CN113104194A - 一种无人机机翼折叠自锁装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机机翼折叠自锁装置，包括机身和机翼组件，所述机翼组件包括一段折翼、二段折翼、三段折翼、折叠组件、自锁组件，本发明针对固定翼无人机，在无人机不使用时，一段折翼向下翻折，与机身贴合，二段折翼向上翻折，与一段折翼相贴合，三段折翼向下翻折，与二段折翼相贴合。折叠组件会根据气流流速的变化作出姿态调整，当气流流速超过设定值时，折叠组件会带动各段折翼展开，各段折翼展开后自锁组件会将无人机前进时气流的反作用力转化为水平方向的推力，这一推力会拉近各段折翼和折叠组件之间的距离，当推力超过设定值时，各段折翼会紧密贴合，各段折翼上设置的卡板插入相邻折翼的卡槽内，无人机机翼实现了自锁。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体为一种无人机机翼折叠自锁装置。
背景技术
随着科技的进步，无人机的运用已经越来越广泛，固定翼无人机由于其飞行距离长、巡航面积大、飞行速度快、飞行高度高等特点被广泛运用于军事领域、遥感测绘、森林消防等领域。但固定翼无人机的机翼往往会占据较大的空间位置，在储存运输时都不太方便。目前有部分无人机的机翼具有折叠的功能，但这些机翼的折叠往往需要通过人工在使用时进行操作，无法在起飞和降落的过程中实现自动展开和折叠。
常规的可折叠机翼在展开后，折叠连接处往往没有流线型的表面结构，气流在折叠处吹过时不会获得升力，同时气流穿过缝隙还会引起机身的震动。部分可折叠机翼在展开后缺少自锁机构，容易在飞行的过程中自行折叠。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机机翼折叠自锁装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种无人机机翼折叠自锁装置，包括机身和机翼组件，所述机身和机翼组件紧固连接，所述机翼组件包括一段折翼、二段折翼、三段折翼、折叠组件、自锁组件，所述一段折翼通过折叠组件与机身相连接，二段折翼通过折叠组件与一段折翼相连接，三段折翼通过折叠组件与二段折翼相连接，所述一段折翼内部靠两侧位置都安装有自锁组件，所述自锁组件另一端分别和一段折翼两端连接的折叠组件相连，所述二段折翼内部靠两侧位置都安装有自锁组件，所述自锁组件另一端分别和二段折翼两端连接的折叠组件相连，所述三段折翼靠近二段折翼的一端安装有自锁组件，所述自锁组件另一端和三段折翼、二段折翼之间的折叠组件相连。本发明针对固定翼无人机，在无人机不使用时，一段折翼向下翻折，与机身贴合，二段折翼向上翻折，与一段折翼相贴合，三段折翼向下翻折，与二段折翼相贴合。当无人机在起飞跑道上加速时，较大的气流经过折叠组件，折叠组件会根据气流流速的变化作出姿态调整，当气流流速超过设定值时，表示无人机已准备起飞，此时折叠组件会带动各段折翼展开，各段折翼展开后自锁组件会将无人机前进时气流的反作用力转化为水平方向的推力，这一推力会拉近各段折翼和折叠组件之间的距离，当推力超过设定值时，一段折翼、二段折翼、三段折翼之间会紧密贴合，各段折翼上设置的卡板插入相邻折翼的卡槽内，无人机机翼实现了自锁，无人机已达到起飞条件，当无人机起飞后速度进一步加快，随着速度的加快，自锁组件提供的锁紧力变的更大，确保了飞行过程中无人机机翼的稳定性。另一方面，完全贴合后的各段折翼组成了完整的机翼，完整机翼具有流线型的结构，既减小了飞行的阻力，也使得上下表面的流速差更大，提供的升力更大。
进一步的，一段折翼、二段折翼、三段折翼内部为镂空结构，一段折翼、二段折翼、三段折翼内部都设置有支撑块，所述支撑块有若干个，若干个支撑块均匀分布在一段折翼、二段折翼、三段折翼内部和内壁紧固连接。镂空结构减轻了机翼组件的重量，并为折叠组件、自锁组件提供了安装位置，支撑块提高了机翼组件的结构稳定性，保证了在减轻自重的同时，机翼的强度不受影响。
