CN114313256A - 一种仿鸟的折叠机翼机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仿鸟的折叠机翼机构，它包括：底座和滑块，所述的滑块与短连杆A的一端通过铰链A铰接，短连杆A的另一端通过铰链C与短连杆B的端部铰接，短连杆B的中间处和端部分别与短连杆D和短连杆C的中间处通过铰链D和铰链I铰接，所述的短连杆D和短连杆C的一端与长连杆B通过铰链E和铰链铰接，长连杆B的端部设有端部铰链，短连杆D和短连杆C的另一端与长连杆A通过铰链G和铰链H铰接，所述的长连杆A通过铰链J铰接在底座的端部，长连杆A和短连杆A的中间处通过铰链B铰接在一起，该机构结构简单，精度高，能够满足起飞的高升力要求，降落的高升以及阻力要求，同时也能满足平飞时的高升阻比要求，小展弦比能满足高速飞行。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器领域，具体是一种仿鸟的折叠机翼机构。
背景技术
鸟类在空中飞行以及鱼类在水下游动都有很高的推进效率。鸟类翅膀扑动时的扭转以及鱼类的摆动是其高效推进的来源，鸟类的飞行以及鱼类的游动是由作用于其上的气动力或水动力所决定的。匀速飞行或游动时，作用于动物的气动力或水动力决定了其运动速度和所需的能耗，运动受到扰动时或动物希望做机动运动时，气动力或水动力随时间的变化特性决定了运动的稳定性和机动性。了解动物外部表面产生气动力和水动力的机制和规律，可为发展新型飞行器和水下航行器提供仿生学指导。
传统的飞行器设计通常采用前缘缝翼、后缘襟翼、变后掠角、变翼型弯度、变展长等方法改变机翼外形，以适应起降、巡航和高速飞行等不同的飞行状态，力求获得比较理想的性能。但这种方法机构复杂、功能受限、效率较低，难以适应较广范围飞行条件的变化。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供的一种仿鸟的折叠机翼机构，该机构结构简单，精度高，能够满足起飞的高升力要求，降落的高升以及阻力要求，同时也能满足平飞时的高升阻比要求，小展弦比能满足高速飞行。
技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种仿鸟的折叠机翼机构，它包括：与内段翼固连的底座和套设在底座上且在底座上做直线滑动的滑块，所述的滑块与短连杆A的一端通过铰链A铰接，短连杆A的另一端通过铰链C与短连杆B的端部铰接，短连杆B的中间处和端部分别与短连杆D和短连杆C的中间处通过铰链D和铰链I铰接，所述的短连杆D和短连杆C的一端与长连杆B通过铰链E和铰链铰接，长连杆B的端部设有端部铰链，短连杆D和短连杆C的另一端与长连杆A通过铰链G和铰链H铰接，所述的长连杆A通过铰链J铰接在底座的端部，长连杆A和短连杆A的中间处通过铰链B铰接在一起。
作为本发明的进一步优选，所述的除端部铰链外的其他铰链都均匀分布在各个长连杆和短连杆上，从而使各短连杆之间形成的四边形均为菱形。
作为本发明的进一步优选，所述的长连杆B的长度是各短连杆长度的两倍，从而使机翼面积达到最大。
作为本发明的进一步优选，所述的短连杆A和短连杆B之间设有夹角α。
作为本发明的进一步优选，所述的铰链J、铰链C、铰链E、端部铰链、铰链H、铰链G和铰链A围成机翼面积S，
S＝sinα。
作为本发明的进一步优选，所述的夹角α为90°时，机翼面积S最大。
作为本发明的进一步优选，所述的滑块上设有用于限制滑块在底座上滑动的锁止机构，当需要限制滑块在底座上的位置时，开启锁止机构，从而限定机翼面积，所述的锁止机构为蜗轮蜗杆机构，棘轮机构，螺纹副机构，卡簧机构，止动片机构等，由于锁止机构为现有技术，此处不做重复说明。
作为本发明的进一步优选，在机翼面积上包覆弹性蒙皮材料且在铰链J、铰链C、铰链E、端部铰链、铰链H、铰链G和铰链A的位置进行固定,弹性蒙皮材料采用柔性蜂窝结构覆盖超弹性形状记忆合金。
作为本发明的进一步优选，当滑块向上滑动时，减小铰链A与铰链J之间的距离，机翼横向伸展；滑块向下滑动，增加铰链A与铰链J之间的距离，机翼横向收缩。
有益效果：本发明所述的一种仿鸟的折叠机翼机构，与现有技术相比，具有以下优点：
1、机翼折叠控制方式简单，精度高，工作稳定可靠；
2、大翼面积能满足起飞的高升力要求，降落的高升、阻力要求；
3、大展弦比能满足平飞时的高升阻比要求，小展弦比能满足高速飞行；
4、通过改变两侧机翼展弦比来改变两侧机翼升力分布从而实现俯仰和滚转。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明机翼面积示意图；
图3为本发明横向收缩的结构示意图；
