CN110871886B - 用于飞行器的可折叠展开机翼及具有飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于飞行器的可折叠展开机翼，该可折叠展开机翼包括：第一子机翼，第一子机翼的一端固定设置在飞行器的机身上；第二子机翼，第二子机翼绕飞行器的机翼弦线方向可转动地设置在第一子机翼上；丝杠螺母传动组件和驱动单元，丝杠螺母传动组件沿飞行器的机翼弦线方向设置在第一子机翼上，驱动单元设置在第一子机翼上，丝杠螺母传动组件的一端与驱动单元连接，另一端与第二子机翼连接，丝杠螺母传动组件用于在驱动单元的驱动下带动第二子机翼绕飞行器的机翼弦线方向相对于第一子机翼折叠或展开。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中折叠展开机构无法实现无人机机翼的可靠展开的技术问题。

Description

用于飞行器的可折叠展开机翼及具有飞行器

技术领域

本发明涉及无人机结构设计、折叠展开机构设计技术领域，尤其涉及一种用于飞行器的可折叠展开机翼及具有飞行器。

背景技术

无人机由于运载、发射、贮存等空间包络的限制，需要将机翼进行折叠后装入运载器或者包装箱等装填平台中，无人机与装填平台分离后，机翼需要在作动源的作用下进行展开运动，到位后可靠锁定，提供无人机在飞行过程中所需要的气动力，完成飞行任务。然而，由于安装空间受限，现有技术中的折叠展开机构无法实现无人机机翼的可靠展开，降低了无人机的工作性能。

发明内容

本发明提供了一种用于飞行器的可折叠展开机翼及具有飞行器，能够解决现有技术中折叠展开机构无法实现无人机机翼的可靠展开的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种用于飞行器的可折叠展开机翼，该可折叠展开机翼包括：第一子机翼，第一子机翼的一端固定设置在飞行器的机身上；第二子机翼，第二子机翼绕飞行器的机翼弦线方向可转动地设置在第一子机翼上；丝杠螺母传动组件和驱动单元，丝杠螺母传动组件沿飞行器的机翼弦线方向设置在第一子机翼上，驱动单元设置在第一子机翼上，丝杠螺母传动组件的一端与驱动单元连接，另一端与第二子机翼连接，丝杠螺母传动组件用于在驱动单元的驱动下带动第二子机翼绕飞行器的机翼弦线方向相对于第一子机翼折叠或展开。

进一步地，丝杠螺母传动组件包括第一丝杠、第一螺母、第一限位件、第二丝杠和第二螺母，驱动单元可驱动第一丝杠绕飞行器的机翼弦线方向转动，第一限位件设置在第一螺母与第一子机翼之间，第一限位件用于限制第一螺母绕飞行器的机翼弦线方向的转动，第一丝杠与第一螺母配合连接以驱动第一螺母沿飞行器的机翼弦线方向移动；第二丝杠与第一螺母固定连接，第二螺母与第二子机翼固定连接，第二丝杠与第二螺母相配合以驱动第二螺母绕飞行器的机翼弦线方向转动，第二螺母绕飞行器的轴向转动可带动第二子机翼绕飞行器的机翼弦线方向的转动以实现机翼的折叠和展开。

进一步地，第一子机翼具有定位凹槽和机翼容纳部，丝杠螺母传动组件设置在机翼容纳部内，定位凹槽和机翼容纳部相连通且呈夹角设置，第二子机翼包括定位凸起，定位凸起与定位凹槽相配合以限制第二子机翼沿飞行器的机翼弦线方向的移动。

进一步地，可折叠展开机翼还包括第二限位件，定位凸起具有螺母容纳部，第二螺母分别设置在螺母容纳部和机翼容纳部内，第二限位件设置在第二螺母与第二子机翼之间以实现第二螺母与第二子机翼之间的固定连接。

进一步地，第二限位件包括平键，平键设置在第二螺母与第二子机翼之间。

进一步地，第一限位件包括花键，第一子机翼具有平行于飞行器的机翼弦线方向的滑槽，花键设置在滑槽内，花键固定设置在第一螺母的外表面，第一螺母通过花键与滑槽相配合以实现其沿飞行器的机翼弦线方向的移动。

