CN114379766A - 一种伞式滑槽变掠翼转动机构 - Google Patents

一种伞式滑槽变掠翼转动机构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种伞式滑槽变掠翼转动机构，包括伞式传动机构、上连接滑槽板、下连接滑槽板；伞式传动机构包括主轴、第一连杆组件、第二连杆组件、牵动连杆组件、翼根转动组件、主轴套筒；伞式传动机构夹在上连接滑槽板和下连接滑槽板之间，通过支撑柱进行连接；伺服器通过连杆带动主轴套筒在主轴上滑动，再带动第一连杆组件、第二连杆组件、牵动连杆组件、翼根转动组件运动，使无人机实现变掠翼。本发明由单个伺服器即可控制机翼的转动，成本降低、结构可靠，易于维修和更换。同时部件较为简单，大大减少了材料的应用达到了减重的目的，除此之外机构强度高，可以承载飞行器部分结构应力。

Description

一种伞式滑槽变掠翼转动机构
技术领域
本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种变掠翼转动机构。
背景技术
随着无人机以及航模的不断发展进步，航模广泛应用在航拍、农业、植保、自拍、快递运输等等领域，大大的拓展了飞行航模本身的用途。飞行器在执行不同任务时各个飞行阶段保持优异的气动性能时取胜的关键，固定的机翼无法同时满足需求，通常，三角翼超声速性能好，掠翼亚声速性能好，平直翼低速性能好。与后掠翼相比，前掠翼布局可显著减小跨声速阻力并增强机动性，在大迎角下具有良好的失速特性和横航向可控制性。具有指向根部的展向流动特点，因此具有较小的诱导阻力、较高的升力线斜率和较小的所需翼展和弯矩。
飞行器在空中进行前/后掠变换时需要可靠的转动机构。设计的目的是在结构足够坚固的前提下尽可能轻便。众所周知飞机上的空间有限，而且要求转动机构有效高速地完成任务。
传统的变掠翼机构以翼根的液压动作筒为核心部件。如F-14，背部有着结构复杂的箱形结构——翼盒。翼盒两端容纳可变翼翼根转轴。结构和操纵系统复杂，重量较大，不大适合轻型飞机使用。除此之外还有以中心轴承作为转动中心，承力机构为中心承力盒。这种结构对翼根地强度和刚度要求极高而且重量大，成本高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种伞式滑槽变掠翼转动机构，包括伞式传动机构、上连接滑槽板、下连接滑槽板；伞式传动机构包括主轴、第一连杆组件、第二连杆组件、牵动连杆组件、翼根转动组件、主轴套筒；伞式传动机构夹在上连接滑槽板和下连接滑槽板之间，通过支撑柱进行连接；伺服器通过连杆带动主轴套筒在主轴上滑动，再带动第一连杆组件、第二连杆组件、牵动连杆组件、翼根转动组件运动，使无人机实现变掠翼。本发明由单个伺服器即可控制机翼的转动，成本降低、结构可靠，易于维修和更换。同时部件较为简单，大大减少了材料的应用达到了减重的目的，除此之外机构强度高，可以承载飞行器部分结构应力。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种伞式滑槽变掠翼转动机构，包括伞式传动机构、上连接滑槽板、下连接滑槽板和支撑柱；所述上连接滑槽板和下连接滑槽板结构完全相同，上连接滑槽板和下连接滑槽板连接在一起，所述伞式传动机构夹在上连接滑槽板和下连接滑槽板之间；所述上连接滑槽板和下连接滑槽板上设置多个滑槽；