进一步的，折叠组件包括电滚筒、滚筒轴、固定块、旋转块、滑台部件、进风槽、挡风板、固定板、连接杆、拉伸弹簧、磁石、移动滑槽、磁性滑块、接通块，所述电滚筒和旋转块紧固连接，所述滚筒轴和电滚筒转动连接，滚筒轴两端和固定块紧固连接，针对安装在一段折翼和机身之间的折叠组件，所述固定块和机身紧固连接，所述滑台部件一面和旋转块紧固连接，滑台部件另一面和一段折翼内壁紧固连接，针对安装在一段折翼和二段折翼之间的折叠组件，所述滑台部件有两组，靠近一段折翼的滑台部件一面和固定块紧固连接，滑台部件另一面和一段折翼内壁紧固连接，靠近二段折翼的滑台部件一面和旋转块紧固连接，滑台部件另一面和二段折翼内壁紧固连接，针对安装在二段折翼和三段折翼之间的折叠组件其安装关系和安装在一段折翼和二段折翼之间的折叠组件的安装关系相同，所述进风槽位于机身顶部，所述挡风板、固定板、连接杆、磁石位于进风槽内部，所述挡风板和进风槽密封连接，所述连接杆一端和挡风板紧固连接，连接杆另一端和磁石紧固连接，所述固定板位于进风槽中段，连接杆从固定板中间的开孔中穿过，所述拉伸弹簧套在连接杆上，拉伸弹簧一端和磁石紧固连接，拉伸弹簧另一端和固定板紧固连接，所述进风槽外侧设置有移动滑槽，所述磁性滑块和移动滑槽滑动连接，磁性滑块连接有触点，所述触点通过导线和无人机内部的控制装置相连接，所述接通块有两块，接通块和机身内侧壁相连接，接通块通过导线和无人机的控制装置相连接。在无人机起飞阶段，随着无人机速度的提升，吹拂到机身表面的空气的流速会逐渐增大，空气的反作用力会推动挡风板向进风槽内移动，随着速度的不断提升，挡风板会克服拉伸弹簧的拉力将磁石持续向后推动，磁石的吸引力带动磁性滑块在移动滑槽内移动，当空气流速超过设定数值时，磁性滑块会和靠近机尾的接通块相接触，磁性滑块和控制装置的COM端相连，靠近机尾的接通块和控制装置的输入端A相连，当接通块和磁性滑块上的触点相接触时，输入端A得电，输入端A会经过一个延时程序，当通电时长达到延时程序的设定值时，控制装置对各个电滚筒发出正转信号。各个电滚筒正转后折翼会展开，当折翼展开到水平状态时旋转块上的角度限位块会被卡住，角度限位保证了折翼展开后的平整度。当无人机降落时，在无人机趋于静止时挡风板会恢复到初始状态，此时磁性滑块会和靠近机头的接通块相接触，靠近机尾的接通块和控制装置的输入端B相连，在磁性滑块上的触点和靠近机尾的接通块接触一段时间后，控制装置对各个电滚筒发出反转信号。各个电滚筒反转后折翼会折叠起来，机翼折叠起来能够更加容易存储，并且针对部分利用发射仓来加速起飞的无人机，折叠的机翼更加容易放置到发射仓内，发射后无人机能够感知空气流速的变化自行将机翼展开，也简化了操作步骤。
进一步的，接通块为长条形，接通块的长度与无人机的加速度成正相关。在无人机飞行的过程中，经常会出现气流扰动，扰动气流的流速、方向都是不确定的，扰动气流的存在会对挡风板的位移量产生干扰，挡风板可能会在某一瞬间产生较大的位移量的变化，这可能导致正转信号或者反转信号的误触发。为了解决这一问题，本发明在控制装置中设置了延时程序，只有通电时间超过设定值时，正转信号和反转信号才能成功发出。在这里将接通块设置成长条形，触点和接通块的接触线会延长，在起飞过程中，当速度达到设定值时，触点和控制正转的接通块相接触，在往后的时间范围内，无人机会继续加速，触点会继续移动，长条形的接通块的长度根据无人机的加速效果进行设定可以保证触点和接通块的接触时间超过延时程序设定的时间。当无人机降落时，无人机速度降低到设定数值后，触点会和控制反转的接通块接触，在速度小于这一数值的范围内，触点会持续与接通块接触，当接触时间超过设定值时，电滚筒会反转。该设计避免了飞行中气流对折叠装置的干扰，提高了系统运行的稳定性。
进一步的，滑台部件包括上滑台、下滑台、线性滑轨，所述上滑台下表面和线性滑轨上表面紧固连接，所述下滑台上表面和线性滑轨下表面紧固连接，所述线性滑轨内部安装有滚珠，滚珠可进行滑动，线性滑轨两端设置有滑动限位块，所述上滑台是滑台部件和一段折翼、二段折翼、三段折翼的连接部件，所述下滑台是滑台部件和固定块、旋转块的连接部件。线性滑轨通过滚动摩擦的方式大大降低了上滑台和下滑台发生相对位移的阻力，这一设置保证了自锁组件在自锁和解除自锁时所受到的阻力都相对较小。
进一步的，自锁组件包括卡块、卡槽、气流通孔、叶轮、叶轮转轴、小齿轮、大齿轮、丝杠、丝杠螺母、丝杠安装座、连接杆、复位弹簧，所述一段折翼、二段折翼、三段折翼、机身相连接位置都安装有所述卡块、卡槽，所述卡块和卡槽的位置相互对应，当一段折翼、二段折翼、三段折翼、机身相贴合时，卡块会卡接到卡槽内，所述自锁组件其余部件在一段折翼、二段折翼、三段折翼上都有安装，且结构相同，针对一段折翼，一段折翼在飞行过程中迎风的一侧开设有气流通孔，所述通孔中安装有叶轮，所述叶轮上半部分与气流接触，所述叶轮转轴和叶轮紧固连接，叶轮转轴通过支撑座安装在一段折翼内部，所述叶轮转轴一端和小齿轮紧固连接，所述大齿轮和小齿轮啮合，大齿轮和丝杠紧固连接，所述丝杠通过丝杠安装座与一段折翼内壁相连接，所述丝杠和丝杠安装座转动连接，所述丝杠螺母套在丝杠上，丝杠螺母上端通过连接杆和下滑台相连接，所述复位弹簧串在丝杠上，复位弹簧一端和丝杠螺母相连接，复位弹簧另一端和丝杠安装座相连接。