CN114537640A - 一种双自由度折叠翼机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双自由度折叠翼机构，包括机体和机翼，在机体和机翼之间设置机翼展开折叠机构，所述机翼通过机翼展开折叠机构安装在机体上，机翼展开折叠机构为双自由度折叠机构，机翼展开折叠机构包括支座、折叠臂杆以及驱动折叠臂杆展开的拉簧，在支座一侧对应于安装折叠臂杆的位置处设置有机翼锁紧机构，在机翼和机翼展开折叠机构之间还设置有用于驱动机翼轴向翻转的轴向翻转折叠机构。本申请解决了单自由度折叠机构的机翼气动性能差，不适合中高速飞行的问题。本申请采用双自由度折叠翼机构，具有气动性能好，折叠展开和锁紧可靠，适合应用于中高速筒式飞行器。

Description

一种双自由度折叠翼机构

技术领域

本申请属于航空飞行器技术领域，具体涉及一种双自由度折叠翼机构。

背景技术

随着航空航天领域的迅速发展，筒式飞行器因其体积小，携带方便，灵活度高得到推广和应用。筒式飞行器对于是折叠翼展开锁定机构的要求较高，要求折叠翼展开锁定机构展开可靠迅速，运动界面之间摩擦阻力尽量小。

授权公告号为CN211223838U的专利公开了一种折叠翼机构，包括折叠翼、用于为折叠翼的展开提供动力、展开绝限限制的折叠机构；折叠机构包括限位缓冲柱；折叠翼展开至绝限时候均被限位缓冲柱卡档。中心臂扭簧驱动上下翼同时展开，锁销组件为翼面张开后的锁定机构。

目前筒式飞行器折叠翼机构多采用单自由度折叠机构形式，但是单自由度折叠翼机构展开后翼面和机体的过渡曲线不顺滑，气动外形和气动性能比较差，不适合中高速飞行的筒式飞行器。

针对目前筒式飞行器存在的问题，设计一种气动性能好，折叠性能可靠，适于中高速筒式飞行器折叠翼结构成为目前需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种双自由度折叠翼机构，解决了单自由度折叠机构的机翼气动性能差，不适合中高速飞行的问题。本申请采用双自由度折叠翼机构，气动性能好，折叠展开和锁紧可靠。

为解决上述问题，本申请所采用的技术方案是：

一种双自由度折叠翼机构，包括机体和机翼，在机体和机翼之间设置机翼展开折叠机构，所述机翼通过机翼展开折叠机构安装在机体上，机翼展开折叠机构为双自由度折叠机构。

为进一步优化，本申请在如下方面做了改进：

在一些实施例中，所述机翼包括机翼本体以及安装在机翼本体上机翼预埋件。

在一些实施例中，所述机翼展开折叠机构包括支座和折叠臂杆，支座安装在机体上，折叠臂杆通过转轴转动安装在支座上，在折叠臂杆一端设置有拉簧，另一端连接机翼；在机体内设置拉簧支耳，折叠臂杆通过拉簧连接拉簧支耳；在所述支座一侧对应于安装折叠臂杆的位置处设置机翼锁紧机构。

在一些实施例中，所述的机翼锁紧机构包括展开锁紧机构和折叠锁紧机构。

在一些实施例中，所述展开锁紧机构包括设置在支座一侧的销孔以及设置在销孔内的锁紧销。所述折叠锁紧机构包括锁钩，锁钩通过锁钩销连接在支座上，锁钩与折叠臂杆上设置的沟槽对应设置；对应于锁钩设置有锁紧弹簧，锁紧弹簧的一端顶置在锁钩上，另一端插置于支座上设置的容纳槽内。

在一些实施例中，所述折叠臂杆上设置有机翼解锁机构，机翼解锁机构与折叠锁紧机构配合设置。

在一些实施例中，所述的机翼解锁机构为解锁顶销，所述解锁顶销安装在机翼预埋件上设置的销孔内。

在一些实施例中，在机翼和机翼展开折叠机构之间设置轴向翻转折叠机构，所述轴向翻转折叠机构包括翻转轴和翻转弹簧，所述翻转轴安装在机翼预埋件上，机翼预埋件通过翻转轴连接折叠臂杆，所述翻转弹簧安装在翻转轴上，翻转弹簧的一端顶置在折叠臂杆，另一端顶置在机翼预埋件上。

