CN114104263A - 一种机翼折叠机构和无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机翼折叠机构，包括机翼，机翼包括内翼段和两个外翼段，内翼段的两端分别与两个外翼段连接，内翼段的内翼主梁与外翼段的外翼主梁之间转动连接，内翼段的内翼副梁与外翼段的外翼副梁之间转动连接，在内翼段的端部设置旋转舵机，旋转舵机的输出轴与折叠拉杆的首端连接，折叠拉杆的尾端与靠近外翼段外端的外翼副梁铰接，在内翼段的端部设置直线舵机，在外翼段内端的端部设置加强翼肋，在加强翼肋上设置与直线舵机的执行杆对应配合的限位孔；本发明使无人机的大展长机翼折叠或展开，机翼内翼段与外翼段之间具有结构加强的连接结构，使展开状态下的机翼结构与传统一体式机翼结构具有相同的机械性能，提高无人机飞行效率和飞行安全性。

Description

一种机翼折叠机构和无人机

技术领域

本发明涉及一种机翼折叠机构以及采用该机翼折叠机构的无人机，属于无人机技术领域。

背景技术

垂直起降固定翼无人机融合了多旋翼与固定翼的优势，具有大载重、长航时、速度快和可垂直起降的优点，垂直起降固定翼无人机目前在无人机领域得到了广泛应用；传统的垂直起降固定翼无人机的机翼尺寸较大，对起降场地的面积要求大；同时，为了提高航时性能，增加无人机的滞空能力，现代无人机多采用大展弦比机翼，大展长机翼对无人机起降场地的空间大小提出了更高的要求，有时甚至无法在特定的场地中完成起降，而且，柔性大展长机翼在地面移动过程中，由于路面颠簸，大展长机翼会出现上下抖动，造成机翼结构的疲劳问题，可能缩短机翼结构的使用寿命，在地面停放或待机状态下，也需要更大的停放机位或者库房空间；现有技术中也存在一些具有折叠功能的机翼，但是这些机翼上的折叠机构仅仅提供旋转折叠功能，机翼内翼段与外翼段之间的旋转折叠位置并没有结构加强的连接结构，若机翼过长，当折叠机构驱动外翼段展开时，机翼的整体结构强度会大打折扣，在无人机飞行过程中，机翼外翼段受气流影响会产生无法控制的异常颤动，从而影响无人机飞行效率，严重的还会造成无人机飞行事故，导致飞行安全性较差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种机翼折叠机构，同时公开一种采用该机翼折叠机构的无人机，使无人机的大展长机翼可以折叠或展开，当在地面移动过程中，折叠起来的大展长机翼不会因路面颠簸而出现上下抖动造成机翼结构的疲劳问题，延长机翼结构的使用寿命，有效减小无人机所需要的停放机位或者库房空间；同时，机翼内翼段与外翼段之间设置有结构加强的连接结构，使展开状态下的机翼结构与传统一体式机翼结构具有相同的机械性能，在无人机飞行过程中，机翼外翼段不会受气流影响而产生无法控制的异常颤动，提高无人机飞行效率，避免造成无人机飞行事故，提高飞行安全性。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种机翼折叠机构，包括机翼，所述机翼包括内翼段和两个外翼段，所述内翼段与机身连接，所述内翼段的两端分别与两个外翼段连接，所述内翼段的内翼主梁与外翼段的外翼主梁之间转动连接，所述内翼段的内翼副梁与外翼段的外翼副梁之间转动连接，在内翼段的端部设置有旋转舵机，所述旋转舵机的输出轴与折叠拉杆的首端连接，所述折叠拉杆的尾端与靠近外翼段外端的外翼副梁铰接，在内翼段和外翼段的蒙皮上形成有供折叠拉杆通过的条形开孔；所述旋转舵机的输出轴往复旋转带动折叠拉杆拉动外翼段折叠或推动外翼段展开；在内翼段的端部还设置有直线舵机，所述直线舵机的执行杆沿机翼的长度方向延伸，在外翼段内端的端部设置有加强翼肋，在加强翼肋上设置有与直线舵机的执行杆对应配合的限位孔，所述直线舵机的执行杆往复伸缩动作插入加强翼肋上的限位孔或退出加强翼肋上的限位孔。

