包括：

用于限制上翼组件、下翼组件的转动中心线的限位组件。

7.根据权利要求6所述的折叠翼机构，其特征在于，限位组件包括一限位杆，在上翼组件的第一端和下翼组件的第一端均竖向设置有通孔，限位杆的一端固定在机体上，限位杆穿过上翼组件上的通孔和下翼组件上的通孔设置。

8.根据权利要求7所述的折叠翼机构，其特征在于，折叠机构包括用于限定上翼组件与下翼组件无法沿竖直方向移动的上盖，上盖覆盖在上翼组件的第一端上部并固定在限位缓冲柱上。

9.根据权利要求8所述的折叠翼机构，其特征在于，上盖与上翼组件之间、上翼组件与下翼组件均通过滚针端面轴承连接。

10.根据权利要求9所述的折叠翼机构，其特征在于，折叠翼机构还包括锁销组件，锁销组件用于在上翼组件、下翼组件展开至绝限位置后将机体与上翼组件、下翼组件相对位置锁死，以及上翼组件、下翼组件折叠后将机体与上翼组件、下翼组件相对位置锁死。