进一步地，第二丝杠具有中心通孔，第一螺母固定设置在中心通孔内。

进一步地，第一螺母和第二丝杠一体成型。

进一步地，驱动单元包括电机，可折叠展开机翼还包括联轴器，电机的输出轴通过联轴器与第一丝杠连接。

根据本发明的又一方面，提供了一种飞行器，飞行器包括如上所述的用于飞行器的可折叠展开机翼。

应用本发明的技术方案，提供了一种用于飞行器的可折叠展开机翼，该机翼在驱动单元的驱动下，利用丝杠螺母传动组件能够在有限的空间内实现驱动扭矩的放大，保证了机翼的可靠展开。本发明所提供的可折叠展开机翼与现有技术相比，极大地提高了机翼折叠展开的可靠性，且结构简单、占用空间小。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的具体实施例提供的用于飞行器的可折叠展开机翼的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一子机翼；10a、定位凹槽；10b、机翼容纳部；20、第二子机翼；21、定位凸起；21a、螺母容纳部；30、丝杠螺母传动组件；31、第一丝杠；32、第一螺母；33、第一限位件；34、第二丝杠；35、第二螺母；40、驱动单元；50、第二限位件；60、联轴器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种用于飞行器的可折叠展开机翼，该可折叠展开机翼包括第一子机翼10、第二子机翼20、丝杠螺母传动组件30和驱动单元40，第一子机翼10的一端固定设置在飞行器的机身上，第二子机翼20绕飞行器的机翼弦线方向可转动地设置在第一子机翼10上，丝杠螺母传动组件30沿飞行器的机翼弦线方向设置在第一子机翼10上，驱动单元40设置在第一子机翼10上，丝杠螺母传动组件30的一端与驱动单元40连接，另一端与第二子机翼20连接，丝杠螺母传动组件30用于在驱动单元40的驱动下带动第二子机翼20绕飞行器的机翼弦线方向相对于第一子机翼10折叠或展开。

应用此种配置方式，提供了一种用于飞行器的可折叠展开机翼，该机翼在驱动单元的驱动下，利用丝杠螺母传动组件能够在有限的空间内实现驱动扭矩的放大，保证了机翼的可靠展开。本发明所提供的可折叠展开机翼与现有技术相比，极大地提高了机翼折叠展开的可靠性，且结构简单、占用空间小。

进一步地，在本发明中，为了实现驱动扭矩的放大，同时考虑机翼的结构复杂性及紧凑性，可将丝杠螺母传动组件30配置为包括第一丝杠31、第一螺母32、第一限位件33、第二丝杠34和第二螺母35，驱动单元40可驱动第一丝杠31绕飞行器的机翼弦线方向转动，第一限位件33设置在第一螺母32与第一子机翼10之间，第一限位件33用于限制第一螺母32绕飞行器的机翼弦线方向的转动，第一丝杠31与第一螺母32配合连接以驱动第一螺母32沿飞行器的机翼弦线方向移动；第二丝杠34与第一螺母32固定连接，第二螺母35与第二子机翼20固定连接，第二丝杠34与第二螺母35相配合以驱动第二螺母35绕飞行器的机翼弦线方向转动，第二螺母35绕飞行器的轴向转动可带动第二子机翼20绕飞行器的机翼弦线方向的转动以实现机翼的折叠和展开。

应用此种配置方式，当驱动单元40接收到飞行器所发出的展开指令后，驱动单元40解锁动作以驱动第一丝杠31转动，第一丝杠31与第一螺母32相配合，同时由于第一螺母32受第一限位件33的限位仅能够沿飞行器的机翼弦线方向移动，因此，在第一丝杠31的带动下可驱动第一螺母32沿飞行器的机翼弦线方向移动。第二丝杠34与第一螺母32固定连接，因此，第一螺母32的移动可带动第二丝杠34沿飞行器的机翼弦线方向移动。第二丝杠34与第二螺母35相配合，且第二螺母35与第二子机翼30固定连接，因此第二螺母35在第二丝杠34的驱动下能够绕飞行器机翼弦线方向做旋转运动，此种方式结构紧凑，能够利用组合丝杠在有限的空间内实现了驱动单元扭矩的放大，实现机翼的可靠展开。