当机翼展开后，无人机的速度进一步增大，当速度达到一定程度时穿过气流通孔中的气流能够带动叶轮转动，叶轮带动小齿轮转动，小齿轮和大齿轮啮合，降低了转速，增大了转矩，大齿轮带动丝杠转动，丝杠转动带动丝杠螺母向远离下滑台的一侧移动，连接杆拖动下滑台移动，上滑台和下滑台发生相对位移。在一段折翼、二段折翼、三段折翼上安装的自锁组件共同作用下，一段折翼、二段折翼、三段折翼开始向机身靠拢，一段折翼、二段折翼、三段折翼和机身上安装的卡块插入到对应的卡槽内，机翼的状态被锁定，并且随着飞行速度的加快，叶轮受到的力不断增大，各段机翼和机身之间的挤压力也不断增大。当无人机准备降落时，无人机的速度不断减小，叶轮受到的推力也不断减小，当叶轮传出的主动力小于复位弹簧的拉力时，丝杠螺母开始反向移动，卡块从卡槽中撤出，无人机解除自锁。该设置一方面实现了无人机在飞行状态下机翼的自锁，保证了飞行的稳定性，另一方面，当各段机翼完全贴合时，无人机飞行的阻力也大大减小了。
进一步的，机翼组件还包括稳定组件，所述一段折翼、二段折翼、三段折翼上都安装有稳定组件，且安装结构相同，针对一段折翼上安装的稳定组件，所述稳定组件包括调节板、悬挂弹簧、悬挂板、调节轴，所述调节轴和一段折翼上壁转动连接，调节轴一端连接有摆臂电机，控制装置通过摆臂电机控制调节轴的偏转，所述调节板和调节轴紧固连接，当摆臂电机未工作时调节板贴合在一段折翼表面，一段折翼上表面设置有调节板的贴合槽，所述悬挂板和调节轴转动连接，所述悬挂弹簧一端和调节板相连，悬挂弹簧另一端和悬挂板相连。在无人机降落到地面上时，摆臂电机会带动调节板向上发生偏转，机翼上表面的流线型结构被破坏，气流流过上表面的速度被极大程度的降低，上下表面存在的流速差反转，机翼受到向下的压力，这一作用力使得起落架的抓地力增大，无人机降落的稳定性得到了提升。向上翘起的调节板还会增大无人机的前进阻力，使得无人机能够在降落时能够更快的减速静止。悬挂弹簧连接的悬挂板在无人机降落时，会吸收一部分下落的冲击力，并通过悬挂板的上下震动将冲击力消耗掉，使无人机能够更快的恢复平稳。
进一步的，稳定组件有若干组，分别设置在一段折翼、二段折翼、三段折翼上，不同组稳定组件悬挂板的厚度不同。无人机在飞行过程中经常会遇到扰动气流，当扰动气流的频率和机翼的固有频率相同时，无人机会发生强烈的震动，这种震动不仅会使无人机飞行的平稳性遭到破坏，还会对无人机内部的精密仪器的精度产生影响，为了解决这一问题，本发明将稳定组件的悬挂板调节成不同的厚度，当扰动气流引起机翼震动时，不同厚度的悬挂板产生了不同频率的震动，无人机机翼整体的固有频率被改变，会产生共振的只会是单块的悬挂板，单块悬挂板共振的能量通过悬挂弹簧的缓冲已经被大大减弱，剩余的能量对机翼影响极小，通过这一设置稳定组件消除了无人机机翼因共振而产生的影响，为飞行稳定性提供了保障。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明的折叠组件会根据气流流速的变化作出姿态调整，当气流流速超过设定值时，表示无人机已准备起飞，此时折叠组件会带动各段折翼展开，自锁组件会将无人机前进时气流的反作用力转化为水平方向的推力，这一推力会拉近各段折翼和折叠组件之间的距离，当推力超过设定值时，一段折翼、二段折翼、三段折翼之间会紧密贴合，各段折翼上设置的卡板插入相邻折翼的卡槽内，无人机机翼实现了自锁。本发明的稳定组件将无人机机翼整体的固有频率改变，当气流对机翼产生扰动时，只有部分结构会出现共振，大大减弱了共振对飞行稳定性的影响。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的解除自锁状态结构示意图；
图2是本发明的自锁状态结构示意图；
图3是本发明的局部放大图A；
图4是本发明的一段折翼框架结构图；
图5是本发明的折叠组件控制部分结构示意图；
图6是本发明的自锁组件结构示意图；
图7是本发明的叶轮和小齿轮装配图；
图8是本发明的稳定组件结构示意图；