作为本发明的进一步优选，靠近内翼段端部的内翼段翼肋上设置有第一安装板，所述第一安装板上设置有第一支架，所述直线舵机安装在第一支架上。

作为本发明的进一步优选，在内翼段的端部设置有加强肋板，所述加强肋板的两端分别与内翼段的内翼主梁和内翼副梁连接，直线舵机的执行杆在加强肋板上穿过；加强肋板可以提高内翼段端部的结构强度，同时加强肋板对直线舵机的执行杆具有支撑、导向作用。

作为本发明的进一步优选，靠近内翼段端部的内翼段翼肋与加强肋板之间连接有第二安装板，且第二安装板靠近内翼副梁，在第二安装板上设置第二支架，所述旋转舵机安装在第二支架上，所述旋转舵机的输出轴朝向内翼副梁，在内翼副梁上开设有用于容纳旋转舵机输出轴的开口槽，折叠拉杆的首端在开口槽处固定套接在旋转舵机的输出轴上；使折叠拉杆沿内翼副梁和外翼副梁延伸布置，填补内翼副梁与外翼副梁之间的连接薄弱性，提高内翼副梁与外翼副梁连接后的结构强度。

作为本发明的进一步优选，所述折叠拉杆包括第一拉杆和第二拉杆，所述第一拉杆的首端与旋转舵机的输出轴连接，所述第一拉杆的尾端与第二拉杆的首端铰接，所述第二拉杆的尾端与靠近外翼段外端的外翼副梁铰接。

作为本发明的进一步优选，所述直线舵机的执行杆端部设置有推拉板，在推拉板上设置多个沿机翼长度方向延伸的锁定筒，多个锁定筒在加强肋板上穿过，在加强翼肋上设置与多个锁定筒对应配合的多个限位孔，直线舵机的执行杆往复伸缩动作带动推拉板使推拉板上的锁定筒插入加强翼肋上的限位孔或退出加强翼肋上的限位孔；在展开状态下，使内翼段与外翼段之间具有较强的锁定作用，从而保证内翼段与外翼段之间的连接具有一定的连接结构强度。

作为本发明的进一步优选，在推拉板上设置三个沿机翼长度方向延伸的锁定筒，三个锁定筒呈水平间隔布置或呈周向三角形布置；用以提高锁定筒插入加强翼肋上的限位孔后与加强翼肋之间的连接稳定性。

作为本发明的进一步优选，在限位孔中设置有与锁定筒配合的自润滑轴套，用以提高锁定筒插入加强翼肋上的限位孔后与加强翼肋之间的连接紧密性；所述加强肋板通过自润滑轴套与锁定筒外圆周面滑动连接；用以提高锁定筒与加强肋板之间的滑动连接效果。

作为本发明的进一步优选，所述加强翼肋的厚度大于外翼段翼肋的厚度；用以增加内翼段与外翼段连接处的连接结构强度。

一种无人机，该无人机的机翼采用以上所述的机翼折叠机构。

本发明的有益之处在于：

使无人机的大展长机翼可以折叠或展开，当在地面移动过程中，折叠起来的大展长机翼不会因路面颠簸而出现上下抖动造成机翼结构的疲劳问题，延长机翼结构的使用寿命，当在地面停放或待机状态下，折叠起来的大展长机翼可以有效减小无人机所需要的停放机位或者库房空间；采用大展弦比机翼的无人机可在场地较小的地面或甲板进行起降；实现在起降场地空间不足的条件下正常起飞和降落，更容易实现舰载机的相关几何指标要求，有助于将无人机机翼设计更大的展弦比，在提高航时性能的同时，满足机场相关限制要求；同时，机翼内翼段与外翼段之间设置有结构加强的连接结构，使展开状态下的机翼结构与传统一体式机翼结构具有相同的机械性能，在无人机飞行过程中，机翼外翼段不会受气流影响而产生无法控制的异常颤动，提高无人机飞行效率，避免造成无人机飞行事故，提高飞行安全性。