进一步地，在本发明中，为了能够将第二丝杠的沿飞行器的机翼弦线方向的移动转换为第二子机翼绕飞行器机翼弦线方向的转动，可将第一子机翼10配置为具有定位凹槽10a和机翼容纳部10b，丝杠螺母传动组件30设置在机翼容纳部10b内，定位凹槽10a和机翼容纳部10b相连通且呈夹角设置，第二子机翼20包括定位凸起21，定位凸起21与定位凹槽10a相配合以限制第二子机翼20沿飞行器的机翼弦线方向的移动。

应用此种配置方式，通过使第二子机翼的定位凸起与第一子机翼的定位凹槽相配合，由此能够有效限制第二子机翼沿飞行器机翼弦线方向的移动，由于第二螺母与第二子机翼固定连接，因此第二螺母沿飞行器机翼弦线方向的移动也会受到限制。第二丝杠与第二螺母相配合，第二丝杠沿飞行器的机翼弦线方向移动，在第二丝杠的驱动下，可实现第二螺母绕飞行器机翼弦线方向的转动，进而实现第二子机翼绕飞行器机翼弦线方向的转动。作为本发明的一个具体实施例，如图1所示，定位凹槽10a和机翼容纳部10b相连通且呈直角设置。

进一步地，在本发明中，为了实现第二螺母与第二子机翼之间的固定连接，可将可折叠展开机翼配置为还包括第二限位件50，定位凸起21具有螺母容纳部21a，第二螺母35分别设置在螺母容纳部21a和机翼容纳部10b内，第二限位件50设置在第二螺母35与第二子机翼20之间以实现第二螺母35与第二子机翼20之间的固定连接。作为本发明的一个具体实施例，第二限位件50包括平键，平键设置在第二螺母35与第二子机翼20之间。

此外，在本发明中，为了有效限制第一螺母沿飞行器的机翼弦线方向的移动，第一限位件33包括花键，第一子机翼10具有平行于飞行器的机翼弦线方向的滑槽，花键设置在滑槽内，花键固定设置在第一螺母32的外表面，第一螺母32通过花键与滑槽相配合以实现其沿飞行器的机翼弦线方向的移动。

应用此种配置方式，当驱动单元40接收到飞行器所发出的展开指令后，驱动单元40解锁动作以驱动第一丝杠31转动，第一丝杠31与第一螺母32相配合，同时由于第一螺母32的外表面设置有花键，该花键与第一子机翼的滑槽相配合，在花键的限位作用下，第一螺母32仅能够沿飞行器的机翼弦线方向移动，在第一丝杠31的带动下可驱动第一螺母32沿飞行器的机翼弦线方向移动。第二丝杠34与第一螺母32固定连接，因此，第一螺母32的移动可带动第二丝杠34沿飞行器的机翼弦线方向移动。第二丝杠34与第二螺母35相配合，且第二螺母35与第二子机翼30固定连接，因此第二螺母35在第二丝杠34的驱动下能够绕飞行器机翼弦线方向做旋转运动，此种方式结构紧凑，能够利用组合丝杠在有限的空间内实现了驱动单元扭矩的放大，实现机翼的可靠展开。

进一步地，在本发明中，为了进一步地提高机翼的结构紧凑性，可将第二丝杠34配置为具有中心通孔，第一螺母32固定设置在中心通孔内。此外，为了能够提高机翼各部件配合的精度及操作协调性，可将第一螺母32和第二丝杠34配置为一体成型。

作为本发明的一个具体实施例，如图1所示，第一螺母32和第二丝杠34为一体成型，两者可作为一个异形工件进行加工，该异形工件同时具有内螺纹和外螺纹。此种方式不需要在第一螺母32和第二丝杠34之间设置连接件，因此能够提高机翼各部件配合的精度及操作协调性。