图中：1-机身、2-机翼组件、21-一段折翼、211-支撑块、22-二段折翼、23-三段折翼、24-折叠组件、241-电滚筒、242-滚筒轴、243-固定块、244-旋转块、245-滑台部件、2451-上滑台、2452-下滑台、2453-线性滑轨、246-进风槽、247-挡风板、248-固定板、249-连接杆、2410-拉伸弹簧、2411-磁石、2412-移动滑槽、2413-磁性滑块、2414-接通块、25-自锁组件、251-卡块、252-卡槽、253-气流通孔、254-叶轮、255-叶轮转轴、256-小齿轮、257-大齿轮、258-丝杠、259-丝杠螺母、2510-丝杠安装座、2511-连接杆、2512-复位弹簧、26-稳定组件、261-调节板、262-悬挂弹簧、263-悬挂板、264-调节轴。
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。
请参阅图1-8，本发明提供技术方案：
如图1、2所示，一种无人机机翼折叠自锁装置，包括机身1和机翼组件2，所述机身1和机翼组件2紧固连接，所述机翼组件2包括一段折翼21、二段折翼22、三段折翼23、折叠组件24、自锁组件25，所述一段折翼21通过折叠组件24与机身1相连接，二段折翼22通过折叠组件24与一段折翼21相连接，三段折翼23通过折叠组件24与二段折翼22相连接，所述一段折翼21内部靠两侧位置都安装有自锁组件25，所述自锁组件25另一端分别和一段折翼21两端连接的折叠组件24相连，所述二段折翼22内部靠两侧位置都安装有自锁组件25，所述自锁组件25另一端分别和二段折翼22两端连接的折叠组件24相连，所述三段折翼23靠近二段折翼22的一端安装有自锁组件25，所述自锁组件25另一端和三段折翼23、二段折翼22之间的折叠组件24相连。本发明针对固定翼无人机，在无人机不使用时，一段折翼21向下翻折，与机身1贴合，二段折翼22向上翻折，与一段折翼21相贴合，三段折翼23向下翻折，与二段折翼22相贴合。当无人机在起飞跑道上加速时，较大的气流经过折叠组件24，折叠组件24会根据气流流速的变化作出姿态调整，当气流流速超过设定值时，表示无人机已准备起飞，此时折叠组件24会带动各段折翼展开，各段折翼展开后自锁组件25会将无人机前进时气流的反作用力转化为水平方向的推力，这一推力会拉近各段折翼和折叠组件24之间的距离，当推力超过设定值时，一段折翼21、二段折翼22、三段折翼23之间会紧密贴合，各段折翼上设置的卡板251插入相邻折翼的卡槽252内，无人机机翼实现了自锁，无人机已达到起飞条件，当无人机起飞后速度进一步加快，随着速度的加快，自锁组件25提供的锁紧力变的更大，确保了飞行过程中无人机机翼的稳定性。另一方面，完全贴合后的各段折翼组成了完整的机翼，完整机翼具有流线型的结构，既减小了飞行的阻力，也使得上下表面的流速差更大，提供的升力更大。
如图4所示，一段折翼21、二段折翼22、三段折翼23内部为镂空结构，一段折翼21、二段折翼22、三段折翼23内部都设置有支撑块211，所述支撑块211有若干个，若干个支撑块211均匀分布在一段折翼21、二段折翼22、三段折翼23内部和内壁紧固连接。镂空结构减轻了机翼组件2的重量，并为折叠组件24、自锁组件25提供了安装位置，支撑块211提高了机翼组件2的结构稳定性，保证了在减轻自重的同时，机翼的强度不受影响。
如图3、5所示，折叠组件24包括电滚筒241、滚筒轴242、固定块243、旋转块244、滑台部件245、进风槽246、挡风板247、固定板248、连接杆249、拉伸弹簧2410、磁石2411、移动滑槽2412、磁性滑块2413、接通块2414，所述电滚筒241和旋转块244紧固连接，所述滚筒轴242和电滚筒241转动连接，滚筒轴242两端和固定块243紧固连接，针对安装在一段折翼21和机身1之间的折叠组件24，所述固定块243和机身1紧固连接，所述滑台部件245一面和旋转块244紧固连接，滑台部件245另一面和一段折翼21内壁紧固连接，针对安装在一段折翼21和二段折翼22之间的折叠组件24，所述滑台部件245有两组，靠近一段折翼21的滑台部件245一面和固定块243紧固连接，滑台部件245另一面和一段折翼21内壁紧固连接，靠近二段折翼22的滑台部件245一面和旋转块244紧固连接，滑台部件245另一面和二段折翼22内壁紧固连接，针对安装在二段折翼22和三段折翼23之间的折叠组件24其安装关系和安装在一段折翼21和二段折翼22之间的折叠组件24的安装关系相同，所述进风槽246位于机身顶部，所述挡风板247、固定板248、连接杆249、磁石2411位于进风槽246内部，所述挡风板247和进风槽246密封连接，所述连接杆249一端和挡风板247紧固连接，连接杆249另一端和磁石2411紧固连接，所述固定板243位于进风槽246中段，连接杆249从固定板248中间的开孔中穿过，所述拉伸弹簧2410套在连接杆249上，拉伸弹簧2410一端和磁石2411紧固连接，拉伸弹簧2410另一端和固定板248紧固连接，所述进风槽246外侧设置有移动滑槽2412，所述磁性滑块2413和移动滑槽2412滑动连接，磁性滑块2413连接有触点，所述触点通过导线和无人机内部的控制装置相连接，所述接通块2414有两块，接通块2414和机身内侧壁相连接，接通块2414通过导线和无人机的控制装置相连接。