CN112319768A - 一种嵌入式折叠翼机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种嵌入式折叠翼机构，包括翼片或舵片、座体、扭簧、螺钉销、板簧和圆柱销，座体与飞行器舱体连接；翼片或舵片通过圆柱销铰接在座体上，翼片或舵片绕圆柱销轴线转动，缩入飞行器舱体外壁的轴向槽内，或沿飞行器舱体径向展开；扭簧一端通过螺钉销连接座体，另一端连接圆柱销，提供翼片或舵片从飞行器舱体向外转动的动力；板簧安装在座体上，翼片或舵片缩入飞行器舱体外壁时板簧位于翼片或舵片与座体之间，翼片或舵片挤压板簧翘曲面使其变形，翼片或舵片展开后板簧回弹，顶紧翼片或舵片的侧面，保证翼片或舵片展开到位。本发明采用纵向折叠方案，结构精巧，响应速度快，有较好的强度、刚度、抗震能力及较好的安装精度。
Description
技术领域
本发明属于试验与测试技术领域，涉及一种飞行器折叠翼。
背景技术
近年来，在各类飞行器上广泛应用了折叠翼(舵)面的设计技术，目的是为了使飞行器能够实现箱(筒)式发射，使发射箱(筒)也兼作储运箱(筒)。为了适应这种情况，必须研究相应的折叠机构，使翼(舵)轴向折叠，然后放入发射筒(箱)，在储存与运输过程中，飞行器的折叠翼(舵)处于折叠状态。当发射离筒后，翼(舵)面通过折叠展开机构的作用自行展开到工作位置，并由锁紧机构缩进，从而保证出筒后飞行的稳定性。
目前国内外的折叠翼主要采用横向折叠方式和轴向折叠方式，这两种方式都能够使飞行器直径缩小，但是只适用于展弦比较小的飞行器，纵向折叠技术在无人机技术领域已有应用，但由于无人机飞行速度底，对折叠翼的强度、刚度、抗震及精度方面要求较底，所以现有的无人机折叠翼技术适应范围有限，无法适应于速度较高的飞行器舵(翼)的折叠。
目前为了节省发射储运空间，减小飞行器的径向尺寸，方便在发射箱或发射筒中储存、运输，增加车辆的运载能力，减少阵地车辆，亟需一种能够满足以上要求的快速微小飞行器相关要求的折叠展开机构。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种嵌入式折叠翼机构，针对于展弦比比较大而且飞行速度较高的小型飞行器，采用纵向折叠方案，结构精巧，响应速度快，有较好的强度、刚度、抗震能力及较好的安装精度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种嵌入式折叠翼机构，包括翼片或舵片、座体、扭簧、螺钉销、板簧和圆柱销。
所述的座体与飞行器舱体连接；所述的翼片或舵片通过圆柱销铰接在座体上，翼片或舵片绕圆柱销轴线转动，缩入飞行器舱体外壁的轴向槽内，或沿飞行器舱体径向展开；所述的扭簧一端通过螺钉销连接座体，另一端连接圆柱销，提供翼片或舵片从飞行器舱体向外转动的动力；所述的板簧安装在座体上，翼片或舵片缩入飞行器舱体外壁时板簧位于翼片或舵片与座体之间，翼片或舵片挤压板簧翘曲面使其变形，翼片或舵片展开后板簧回弹，顶紧翼片或舵片的侧面，保证翼片或舵片展开到位。
所述的翼片或舵片缩入飞行器舱体外壁时，外径大于舱体外径，将凸出的翼片或舵片对应装入发射筒内壁的导槽内，用于飞行器发射轴向定位。
本发明还包括垫片，垫片套装在圆柱销上，安装于板簧和翼片或舵片之间，减少翼片或舵片与板簧的接触面积。
所述的座体采用铝棒材料，螺钉销采用30GrMnSiA，扭簧采用镀锌弹簧钢丝，板簧采用65Mn弹簧钢。
本发明的有益效果是：
翼(舵)折叠机构利用折叠展开的偏心安装方式，使翼(舵)最大极限嵌入舱体内，可使发射筒的体积缩小至接近舱体直径。
折叠机构利用扭簧的扭力实现自动展开，利用板簧锁紧，结构简单紧凑，响应速度快，锁紧可靠。
座体采用铝棒材料，螺钉销和销螺母采用30GrMnSiA，扭簧采用镀锌弹簧钢丝，板簧采用65Mn弹簧钢，整个机构材料选用及结构设计合理，结构件加工简单，保证了折叠机构的制造成本。
折叠机构作为一个独立组建与舱体进行安装，安装方便简单可靠。
作为折叠舵，可与舵机直接连接，不需要增加转换装置，可提高飞行过程中的控制精度，舵面转动灵活可靠。
折叠机构可根据需要调整安装方向即可实现舵或翼的折叠方向调节。
通过舵面和翼面折叠后潜入舱体内，将发射前飞行器外径缩至大于舱体直径6mm，减小了发射筒体积，保证了微小型飞行器的运输发射的便利性。