进一步地，在本发明中，驱动单元40包括电机，可折叠展开机翼还包括联轴器60，电机的输出轴通过联轴器60与第一丝杠31连接。

作为本发明的另一方面，提供了一种飞行器，该飞行器包括如上所述的用于飞行器的可折叠展开机翼。由于本发明的机翼在驱动单元的驱动下，利用丝杠螺母传动组件能够在有限的空间内实现驱动扭矩的放大，保证了机翼的可靠展开。因此将本发明的可折叠展开机翼运用到飞行器上，能够极大地提高飞行器的工作性能。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1对本发明的用于飞行器的可折叠展开机翼进行详细说明。

如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种用于无人机的可折叠展开机翼，该机翼在无人机装填平台中处于折叠状态，工作时需要展开到平直翼状态。该可折叠展开机翼包括第一子机翼10、第二子机翼20、丝杠螺母传动组件30、驱动单元40、第二限位件50和联轴器60，第一子机翼10具有定位凹槽10a和机翼容纳部10b，第二子机翼20包括定位凸起21，定位凸起21与定位凹槽10a相配合以限制第二子机翼20沿飞行器的机翼弦线方向的移动。丝杠螺母传动组件30包括第一丝杠31、第一螺母32、第一限位件33、第二丝杠34和第二螺母35，在本实施例中，采用电机作为驱动单元40，采用花键作为第一限位件33，采用平键作为第二限位件50。第二丝杠34与第一螺母32一体成型以作为异形丝杠组件，异形丝杠组件具有内螺纹和外螺纹，该异形丝杠组件的内螺纹部分可作为第一螺母32，该异形丝杠组件的外螺纹部分可作为第二丝杠34。

第一子机翼10的一端固定设置在飞行器的机身上，第二子机翼20绕飞行器的机翼弦线方向可转动地设置在第一子机翼10上，丝杠螺母传动组件30沿飞行器的机翼弦线方向设置在第一子机翼10上，电机安装在第一子机翼10上，第一丝杠31的一端通过联轴器60与电机连接，第一丝杠31的外螺纹与异形丝杠组件的内螺纹相配合。异形丝杠组件的外表面设置有花键，第一子机翼10具有平行于飞行器的机翼弦线方向的滑槽，花键设置在滑槽内，通过花键与滑槽相配合以保证异形丝杠组件的运动为直线运动。异形丝杠组件的外螺纹与第二螺母35相配合，第二螺母35和第二子机翼的定位凸起21之间设置有平键，且第二子机翼的定位凸起21与第一子机翼的定位凹槽10a相配合以限制第二子机翼20沿飞行器的机翼弦线方向的移动，由此能够实现第二螺母35与第二子机翼之间的固定连接。

当电机接收到飞行器所发出的展开指令后，电机解锁开始转动，电机输出的扭矩通过联轴器60传给第一丝杠31以驱动第一丝杠31转动，第一丝杠31与异形丝杠组件的内螺纹相配合，同时由于异形丝杠组件的外表面设置有花键，该花键与第一子机翼的滑槽相配合，在花键的限位作用下，异形丝杠组件仅能够沿飞行器的机翼弦线方向移动，在第一丝杠31的带动下可驱动异形丝杠组件沿飞行器的机翼弦线方向移动。异形丝杠组件的外螺纹与第二螺母35的内螺纹相配合，且第二螺母35与第二子机翼30固定连接，因此第二螺母35在第二丝杠34的驱动下能够绕飞行器机翼弦线方向做旋转运动。第二螺母35上设置有键槽，在键槽中安装平键，并与第二子机翼20配合，以带动第二子机翼20进行周向展开。

综上所述，本发明提供了一种用于飞行器的可折叠展开机翼，该机翼通过组合丝杠机构能够将电机的小扭矩、大转速，转换为针对外翼作用的大扭矩、低转速，在有限的空间、较小的重量约束下实现了机翼周向折叠展开机构的功能。本发明的机翼与现有技术相比，极大地提高了机翼折叠展开的可靠性，且结构简单、占用空间小。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (6)