在无人机起飞阶段，随着无人机速度的提升，吹拂到机身表面的空气的流速会逐渐增大，空气的反作用力会推动挡风板247向进风槽246内移动，随着速度的不断提升，挡风板247会克服拉伸弹簧2410的拉力将磁石2411持续向后推动，磁石2411的吸引力带动磁性滑块2413在移动滑槽2412内移动，当空气流速超过设定数值时，磁性滑块2413会和靠近机尾的接通块2414相接触，磁性滑块2413和控制装置的COM端相连，靠近机尾的接通块2414和控制装置的输入端A相连，当接通块2414和磁性滑块2413上的触点相接触时，输入端A得电，输入端A会经过一个延时程序，当通电时长达到延时程序的设定值时，控制装置对各个电滚筒241发出正转信号。各个电滚筒241正转后折翼会展开，当折翼展开到水平状态时旋转块244上的角度限位块会被卡住，角度限位保证了折翼展开后的平整度。当无人机降落时，在无人机趋于静止时挡风板247会恢复到初始状态，此时磁性滑块2413会和靠近机头的接通块2414相接触，靠近机尾的接通块2414和控制装置的输入端B相连，在磁性滑块2413上的触点和靠近机尾的接通块2414接触一段时间后，控制装置对各个电滚筒发出反转信号。各个电滚筒241反转后折翼会折叠起来，机翼折叠起来能够更加容易存储，并且针对部分利用发射仓来加速起飞的无人机，折叠的机翼更加容易放置到发射仓内，发射后无人机能够感知空气流速的变化自行将机翼展开，也简化了操作步骤。
如图5所示，接通块2414为长条形，接通块2414的长度与无人机的加速度成正相关。在无人机飞行的过程中，经常会出现气流扰动，扰动气流的流速、方向都是不确定的，扰动气流的存在会对挡风板247的位移量产生干扰，挡风板247可能会在某一瞬间产生较大的位移量的变化，这可能导致正转信号或者反转信号的误触发。为了解决这一问题，本发明在控制装置中设置了延时程序，只有通电时间超过设定值时，正转信号和反转信号才能成功发出。在这里将接通块2414设置成长条形，触点和接通块2414的接触线会延长，在起飞过程中，当速度达到设定值时，触点和控制正转的接通块2414相接触，在往后的时间范围内，无人机会继续加速，触点会继续移动，长条形的接通块2414的长度根据无人机的加速效果进行设定可以保证触点和接通块2414的接触时间超过延时程序设定的时间。当无人机降落时，无人机速度降低到设定数值后，触点会和控制反转的接通块2414接触，在速度小于这一数值的范围内，触点会持续与接通块2414接触，当接触时间超过设定值时，电滚筒241会反转。该设计避免了飞行中气流对折叠装置的干扰，提高了系统运行的稳定性。
如图6所示，滑台部件245包括上滑台2451、下滑台2452、线性滑轨2453，所述上滑台2451下表面和线性滑轨2453上表面紧固连接，所述下滑台2452上表面和线性滑轨2453下表面紧固连接，所述线性滑轨253内部安装有滚珠，滚珠可进行滑动，线性滑轨2453两端设置有滑动限位块，所述上滑台2451是滑台部件245和一段折翼21、二段折翼22、三段折翼23的连接部件，所述下滑台2452是滑台部件245和固定块243、旋转块244的连接部件。线性滑轨2453通过滚动摩擦的方式大大降低了上滑台2451和下滑台2453发生相对位移的阻力，这一设置保证了自锁组件25在自锁和解除自锁时所受到的阻力都相对较小。