图4为本发明横向伸展的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，进一步阐明本发明。
如图1所示，本发明所述的一种仿鸟的折叠机翼机构，包括底座1，滑块2，铰链A3，铰链J4，短连杆A5，长连杆A6，铰链B7，铰链G8，铰链C9，短连杆D10，短连杆B11，铰链D12，铰链H13，短连杆C14，铰链I15，铰链E16，铰链F17，长连杆B18，端部铰链19。
底座1与内段翼固连，滑块2套设在底座1上且在底座1上做直线滑动的，滑块2上设有用于限制滑块2在底座1上直线滑动的锁止机构。
滑块2与短连杆A5的一端通过铰链A3铰接，短连杆A5的另一端通过铰链C9与短连杆B11的端部铰接，短连杆B11的中间处和端部分别与短连杆D10和短连杆C14的中间处通过铰链D12和铰链I15铰接，所述的短连杆D10和短连杆C14的一端与长连杆B18通过铰链E16和铰链17铰接，长连杆B18的端部设有端部铰链19，短连杆D10和短连杆C14的另一端与长连杆A6通过铰链G8和铰链H13铰接，所述的长连杆A6通过铰链J4铰接在底座1的端部，长连杆A6和短连杆A5的中间处通过铰链B7铰接在一起。
实施例
通过弹性蒙皮材料将铰链J4、铰链C9、铰链E16、端部铰链19、铰链H13、铰链G8和铰链A3包覆在一起，且在上述铰链的位置进行固定。
当各短连杆尺寸选取为1m，铰链17与铰链19之间距离为3m，则各个边长为1m的连杆之间形成的四边形全部为菱形，机翼面积则如图2虚线包围部分所示，可由菱形的内角α唯一确定，其面积S表示为：
S＝sinα
由公式可知，内角α为90°时机翼具有最大翼面积，当α＝90°，机翼面积最大时的状态。
当滑块2向上滑动，减小铰链3与铰链4之间的距离，机翼横向伸展，纵向收缩的大展弦比状态如图3所示；
当滑块2向下滑动，铰链A3和铰链J4之间的距离变大，使夹角α无限接近90°，机翼横向收缩，纵向伸展的小展弦比状态如图4所示。
上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种仿鸟的折叠机翼机构，其特征在于：它包括：与内段翼固连的底座(1)和套设在底座(1)上且在底座(1)上做直线滑动的滑块(2)，所述的滑块(2)与短连杆A(5)的一端通过铰链A(3)铰接，短连杆A(5)的另一端通过铰链C(9)与短连杆B(11)的端部铰接，短连杆B(11)的中间处和端部分别与短连杆D(10)和短连杆C(14)的中间处通过铰链D(12)和铰链I(15)铰接，所述的短连杆D(10)和短连杆C(14)的一端与长连杆B(18)通过铰链E(16)和铰链(17)铰接，长连杆B(18)的端部设有端部铰链(19)，短连杆D(10)和短连杆C(14)的另一端与长连杆A(6)通过铰链G(8)和铰链H(13)铰接，所述的长连杆A(6)通过铰链J(4)铰接在底座(1)的端部，长连杆A(6)和短连杆A(5)的中间处通过铰链B(7)铰接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种仿鸟的折叠机翼机构，其特征在于：除端部铰链(19)外的其他铰链都均匀分布在各个长连杆和短连杆上。
3.根据权利要求1所述的一种仿鸟的折叠机翼机构，其特征在于：所述的长连杆B(18)的长度是各短连杆长度的两倍。
4.根据权利要求1所述的一种仿鸟的折叠机翼机构，其特征在于：所述的短连杆之间形成的四边形均为菱形。
5.根据权利要求1所述的一种仿鸟的折叠机翼机构，其特征在于：所述的短连杆A(5)和短连杆B(11)之间设有夹角α。
6.根据权利要求1所述的一种仿鸟的折叠机翼机构，其特征在于：所述的铰链J(4)、铰链C(9)、铰链E(16)、端部铰链(19)、铰链H(13)、铰链G(8)和铰链A(3)围成机翼面积S，
S＝sinα。
7.根据权利要求6所述的一种仿鸟的折叠机翼机构，其特征在于：所述的夹角α为90°时，机翼面积S最大。
8.根据权利要求1所述的一种仿鸟的折叠机翼机构，其特征在于：在机翼面积上包覆弹性蒙皮材料且在铰链J(4)、铰链C(9)、铰链E(16)、端部铰链(19)、铰链H(13)、铰链G(8)和铰链A(3)的位置进行固定。
9.根据权利要求1所述的一种仿鸟的折叠机翼机构，其特征在于：所述的滑块(2)上设有用于限制滑块(2)在底座(1)上滑动的锁止机构。
10.根据权利要求1所述的一种仿鸟的折叠机翼机构，其特征在于：当滑块(2)向上滑动时，减小铰链A(3)与铰链J(4)之间的距离，机翼横向伸展；滑块(2)向下滑动，增加铰链A(3)与铰链J(4)之间的距离，机翼横向收缩。
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