所述伞式传动机构包括主轴、第一连杆组件、第二连杆组件、牵动连杆组件、翼根转动组件、主轴套筒和伺服器安装台；所述第一连杆组件、第二连杆组件、牵动连杆组件和翼根转动组件均包括两个相同的部件，以主轴为对称轴，分布在主轴两侧；
所述主轴顶端设有两个以主轴为对称轴的通孔；所述主轴末端设有限位柱；所述主轴两侧设有直线滑槽，所述主轴套筒安装在主轴两端之间，卡入主轴两侧的直线滑槽中，主轴套筒能沿着主轴滑动；
所述主轴套筒两侧以主轴为对称轴各设一个连接舵角，主轴套筒上部设置一个驱动舵角；
所述第一连杆组件一端与连接舵角通过铰链连接；第一连杆组件另一端与翼根转动组件通过铰链连接，该处铰链销轴的两端作为滑块插入上连接滑槽板和下连接滑槽板上设置的滑槽中，滑块能在滑槽内滑动；
所述第二连杆组件的一端与第一连杆组件的中间位置通过铰链连接，该处铰链销轴的两端作为滑块插入上连接滑槽板和下连接滑槽板上设置的另一个滑槽中，滑块能在另一个滑槽内滑动；第二连杆组件的另一端与主轴顶端的通孔通过铰链连接，该处铰链销轴的两端作为连接柱插入上连接滑槽板和下连接滑槽板上设置的定位孔中；
所述牵动连杆组件一端与第二连杆组件通过铰链连接，牵动连杆组件另一端与翼根转动组件通过铰链连接；所述牵动连杆组件牵动翼根转动组件使翼根转动组件按照固定路径运动；
所述上连接滑槽板和下连接滑槽板上还设有多个定位孔，通过多个支撑柱将上连接滑槽板和下连接滑槽板连接在一起；
所述伺服器安装台固定在主轴上靠近顶端的位置；
将伺服器安装在伺服器安装台上，伺服器通过连杆与驱动舵角连接；所述翼根转动组件与无人机机翼连接；
伺服器工作时，驱动连杆使主轴套筒沿着主轴做往复运动；所述第一连杆组件一端在主轴套筒的带动下沿主轴做往复运动，第一连杆组件的另一端通过滑块在滑槽内沿固定路线往复滑动；所述第二连杆组件一端通过滑块在滑槽内沿固定路线往复滑动，第二连杆组件另一端做以主轴顶端的连接柱为圆心的往复圆弧运动；无人机机翼在翼根转动组件的带动下完成变掠翼。
优选地，所述铰链和铰链销轴分别替换为轴承和轴承销轴。
优选地，所述滑槽的曲线与滑块运动的轨迹相同。
优选地，所述支撑柱的数量为8个。
优选地，所述牵动连杆组件与第一连杆组件的轴线方向平行。
优选地，所述第一连杆组件、第二连杆组件和翼根转动组件上均设有多个减重孔，减轻变掠翼转动机构重量。
优选地，所述翼根转动组件侧面设有T型连接件，用于与机翼连接，提高稳定性。
优选地，所述主轴两侧的直线滑槽为工字型滑槽。
本发明的有益效果如下：
1、本发明由单个伺服器即可控制机翼的转动，成本降低、结构可靠，易于维修和更换。
2、本发明的伞式结构，部件较为简单，大大减少了材料的应用达到了减重的目的，除此之外机构强度高，可以承载飞行器部分结构应力。
3、本发明的滑槽式式设计大大提高了机翼转动的精度，控制了转动机构的转动位置。
4、本发明翼根转动组件的T型设计将转动机构与飞行器机翼翼根高度配合。
附图说明
图1为本发明伞式传动机构的结构图。
图2为本发明变掠翼转动机构拆去上连接滑槽板的结构图。
图3为本发明上下连接滑槽板架体结构图。
图4为本发明下连接滑槽板的平面图。
图5为本发明主轴的结构图。
图6为本发明翼根转动组件的结构图。
图7为本发明驱动组件的结构图。
图8为本发明滑槽与滑块的结构图。
图9为本发明减重孔分布图。
图中，1.主轴，2.第一连杆组件，3.第二连杆组件，4.伺服器安装台，5.牵动连杆组件，6.翼根转动组件，7.主轴套筒，8.限位柱，9.通孔，10.连接柱，11.支撑柱，12.滑块，14.滑槽，16.直线滑槽，17.翼根转动组件T型连接件，19.连接舵角，20.驱动舵角，21.减重孔。