如图6、7所示，自锁组件25包括卡块251、卡槽252、气流通孔253、叶轮254、叶轮转轴255、小齿轮256、大齿轮257、丝杠258、丝杠螺母259、丝杠安装座2510、连接杆2511、复位弹簧2512，所述一段折翼21、二段折翼22、三段折翼23、机身1相连接位置都安装有所述卡块251、卡槽252，所述卡块251和卡槽252的位置相互对应，当一段折翼21、二段折翼22、三段折翼23、机身1相贴合时，卡块251会卡接到卡槽252内，所述自锁组件25其余部件在一段折翼21、二段折翼22、三段折翼23上都有安装，且结构相同，针对一段折翼21，一段折翼21在飞行过程中迎风的一侧开设有气流通孔253，所述通孔253中安装有叶轮254，所述叶轮254上半部分与气流接触，所述叶轮转轴255和叶轮254紧固连接，叶轮转轴255通过支撑座安装在一段折翼21内部，所述叶轮转轴255一端和小齿轮256紧固连接，所述大齿轮257和小齿轮256啮合，大齿轮257和丝杠258紧固连接，所述丝杠258通过丝杠安装座2510与一段折翼21内壁相连接，所述丝杠258和丝杠安装座2510转动连接，所述丝杠螺母259套在丝杠258上，丝杠螺母259上端通过连接杆2511和下滑台2452相连接，所述复位弹簧2512串在丝杠258上，复位弹簧2512一端和丝杠螺母259相连接，复位弹簧2512另一端和丝杠安装座2510相连接。当机翼展开后，无人机的速度进一步增大，当速度达到一定程度时穿过气流通孔253中的气流能够带动叶轮254转动，叶轮254带动小齿轮256转动，小齿轮256和大齿轮257啮合，降低了转速，增大了转矩，大齿轮257带动丝杠258转动，丝杠258转动带动丝杠螺母259向远离下滑台2452的一侧移动，连接杆2511拖动下滑台移动，上滑台2451和下滑台2452发生相对位移。在一段折翼21、二段折翼22、三段折翼23上安装的自锁组件共同作用下，一段折翼21、二段折翼22、三段折翼23开始向机身1靠拢，一段折翼21、二段折翼22、三段折翼23和机身1上安装的卡块251插入到对应的卡槽252内，机翼的状态被锁定，并且随着飞行速度的加快，叶轮254受到的力不断增大，各段机翼和机身之间的挤压力也不断增大。当无人机准备降落时，无人机的速度不断减小，叶轮254受到的推力也不断减小，当叶轮254传出的主动力小于复位弹簧2512的拉力时，丝杠螺母259开始反向移动，卡块251从卡槽252中撤出，无人机解除自锁。该设置一方面实现了无人机在飞行状态下机翼的自锁，保证了飞行的稳定性，另一方面，当各段机翼完全贴合时，无人机飞行的阻力也大大减小了。
如图8所示，机翼组件2还包括稳定组件26，所述一段折翼21、二段折翼22、三段折翼23上都安装有稳定组件26，且安装结构相同，针对一段折翼21上安装的稳定组件26，所述稳定组件26包括调节板261、悬挂弹簧262、悬挂板263、调节轴264，所述调节轴264和一段折翼21上壁转动连接，调节轴264一端连接有摆臂电机，控制装置通过摆臂电机控制调节轴的偏转，所述调节板261和调节轴264紧固连接，当摆臂电机未工作时调节板261贴合在一段折翼21表面，一段折翼21上表面设置有调节板261的贴合槽，所述悬挂板263和调节轴264转动连接，所述悬挂弹簧262一端和调节板261相连，悬挂弹簧262另一端和悬挂板263相连。在无人机降落到地面上时，摆臂电机会带动调节板261向上发生偏转，机翼上表面的流线型结构被破坏，气流流过上表面的速度被极大程度的降低，上下表面存在的流速差反转，机翼受到向下的压力，这一作用力使得起落架的抓地力增大，无人机降落的稳定性得到了提升。向上翘起的调节板261还会增大无人机的前进阻力，使得无人机能够在降落时能够更快的减速静止。悬挂弹簧262连接的悬挂板263在无人机降落时，会吸收一部分下落的冲击力，并通过悬挂板263的上下震动将冲击力消耗掉，使无人机能够更快的恢复平稳。
如图8所示，稳定组件26有若干组，分别设置在一段折翼21、二段折翼22、三段折翼23上，不同组稳定组件26悬挂板263的厚度不同。无人机在飞行过程中经常会遇到扰动气流，当扰动气流的频率和机翼的固有频率相同时，无人机会发生强烈的震动，这种震动不仅会使无人机飞行的平稳性遭到破坏，还会对无人机内部的精密仪器的精度产生影响，为了解决这一问题，本发明将稳定组件26的悬挂板263调节成不同的厚度，当扰动气流引起机翼震动时，不同厚度的悬挂板263产生了不同频率的震动，无人机机翼整体的固有频率被改变，会产生共振的只会是单块的悬挂板263，单块悬挂板263共振的能量通过悬挂弹簧262的缓冲已经被大大减弱，剩余的能量对机翼影响极小，通过这一设置稳定组件消除了无人机机翼因共振而产生的影响，为飞行稳定性提供了保障。