附图说明

图1是本发明采用机翼折叠机构的无人机在机翼折叠状态下的结构示意图；

图2是本发明采用机翼折叠机构的无人机在机翼展开状态下的结构示意图；

图3是本发明机翼折叠机构在展开状态下的结构示意图；

图4是本发明机翼折叠机构在折叠状态下的结构示意图；

图5是本发明内翼段与外翼段连接处的爆炸结构示意图；

图中附图标记的含义：

1-内翼段，2-外翼段，3-转轴组件，4-旋转舵机，5-折叠拉杆，6-条形开孔，7-直线舵机，8-推拉板，9-锁定筒，10-内翼段翼肋，11-内翼主梁，12-内翼副梁，13-加强肋板，14-第一安装板，15-第一支架，16-第二安装板，17-第二支架，18-开口槽，20-外翼段翼肋，21-外翼主梁，22-外翼副梁，23-加强翼肋，24-限位孔，51-第一拉杆，52-第二拉杆。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

实施例一

如图1-5所示，本实施例是一种机翼折叠机构，包括机翼，机翼包括内翼段1和两个外翼段2，内翼段1与机身连接，内翼段1的两端分别与两个外翼段2连接，内翼段1的内翼主梁11与外翼段2的外翼主梁21之间通过转轴组件3转动连接，内翼段1的内翼副梁12与外翼段2的外翼副梁22之间通过转轴组件3转动连接，在内翼段1的端部设置有旋转舵机4，旋转舵机4的输出轴与折叠拉杆5的首端连接，折叠拉杆5的尾端与靠近外翼段2外端的外翼副梁22铰接，在内翼段1和外翼段2的蒙皮上形成有供折叠拉杆5通过的条形开孔6；旋转舵机4的输出轴往复旋转带动折叠拉杆5拉动外翼段2折叠或推动外翼段2展开；在内翼段1的端部还设置有直线舵机7，直线舵机7的执行杆沿机翼的长度方向延伸，在内翼段1的端部设置有加强肋板13，加强肋板13的两端分别与内翼段1的内翼主梁11和内翼副梁12连接，加强肋板13可以提高内翼段1端部的结构强度；在外翼段2内端的端部设置有加强翼肋23，直线舵机7的执行杆端部设置有推拉板8，在推拉板8上设置三个沿机翼长度方向延伸的锁定筒9，三个锁定筒9在加强肋板13上穿过，在加强翼肋23上设置与三个锁定筒9对应配合的三个限位孔24，直线舵机7的执行杆往复伸缩动作带动推拉板8使推拉板8上的锁定筒9插入加强翼肋23上的限位孔24或退出加强翼肋23上的限位孔24；在展开状态下，使内翼段1与外翼段2之间具有较强的锁定作用，从而保证内翼段1与外翼段2之间的连接具有一定的连接结构强度。

本实施例三个锁定筒9呈水平间隔布置，在实际应用时，三个锁定筒9也可以呈周向三角形布置，当然，在推拉板8上也可以设置更多个沿机翼长度方向延伸的锁定筒9；用以提高锁定筒9插入加强翼肋23上的限位孔24后与加强翼肋23之间的连接稳定性。

本实施例中靠近内翼段1端部的内翼段翼肋10上设置有第一安装板14，第一安装板14上设置有第一支架15，直线舵机7安装在第一支架15上。

本实施例中，靠近内翼段1端部的内翼段翼肋10与加强肋板13之间连接有第二安装板16，且第二安装板16靠近内翼副梁12，在第二安装板16上设置第二支架17，旋转舵机4安装在第二支架17上，旋转舵机4的输出轴朝向内翼副梁12，在内翼副梁12上开设有用于容纳旋转舵机4输出轴的开口槽18，折叠拉杆5的首端在开口槽18处固定套接在旋转舵机4的输出轴上；使折叠拉杆5沿内翼副梁12和外翼副梁22延伸布置，填补内翼副梁12与外翼副梁22之间的连接薄弱性，提高内翼副梁12与外翼副梁22连接后的结构强度。