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。
一种伞式滑槽变掠翼转动机构，包括伞式传动机构、上连接滑槽板、下连接滑槽板和支撑柱11；所述上连接滑槽板和下连接滑槽板结构完全相同，上连接滑槽板和下连接滑槽板连接在一起，所述伞式传动机构夹在上连接滑槽板和下连接滑槽板之间；所述上连接滑槽板和下连接滑槽板上设置多个滑槽14；
所述伞式传动机构包括主轴1、第一连杆组件2、第二连杆组件3、牵动连杆组件5、翼根转动组件6、主轴套筒7和伺服器安装台4；所述第一连杆组件2、第二连杆组件3、牵动连杆组件5和翼根转动组件6均包括两个相同的部件，以主轴1为对称轴，分布在主轴1两侧；
所述主轴1顶端设有两个以主轴1为对称轴的通孔9；所述主轴1末端设有限位柱8；所述主轴1两侧设有直线滑槽，所述主轴套筒7安装在主轴1两端之间，卡入主轴1两侧的直线滑槽中，主轴套筒7能沿着主轴1滑动；
所述主轴套筒7两侧以主轴1为对称轴各设一个连接舵角19，主轴套筒7上部设置一个驱动舵角20；
所述第一连杆组件2一端与连接舵角19通过铰链连接；第一连杆组件2另一端与翼根转动组件6通过铰链连接，该处铰链销轴的两端作为滑块12插入上连接滑槽板和下连接滑槽板上设置的滑槽14中，滑块12能在滑槽14内滑动；
所述第二连杆组件3的一端与第一连杆组件2的中间位置通过铰链连接，该处铰链销轴的两端作为滑块12插入上连接滑槽板和下连接滑槽板上设置的另一个滑槽14中，滑块12能在另一个滑槽14内滑动；第二连杆组件3的另一端与主轴1顶端的通孔通过铰链连接，该处铰链销轴的两端作为连接柱10插入上连接滑槽板和下连接滑槽板上设置的定位孔中；
所述牵动连杆组件5一端与第二连杆组件3通过铰链连接，牵动连杆组件5另一端与翼根转动组件6通过铰链连接；所述牵动连杆组件5牵动翼根转动组件6使翼根转动组件6按照固定路径运动。
所述上连接滑槽板和下连接滑槽板上还设有多个定位孔，通过多个支撑柱11将上连接滑槽板和下连接滑槽板连接在一起；
所述伺服器安装台固定在主轴1上靠近顶端的位置；
将伺服器安装在伺服器安装台4上，伺服器通过连杆与驱动舵角连接；所述翼根转动组件6与无人机机翼连接；
伺服器工作时，驱动连杆使主轴套筒7沿着主轴做往复运动；所述第一连杆组件2一端在主轴套筒7的带动下沿主轴做往复运动，第一连杆组件2的另一端通过滑块12在滑槽14内沿固定路线往复滑动；所述第二连杆组件3一端通过滑块12在滑槽14内沿固定路线往复滑动，第二连杆组件3另一端做以主轴1顶端的连接柱10为圆心的往复圆弧运动；无人机机翼在翼根转动组件6的带动下完成变掠翼。
优选地，所述铰链和铰链销轴分别替换为轴承和轴承销轴。
优选地，所述滑槽14的曲线与滑块12运动的轨迹相同。
通过滑块12与滑槽14的配合，使得变掠翼转动机构精确定位转动。
优选地，所述支撑柱11的数量为8个。
优选地，所述牵动连杆组件5与第一连杆组件2的轴线方向平行。
优选地，所述第一连杆组件2、第二连杆组件3和翼根转动组件6上均设有多个减重孔21，减轻变掠翼转动机构重量。
优选地，所述翼根转动组件6侧面设有T型连接件17，用于与机翼连接，提高稳定性。
优选地，所述主轴1两侧的直线滑槽16为工字型滑槽。
本发明的转动机构可以通过单个伺服器的往复运动达到机翼转动的目的，可以通过改变安装的位置达到可变前掠或者可变后掠的目的。