本发明的工作原理：在无人机起飞阶段，随着无人机速度的提升，空气的反作用力会推动挡风板247向进风槽246内移动，随着速度的不断提升，挡风板247会克服拉伸弹簧2410的拉力将磁石2411持续向后推动，磁石2411的吸引力带动磁性滑块2413在移动滑槽2412内移动，当空气流速超过设定数值时，磁性滑块2413会和靠近机尾的接通块2414相接触，控制装置对各个电滚筒241发出正转信号，机翼展开。随着速度进一步提升，气流通孔253中的气流能够带动叶轮254转动，叶轮254带动小齿轮256转动，小齿轮256和大齿轮257啮合，降低了转速，增大了转矩，大齿轮257带动丝杠258转动，丝杠258转动带动丝杠螺母259向远离下滑台2452的一侧移动，连接杆2511拖动下滑台移动，上滑台2451和下滑台2452发生相对位移。各段折翼开始向机身1靠拢，卡块251插入卡槽252无人机自锁，当无人机降落时，无人机速度降低，上述步骤反向重复，无人机解除自锁，机翼自动折叠。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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，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 (8)
1.一种无人机机翼折叠自锁装置，其特征在于：所述装置包括机身(1)和机翼组件(2)，所述机身(1)和机翼组件(2)紧固连接，所述机翼组件(2)包括一段折翼(21)、二段折翼(22)、三段折翼(23)、折叠组件(24)、自锁组件(25)，所述一段折翼(21)通过折叠组件(24)与机身(1)相连接，二段折翼(22)通过折叠组件(24)与一段折翼(21)相连接，三段折翼(23)通过折叠组件(24)与二段折翼(22)相连接，所述一段折翼(21)内部靠两侧位置都安装有自锁组件(25)，所述自锁组件(25)另一端分别和一段折翼(21)两端连接的折叠组件(24)相连，所述二段折翼(22)内部靠两侧位置都安装有自锁组件(25)，所述自锁组件(25)另一端分别和二段折翼(22)两端连接的折叠组件(24)相连，所述三段折翼(23)靠近二段折翼(22)的一端安装有自锁组件(25)，所述自锁组件(25)另一端和三段折翼(23)、二段折翼(22)之间的折叠组件(24)相连。
2.根据权利要求1所述的一种无人机机翼折叠自锁装置，其特征在于：所述一段折翼(21)、二段折翼(22)、三段折翼(23)内部为镂空结构，一段折翼(21)、二段折翼(22)、三段折翼(23)内部都设置有支撑块(211)，所述支撑块(211)有若干个，若干个支撑块(211)均匀分布在一段折翼(21)、二段折翼(22)、三段折翼(23)内部和内壁紧固连接。
3.根据权利要求1所述的一种无人机机翼折叠自锁装置，其特征在于：所述折叠组件(24)包括电滚筒(241)、滚筒轴(242)、固定块(243)、旋转块(244)、滑台部件(245)、进风槽(246)、挡风板(247)、固定板(248)、连接杆(249)、拉伸弹簧(2410)、磁石(2411)、移动滑槽(2412)、磁性滑块(2413)、接通块(2414)，所述电滚筒(241)和旋转块(244)紧固连接，所述滚筒轴(242)和电滚筒(241)转动连接，滚筒轴(242)两端和固定块(243)紧固连接，针对安装在一段折翼(21)和机身(1)之间的折叠组件(24)，所述固定块(243)和机身(1)紧固连接，所述滑台部件(245)一面和旋转块(244)紧固连接，滑台部件(245)另一面和一段折翼(21)内壁紧固连接，针对安装在一段折翼(21)和二段折翼(22)之间的折叠组件(24)，所述滑台部件(245)有两组，靠近一段折翼(21)的滑台部件(245)一面和固定块(243)紧固连接，滑台部件(245)另一面和一段折翼(21)内壁紧固连接，靠近二段折翼(22)的滑台部件(245)一面和旋转块(244)紧固连接，滑台部件(245)另一面和二段折翼(22)内壁紧固连接，针对安装在二段折翼(22)和三段折翼(23)之间的折叠组件(24)其安装关系和安装在一段折翼(21)和二段折翼(22)之间的折叠组件(24)的安装关系相同，所述进风槽(246)位于机身顶部，所述挡风板(247)、固定板(248)、连接杆(249)、磁石(2411)位于进风槽(246)内部，所述挡风板(247)和进风槽(246)密封连接，所述连接杆(249)一端和挡风板(247)紧固连接，连接杆(249)另一端和磁石(2411)紧固连接，所述固定板(243)位于进风槽(246)中段，连接杆(249)从固定板(248)中间的开孔中穿过，所述拉伸弹簧(2410)套在连接杆(249)上，拉伸弹簧(2410)一端和磁石(2411)紧固连接，拉伸弹簧(2410)另一端和固定板(248)紧固连接，所述进风槽(246)外侧设置有移动滑槽(2412)，所述磁性滑块(2413)和移动滑槽(2412)滑动连接，磁性滑块(2413)连接有触点，所述触点通过导线和无人机内部的控制装置相连接，所述接通块(2414)有两块，接通块(2414)和机身内侧壁相连接，接通块(2414)通过导线和无人机的控制装置相连接。