本实施例中，折叠拉杆5包括第一拉杆51和第二拉杆52，第一拉杆51的首端与旋转舵机4的输出轴连接，第一拉杆51的尾端与第二拉杆52的首端铰接，第二拉杆52的尾端与靠近外翼段2外端的外翼副梁22铰接。

实际应用时，在限位孔24中设置有与锁定筒9配合的自润滑轴套，用以提高锁定筒9插入加强翼肋23上的限位孔24后与加强翼肋23之间的连接紧密性；加强肋板13通过自润滑轴套与锁定筒9外圆周面滑动连接；用以提高锁定筒9与加强肋板13之间的滑动连接效果；锁定筒9的端部也可以设计成具有插入导向作用的球面形结构或锥形尖端结构。

本实施例中，加强翼肋23的厚度大于外翼段翼肋20的厚度；用以增加内翼段1与外翼段2连接处的连接结构强度。

在机翼展开构型状态下，直线舵机7处于零位，此时锁定筒9处于伸出加强肋板13的最大长度位置，锁定筒9插入加强翼肋23的限位孔24中，用以保证机翼内翼段1与外翼段2的锁定和传力；当需要机翼折叠时，首先直线舵机7工作，直线舵机7的执行杆带动推拉板8使推拉板8上的锁定筒9退出加强翼肋23上的限位孔24，直至锁定筒9处于伸出加强肋板13的最小长度位置，此时机翼外翼段2解除锁定；然后旋转舵机4工作，旋转舵机4驱动输出轴顺时针旋转带动折叠拉杆5的第一拉杆51转动，第一拉杆51与第二拉杆52联动配合拉动外翼段2，此时外翼段2受到拉力向上转动折叠，直至到达最大折叠位置处；当需要机翼恢复至展开构型状态，则首先旋转舵机4工作，旋转舵机4驱动输出轴逆时针旋转带动折叠拉杆5的第一拉杆51转动，第一拉杆51与第二拉杆52联动配合推动外翼段2，此时外翼段2受到推力向下转动展开，直至到达最大展开位置处；然后直线舵机7工作，直线舵机7的执行杆带动推拉板8使推拉板8上的锁定筒9插入加强翼肋23上的限位孔24，使机翼内翼段1与外翼段2恢复锁定和传力；从而实现机翼内翼段1与外翼段2之间设置结构加强的连接结构，使展开状态下的机翼结构与传统一体式机翼结构具有相同的机械性能，在无人机飞行过程中，机翼外翼段2不会受气流影响而产生无法控制的异常颤动，提高无人机飞行效率，避免造成无人机飞行事故，提高飞行安全性。

实施例二

本实施例是一种机翼折叠机构，本实施例与实施例一结构相似，其区别仅在于：本实施例中直线舵机7的执行杆在加强肋板13上穿过，加强肋板13可以提高内翼段1端部的结构强度，同时加强肋板13对直线舵机7的执行杆具有支撑、导向作用；在加强翼肋23上设置有与直线舵机7的执行杆对应配合的限位孔24，直线舵机7的执行杆往复伸缩动作插入加强翼肋23上的限位孔24或退出加强翼肋23上的限位孔24；本实施例省去了推拉板8以及锁定筒9结构，采用直线舵机7的执行杆直接插入加强翼肋23上的限位孔24，适合用于一些宽度较窄的机翼使用。