Claims (8)

1.一种伞式滑槽变掠翼转动机构，其特征在于，包括伞式传动机构、上连接滑槽板、下连接滑槽板和支撑柱；所述上连接滑槽板和下连接滑槽板结构完全相同，上连接滑槽板和下连接滑槽板连接在一起，所述伞式传动机构夹在上连接滑槽板和下连接滑槽板之间；所述上连接滑槽板和下连接滑槽板上设置多个滑槽；
所述伞式传动机构包括主轴、第一连杆组件、第二连杆组件、牵动连杆组件、翼根转动组件、主轴套筒和伺服器安装台；所述第一连杆组件、第二连杆组件、牵动连杆组件和翼根转动组件均包括两个相同的部件，以主轴为对称轴，分布在主轴两侧；
所述主轴顶端设有两个以主轴为对称轴的通孔；所述主轴末端设有限位柱；所述主轴两侧设有直线滑槽，所述主轴套筒安装在主轴两端之间，卡入主轴两侧的直线滑槽中，主轴套筒能沿着主轴滑动；
所述主轴套筒两侧以主轴为对称轴各设一个连接舵角，主轴套筒上部设置一个驱动舵角；
所述第一连杆组件一端与连接舵角通过铰链连接；第一连杆组件另一端与翼根转动组件通过铰链连接，该处铰链销轴的两端作为滑块插入上连接滑槽板和下连接滑槽板上设置的滑槽中，滑块能在滑槽内滑动；
所述第二连杆组件的一端与第一连杆组件的中间位置通过铰链连接，该处铰链销轴的两端作为滑块插入上连接滑槽板和下连接滑槽板上设置的另一个滑槽中，滑块能在另一个滑槽内滑动；第二连杆组件的另一端与主轴顶端的通孔通过铰链连接，该处铰链销轴的两端作为连接柱插入上连接滑槽板和下连接滑槽板上设置的定位孔中；
所述牵动连杆组件一端与第二连杆组件通过铰链连接，牵动连杆组件另一端与翼根转动组件通过铰链连接；所述牵动连杆组件牵动翼根转动组件使翼根转动组件按照固定路径运动；
所述上连接滑槽板和下连接滑槽板上还设有多个定位孔，通过多个支撑柱将上连接滑槽板和下连接滑槽板连接在一起；
所述伺服器安装台固定在主轴上靠近顶端的位置；
将伺服器安装在伺服器安装台上，伺服器通过连杆与驱动舵角连接；所述翼根转动组件与无人机机翼连接；
伺服器工作时，驱动连杆使主轴套筒沿着主轴做往复运动；所述第一连杆组件一端在主轴套筒的带动下沿主轴做往复运动，第一连杆组件的另一端通过滑块在滑槽内沿固定路线往复滑动；所述第二连杆组件一端通过滑块在滑槽内沿固定路线往复滑动，第二连杆组件另一端做以主轴顶端的连接柱为圆心的往复圆弧运动；无人机机翼在翼根转动组件的带动下完成变掠翼。
2.根据权利要求1所述的一种伞式滑槽变掠翼转动机构，其特征在于，所述铰链和铰链销轴分别替换为轴承和轴承销轴。
3.根据权利要求1所述的一种伞式滑槽变掠翼转动机构，其特征在于，所述滑槽的曲线与滑块运动的轨迹相同。
4.根据权利要求1所述的一种伞式滑槽变掠翼转动机构，其特征在于，所述支撑柱的数量为8个。
5.根据权利要求1所述的一种伞式滑槽变掠翼转动机构，其特征在于，所述牵动连杆组件与第一连杆组件的轴线方向平行。
6.根据权利要求1所述的一种伞式滑槽变掠翼转动机构，其特征在于，所述第一连杆组件、第二连杆组件和翼根转动组件上均设有多个减重孔，减轻变掠翼转动机构重量。
7.根据权利要求1所述的一种伞式滑槽变掠翼转动机构，其特征在于，所述翼根转动组件侧面设有T型连接件，用于与机翼连接，提高稳定性。
8.根据权利要求1所述的一种伞式滑槽变掠翼转动机构，其特征在于，所述主轴两侧的直线滑槽为工字型滑槽。
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