1.一种用于飞行器的可折叠展开机翼，其特征在于，所述可折叠展开机翼包括：

第一子机翼(10)，所述第一子机翼(10)的一端固定设置在所述飞行器的机身上；

第二子机翼(20)，所述第二子机翼(20)绕飞行器的机翼弦线方向可转动地设置在所述第一子机翼(10)上；

丝杠螺母传动组件(30)和驱动单元(40)，所述丝杠螺母传动组件(30)沿飞行器的机翼弦线方向设置在所述第一子机翼(10)上，所述驱动单元(40)设置在所述第一子机翼(10)上，所述丝杠螺母传动组件(30)的一端与所述驱动单元(40)连接，另一端与所述第二子机翼(20)连接，所述丝杠螺母传动组件(30)用于在所述驱动单元(40)的驱动下带动所述第二子机翼(20)绕飞行器的机翼弦线方向相对于所述第一子机翼(10)折叠或展开；

所述丝杠螺母传动组件(30)包括第一丝杠(31)、第一螺母(32)、第一限位件(33)、第二丝杠(34)和第二螺母(35)，所述驱动单元(40)可驱动所述第一丝杠(31)绕飞行器的机翼弦线方向转动，所述第一限位件(33)设置在所述第一螺母(32)与所述第一子机翼(10)之间，所述第一限位件(33)用于限制所述第一螺母(32)绕飞行器的机翼弦线方向的转动，所述第一丝杠(31)与所述第一螺母(32)配合连接以驱动所述第一螺母(32)沿飞行器的机翼弦线方向移动；所述第二丝杠(34)与所述第一螺母(32)固定连接，所述第二螺母(35)与所述第二子机翼(20)固定连接，所述第二丝杠(34)与所述第二螺母(35)相配合以驱动所述第二螺母(35)绕飞行器的机翼弦线方向转动，所述第二螺母(35)绕飞行器的轴向转动可带动所述第二子机翼(20)绕飞行器的机翼弦线方向的转动以实现机翼的折叠和展开；

所述第一子机翼(10)具有定位凹槽(10a)和机翼容纳部(10b)，所述丝杠螺母传动组件(30)设置在所述机翼容纳部(10b)内，所述定位凹槽(10a)和所述机翼容纳部(10b)相连通且呈夹角设置，所述第二子机翼(20)包括定位凸起(21)，所述定位凸起(21)与所述定位凹槽(10a)相配合以限制所述第二子机翼(20)沿飞行器的机翼弦线方向的移动；

所述第二丝杠(34)具有中心通孔，所述第一螺母(32)固定设置在所述中心通孔内，所述第一螺母(32)和所述第二丝杠(34)一体成型，所述第一螺母(32)和所述第二丝杠(34)同轴设置。

2.根据权利要求1所述的用于飞行器的可折叠展开机翼，其特征在于，所述可折叠展开机翼还包括第二限位件(50)，所述定位凸起(21)具有螺母容纳部(21a)，所述第二螺母(35)分别设置在所述螺母容纳部(21a)和所述机翼容纳部(10b)内，所述第二限位件(50)设置在所述第二螺母(35)与所述第二子机翼(20)之间以实现所述第二螺母(35)与所述第二子机翼(20)之间的固定连接。

3.根据权利要求2所述的用于飞行器的可折叠展开机翼，其特征在于，所述第二限位件(50)包括平键，所述平键设置在所述第二螺母(35)与所述第二子机翼(20)之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于飞行器的可折叠展开机翼，其特征在于，所述第一限位件(33)包括花键，所述第一子机翼(10)具有平行于飞行器的机翼弦线方向的滑槽，所述花键设置在所述滑槽内，所述花键固定设置在所述第一螺母(32)的外表面，所述第一螺母(32)通过所述花键与所述滑槽相配合以实现其沿飞行器的机翼弦线方向的移动。

5.根据权利要求1所述的用于飞行器的可折叠展开机翼，其特征在于，所述驱动单元(40)包括电机，所述可折叠展开机翼还包括联轴器(60)，所述电机的输出轴通过所述联轴器(60)与所述第一丝杠(31)连接。

6.一种飞行器，其特征在于，所述飞行器包括如权利要求1至5中任一项所述的用于飞行器的可折叠展开机翼。

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