附图说明
图1是本发明的折叠状态示意图；
图2是本发明的展开状态示意图；
图3是本发明的折叠机构示意图；
图中，1-座体，2-圆柱销，3-螺钉销，4-翼(舵)，5-板簧，6-垫片，7-扭簧，8-销螺母。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
本发明的嵌入式折叠机构主要由座体、扭簧、螺钉销、垫片、板簧、圆柱销、销螺母、翼片或舵片组成。此机构手动折叠，自动展开。折叠状态下直径比舱体直径大3mm，将折叠后大于弹径的3mm部分装入发射筒相应的导槽内，用于飞行器发射轴向定位，并保证翼(舵)折叠到位，出筒后利用扭簧的扭力使翼(舵)瞬间展开，以保证舵的气动特性。
本发明的嵌入式折叠机构结构如图1所示，座体为此折叠机构的底座，将其它零件以座体为基准安装完成后，通过座体与舱体进行连接。座体底部可根据翼和舵机的安装方式进行更改，以保证座体与舱体连接的可靠性及舵(翼)的安装精度要求。扭簧为此机构的重要件，弹翼(舵)的折叠展开主要依靠扭簧的扭力来实现，装入发射筒前，手动将翼(舵)进行折叠，此时扭簧为最大受力状态，扭簧设计必须保证满足使用要求，扭力根据弹翼(舵)的响应速度及使用状态来确定，扭力太大不易折叠，扭力太小展开速度及位置不易满足要求。螺钉销将扭簧一端与基座进行连接，保证扭簧在转动过程中的初始位置。垫片套装在圆柱销上，安装于翼(舵)与板簧之间，减少了翼(舵)与板簧的接触面积，避免折叠展开过程中摩擦力的影响，确保折叠展开的可靠性。板簧套装在圆柱销上，利用弹翼(舵)展开过程中挤压板簧翘曲面使其变形，展开后板簧曲面弹回至自然状态，从舵根部缩紧翼(舵)，保证其展开到位。圆柱销为整个机构的安装轴，用于其它零件与座体的连接，圆柱销穿过扭簧、座体、板簧、垫片、弹翼(舵)，用销螺母进行固定。
将本发明应用于某型号微小型飞行器，工作状态如下：
(1)折叠状态下四片弹翼(舵)嵌入于舱体内，弹翼(舵)后缘平行于飞行器轴线，外漏舱体表面3mm，此时扭转弹簧处于压缩状态，弹簧由自由状态的轮廓角260°压缩至168.3°，此时扭转弹簧的扭转角为91.7°，即最大变形角为91.7°，扭簧受力最大为320N·mm，板簧弯曲面处于积压状态，状态图如图1所示。
(2)展开状态下四片弹翼选装角为90度，翼展370mm，舵展320mm，此时扭转弹簧处于接近自然状态，扭转弹簧的扭转角减小量为90°，对应最小扭转变形角为1.7°(260°-258.3°)，扭转力最小60N·mm，板簧弯曲面处于自然状态，锁紧弹翼(舵)，状态图如图2所示。
此机构可扩展应用于其它军民工程领域，能够节省发射储运空间，减小飞行器的径向尺寸，方便在发射箱或发射筒中储存、运输，增加车辆的运载能力。本发明通过舵面和翼面折叠后潜入舱体内，将发射前体积缩至大于舱体直径6mm，减小了发射筒体积，保证了微小型飞行器的运输发射的便利性。
Claims (4)
1.一种嵌入式折叠翼机构，包括翼片或舵片、座体、扭簧、螺钉销、板簧和圆柱销，其特征在于，所述的座体与飞行器舱体连接；所述的翼片或舵片通过圆柱销铰接在座体上，翼片或舵片绕圆柱销轴线转动，缩入飞行器舱体外壁的轴向槽内，或沿飞行器舱体径向展开；所述的扭簧一端通过螺钉销连接座体，另一端连接圆柱销，提供翼片或舵片从飞行器舱体向外转动的动力；所述的板簧安装在座体上，翼片或舵片缩入飞行器舱体外壁时板簧位于翼片或舵片与座体之间，翼片或舵片挤压板簧翘曲面使其变形，翼片或舵片展开后板簧回弹，顶紧翼片或舵片的侧面，保证翼片或舵片展开到位。
2.根据权利要求1所述的嵌入式折叠翼机构，其特征在于，所述的翼片或舵片缩入飞行器舱体外壁时，外径大于舱体外径，将凸出的翼片或舵片对应装入发射筒内壁的导槽内，用于飞行器发射轴向定位。
3.根据权利要求1所述的嵌入式折叠翼机构，其特征在于，还包括垫片，垫片套装在圆柱销上，安装于板簧和翼片或舵片之间，减少翼片或舵片与板簧的接触面积。
4.根据权利要求1所述的嵌入式折叠翼机构，其特征在于，所述的座体采用铝棒材料，螺钉销采用30GrMnSiA，扭簧采用镀锌弹簧钢丝，板簧采用65Mn弹簧钢。
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