在一些实施例中，对应于轴向翻转折叠机构设置翻转锁紧机构，所述翻转锁紧机构包括锁紧扭簧和扭簧卡扣，锁紧扭簧安装在折叠臂杆上，锁紧扭簧的一端通过固定螺钉固定在折叠臂杆上设置的安装槽内，锁紧扭簧的另一端与扭簧卡扣滑动配合安装，所述的扭簧卡扣上设置扭簧卡扣槽。

发明的有益效果是：

1. 本发明一种双自由度折叠翼机构的机翼展开折叠机构采用了双自由度折叠机构，在实现纵向展开折叠的同时实现了机翼轴向的展开和翻转折叠，上述结构相对于单自由度折叠翼机构设计，机翼翼面和机体过渡更加顺滑，气动性能更好，可以满足中高速飞行的筒式飞行器的使用要求。

2.本发明一种双自由度折叠翼机构中设置机翼解锁机构，机翼折叠机构的机翼解锁机构配合折叠锁紧机构实现了机翼自动解锁展开。机翼的纵向展开解锁驱动力来源于机翼轴向翻转折叠机构翻转驱动力，无需额外增加驱动机构，在不增加展开驱动机构的情况下实现了机翼纵向展开解锁。

3.本发明一种双自由度折叠翼机构设置展开锁紧机构和翻转锁紧机构用于实现机翼纵向和翻转展开后的锁紧，保证机翼纵向展开和机翼轴线翻转展开后机身运行的平稳性，有效避免了机翼双自由度展开过程中机翼发生晃动。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1中A的局部放大图；

图3是本发明中机翼纵向展开时的结构示意图；

图4图3中B的局部放大图；

图5图3的局部剖视图；

图6是本发明中机翼纵向折叠时的局部剖视图；

图7是本发明中机翼纵向折叠时的俯视图；

图8是本发明中机翼纵向折叠时的侧视图；

图9是本发明中机翼纵向和轴向完全折叠时的俯视图；

图10是本发明中机翼纵向和轴向完全折叠时的侧视图。

附图标记说明：

图中：1、机体；2、机翼；21、机翼本体；22、机翼预埋件； 3、机翼展开折叠机构；31、支座；311、容纳槽；32、折叠臂杆；33、拉簧；321、沟槽；322、安装槽； 4、拉簧支耳； 5、机翼锁紧机构；51、展开锁紧机构；511、销孔；512、锁紧销； 52、折叠锁紧机构；521、锁钩； 6、锁紧弹簧；7、机翼解锁机构；8、轴向翻转折叠机构；81、翻转轴；82、翻转弹簧；9、翻转锁紧机构；91、锁紧扭簧；92、扭簧卡扣；921、扭簧卡扣槽。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。

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，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-10所示，本发明公开了一种双自由度折叠翼机构，包括机体1和机翼2，机翼2包括机翼本体21以及安装在机翼本体21上机翼预埋件22,机翼预埋件22胶接固定在机翼本体21上。

机翼2设置为四个，四个机翼2沿机体1呈环形阵列分布，分别对应安装在机体1上。机体1和四个机翼2均采用复合材料，复合材料选用碳纤维、玻璃纤维和树脂三种材料的融合。采用上述三种材料相融合的复合材料既可以保证所需的强度，又可以减轻机身和机翼的质量。

在机体1和机翼2之间设置用于驱动机翼2展开和折叠的机翼展开折叠机构3，机翼2通过机翼展开折叠机构3安装在机体1上，机翼展开折叠机构3为双自由度折叠机构，既可以实现机翼的纵向和轴向的展开，也可以实现机翼的纵向折叠和轴向翻转折叠。

机翼展开折叠机构3上设置支座31和折叠臂杆32，支座31通过螺钉安装在机体1上，折叠臂杆32一端通过转轴转动安装在支座31上，机翼纵向展开或折叠时，折叠臂杆带动机翼沿转轴发生相对转动，实现机翼的纵向展开或者折叠。

在折叠臂杆32一端设置有拉簧33，另一端连接机翼2。在机体1内设置拉簧支耳4，折叠臂杆32通过拉簧33连接拉簧支耳4，拉簧33为机翼的展开提供纵向展开动力。

在所述支座31一侧对应于安装折叠臂杆32的位置处设置机翼锁紧机构5，机翼锁紧机构5包括展开锁紧机构51和折叠锁紧机构52。

展开锁紧机构是为了避免机翼在展开后发生回弹和晃动而进行设计的限位机构，展开锁紧机构51包括设置在支座31一侧的销孔511以及设置在销孔内511的锁紧销512。锁紧销512为可伸缩弹簧销，可伸缩弹簧销固定在支座上。