实施例三

如图1和2所示，本实施例是一种无人机，该无人机的机翼采用实施例一或实施例二所述的机翼折叠机构。

本发明使无人机的大展长机翼可以折叠或展开，当在地面移动过程中，折叠起来的大展长机翼不会因路面颠簸而出现上下抖动造成机翼结构的疲劳问题，延长机翼结构的使用寿命，当在地面停放或待机状态下，折叠起来的大展长机翼可以有效减小无人机所需要的停放机位或者库房空间；采用大展弦比机翼的无人机可在场地较小的地面或甲板进行起降；实现在起降场地空间不足的条件下正常起飞和降落，更容易实现舰载机的相关几何指标要求，有助于将无人机机翼设计更大的展弦比，在提高航时性能的同时，满足机场相关限制要求；同时，机翼内翼段与外翼段之间设置有结构加强的连接结构，使展开状态下的机翼结构与传统一体式机翼结构具有相同的机械性能，在无人机飞行过程中，机翼外翼段不会受气流影响而产生无法控制的异常颤动，提高无人机飞行效率，避免造成无人机飞行事故，提高飞行安全性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，否则术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种机翼折叠机构，包括机翼，所述机翼包括内翼段和两个外翼段，所述内翼段与机身连接，所述内翼段的两端分别与两个外翼段连接，其特征在于：所述内翼段的内翼主梁与外翼段的外翼主梁之间转动连接，所述内翼段的内翼副梁与外翼段的外翼副梁之间转动连接，在内翼段的端部设置有旋转舵机，所述旋转舵机的输出轴与折叠拉杆的首端连接，所述折叠拉杆的尾端与靠近外翼段外端的外翼副梁铰接，在内翼段和外翼段的蒙皮上形成有供折叠拉杆通过的条形开孔；所述旋转舵机的输出轴往复旋转带动折叠拉杆拉动外翼段折叠或推动外翼段展开；在内翼段的端部还设置有直线舵机，所述直线舵机的执行杆沿机翼的长度方向延伸，在外翼段内端的端部设置有加强翼肋，在加强翼肋上设置有与直线舵机的执行杆对应配合的限位孔，所述直线舵机的执行杆往复伸缩动作插入加强翼肋上的限位孔或退出加强翼肋上的限位孔。

2.根据权利要求1所述的一种机翼折叠机构，其特征在于，靠近内翼段端部的内翼段翼肋上设置有第一安装板，所述第一安装板上设置有第一支架，所述直线舵机安装在第一支架上。

3.根据权利要求1所述的一种机翼折叠机构，其特征在于，在内翼段的端部设置有加强肋板，所述加强肋板的两端分别与内翼段的内翼主梁和内翼副梁连接，直线舵机的执行杆在加强肋板上穿过。

4.根据权利要求3所述的一种机翼折叠机构，其特征在于，靠近内翼段端部的内翼段翼肋与加强肋板之间连接有第二安装板，且第二安装板靠近内翼副梁，在第二安装板上设置第二支架，所述旋转舵机安装在第二支架上，所述旋转舵机的输出轴朝向内翼副梁，在内翼副梁上开设有用于容纳旋转舵机输出轴的开口槽，折叠拉杆的首端在开口槽处固定套接在旋转舵机的输出轴上。

5.根据权利要求4所述的一种机翼折叠机构，其特征在于，所述折叠拉杆包括第一拉杆和第二拉杆，所述第一拉杆的首端与旋转舵机的输出轴连接，所述第一拉杆的尾端与第二拉杆的首端铰接，所述第二拉杆的尾端与靠近外翼段外端的外翼副梁铰接。

6.根据权利要求3所述的一种机翼折叠机构，其特征在于，所述直线舵机的执行杆端部设置有推拉板，在推拉板上设置多个沿机翼长度方向延伸的锁定筒，多个锁定筒在加强肋板上穿过，在加强翼肋上设置与多个锁定筒对应配合的多个限位孔，直线舵机的执行杆往复伸缩动作带动推拉板使推拉板上的锁定筒插入加强翼肋上的限位孔或退出加强翼肋上的限位孔。

7.根据权利要求6所述的一种机翼折叠机构，其特征在于，在推拉板上设置三个沿机翼长度方向延伸的锁定筒，三个锁定筒呈水平间隔布置或呈周向三角形布置。

8.根据权利要求6所述的一种机翼折叠机构，其特征在于，在限位孔中设置有与锁定筒配合的自润滑轴套，所述加强肋板通过自润滑轴套与锁定筒外圆周面滑动连接。

9.根据权利要求1所述的一种机翼折叠机构，其特征在于，所述加强翼肋的厚度大于外翼段翼肋的厚度。

10.一种无人机，其特征在于：无人机的机翼采用如权利要求1-9中任一项所述的机翼折叠机构。

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