4.根据权利要求3所述的一种无人机机翼折叠自锁装置，其特征在于：所述接通块(2414)为长条形，接通块(2414)的长度与无人机的加速度成正相关。
5.根据权利要求3所述的一种无人机机翼折叠自锁装置，其特征在于：所述滑台部件(245)包括上滑台(2451)、下滑台(2452)、线性滑轨(2453)，所述上滑台(2451)下表面和线性滑轨(2453)上表面紧固连接，所述下滑台(2452)上表面和线性滑轨(2453)下表面紧固连接，所述线性滑轨(253)内部安装有滚珠，滚珠可进行滑动，线性滑轨(2453)两端设置有滑动限位块，所述上滑台(2451)是滑台部件(245)和一段折翼(21)、二段折翼(22)、三段折翼(23)的连接部件，所述下滑台(2452)是滑台部件(245)和固定块(243)、旋转块(244)的连接部件。
6.根据权利要求5所述的一种无人机机翼折叠自锁装置，其特征在于：所述自锁组件(25)包括卡块(251)、卡槽(252)、气流通孔(253)、叶轮(254)、叶轮转轴(255)、小齿轮(256)、大齿轮(257)、丝杠(258)、丝杠螺母(259)、丝杠安装座(2510)、连接杆(2511)、复位弹簧(2512)，所述一段折翼(21)、二段折翼(22)、三段折翼(23)、机身(1)相连接位置都安装有所述卡块(251)、卡槽(252)，所述卡块(251)和卡槽(252)的位置相互对应，当一段折翼(21)、二段折翼(22)、三段折翼(23)、机身(1)相贴合时，卡块(251)会卡接到卡槽(252)内，所述自锁组件(25)其余部件在一段折翼(21)、二段折翼(22)、三段折翼(23)上都有安装，且结构相同，针对一段折翼(21)，一段折翼(21)在飞行过程中迎风的一侧开设有气流通孔(253)，所述通孔(253)中安装有叶轮(254)，所述叶轮(254)上半部分与气流接触，所述叶轮转轴(255)和叶轮(254)紧固连接，叶轮转轴(255)通过支撑座安装在一段折翼(21)内部，所述叶轮转轴(255)一端和小齿轮(256)紧固连接，所述大齿轮(257)和小齿轮(256)啮合，大齿轮(257)和丝杠(258)紧固连接，所述丝杠(258)通过丝杠安装座(2510)与一段折翼(21)内壁相连接，所述丝杠(258)和丝杠安装座(2510)转动连接，所述丝杠螺母(259)套在丝杠(258)上，丝杠螺母(259)上端通过连接杆(2511)和下滑台(2452)相连接，所述复位弹簧(2512)串在丝杠(258)上，复位弹簧(2512)一端和丝杠螺母(259)相连接，复位弹簧(2512)另一端和丝杠安装座(2510)相连接。
7.根据权利要求1所述的一种无人机机翼折叠自锁装置，其特征在于：所述机翼组件(2)还包括稳定组件(26)，所述一段折翼(21)、二段折翼(22)、三段折翼(23)上都安装有稳定组件(26)，且安装结构相同，针对一段折翼(21)上安装的稳定组件(26)，所述稳定组件(26)包括调节板(261)、悬挂弹簧(262)、悬挂板(263)、调节轴(264)，所述调节轴(264)和一段折翼(21)上壁转动连接，调节轴(264)一端连接有摆臂电机，控制装置通过摆臂电机控制调节轴的偏转，所述调节板(261)和调节轴(264)紧固连接，当摆臂电机未工作时调节板(261)贴合在一段折翼(21)表面，一段折翼(21)上表面设置有调节板(261)的贴合槽，所述悬挂板(263)和调节轴(264)转动连接，所述悬挂弹簧(262)一端和调节板(261)相连，悬挂弹簧(262)另一端和悬挂板(263)相连。
8.根据权利要求7所述的一种无人机机翼折叠自锁装置，其特征在于：所述稳定组件(26)有若干组，分别设置在一段折翼(21)、二段折翼(22)、三段折翼(23)上，不同组稳定组件(26)悬挂板(263)的厚度不同。
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