机翼纵向展开时，折叠臂杆可以单向通过可伸缩弹簧销，通过后可伸缩弹簧的销钉滑出，在机翼展开到位后对折叠臂杆进行锁定，限制其回弹，避免晃动。

折叠锁紧机构为了避免机翼纵向折叠后，避免自行展开而设计的限位机构，折叠锁紧机构52包括锁钩521，锁钩521通过锁钩销连接在支座31上，锁钩521与折叠臂杆32上设置的沟槽321对应设置。机翼纵向折叠时，锁钩521钩挂在折叠臂杆32的沟槽321内，机翼纵向折叠时，锁钩起到对折叠臂杆纵向锁定的作用，限制机翼折叠后自行展开。

对应于设置锁钩521的位置处设有锁紧弹簧6，锁紧弹簧6的一端顶置在锁钩521上，另一端插置于支座31上设置的容纳槽311内，锁紧弹簧给锁钩提供锁紧力矩，起到对折叠臂杆纵向展开锁定的作用，保证其在翻转展开完成前不进行纵向展开。

机翼纵向折叠后折叠锁紧机构会对机翼进行锁紧，在飞行过程中机翼需要先行解锁后才能展开，为实现解锁在折叠臂杆32上设置有机翼解锁机构7，机翼解锁机构7与折叠锁紧机构52配合设置。本实施例中，机翼解锁机构7为解锁顶销，解锁顶销安装在折叠臂杆32上设置的销孔内，可以在销孔内滑动，随着翻转展开完成，解锁顶销在机翼预埋件上设置的凸块的作用下向外滑动挤压锁钩，使锁钩绕转轴转动，锁钩脱离沟槽，所购解锁，折叠臂杆在拉簧作用下完成纵向展开。

本实施例中，机翼在实现纵向折叠展开的同时，相对机身还可以进行轴向翻转折叠展开。

为实现轴向的翻转折叠展开，在机翼2和机翼展开折叠机构3之间设置轴向翻转折叠机构8，所述轴向翻转折叠机构8包括翻转轴81和翻转弹簧82，所述翻转轴81安装在机翼预埋件22上，机翼预埋件22通过翻转轴81连接折叠臂杆32，翻转弹簧82安装在翻转轴81上，翻转弹簧82的一端顶置在折叠臂杆32，另一端顶置在机翼预埋件22上。

对应于轴向翻转折叠机构8设置翻转锁紧机构9，翻转锁紧机构9设置锁紧扭簧91和扭簧卡扣92，锁紧扭簧91安装在折叠臂杆32上，锁紧扭簧91的一端通过固定螺钉固定在折叠臂杆32上设置的安装槽322内，安装槽322设置在折叠臂杆32的侧部，锁紧扭簧91的另一端与扭簧卡扣92滑动配合安装，所述的扭簧卡扣92上设置扭簧卡扣槽921用于卡置锁紧扭簧。

在机翼轴向翻转展开时，翻转弹簧作为机翼翻转运动的动力源为机翼翻转展开提供翻转力矩，在翻转展开的过程中折叠臂杆固定不动，锁紧扭簧在扭簧卡扣表面滑动，展开到位时锁紧扭簧的一端卡入扭簧卡扣槽内，实现对翻转展开的锁定。

该双自由度折叠机构从折叠状态到展开状态运动过程如下：机翼在接触限制后在翻转弹簧的作用下绕着翻转轴开始转动，转到极限位置后锁紧扭簧卡入扭簧卡扣内，限制翻转运动，实现机翼轴线翻转展开。

机翼在翻转展开同时会带动解锁顶销向下运动，压下锁钩，在翻转到位时锁钩被完全压下，实现展开解锁，在拉簧的作用下折叠臂杆带着机翼一起绕着转轴纵向展开运动，展开到位后可伸缩弹簧销对其锁死，完成整个展开运动。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双自由度折叠翼机构，其特征在于，包括机体和机翼，在机体和机翼之间设置机翼展开折叠机构，所述机翼通过机翼展开折叠机构安装在机体上，机翼展开折叠机构为双自由度折叠机构。

2.根据权利要求1所述的一种双自由度折叠翼机构，其特征在于，所述机翼包括机翼本体以及安装在机翼本体上机翼预埋件。

3.根据权利要求1所述的一种双自由度折叠翼机构，其特征在于，所述机翼展开折叠机构包括支座和折叠臂杆，支座安装在机体上，折叠臂杆通过转轴转动安装在支座上，在折叠臂杆一端设置有拉簧，另一端连接机翼；在机体内设置拉簧支耳，折叠臂杆通过拉簧连接拉簧支耳；在所述支座一侧对应于安装折叠臂杆的位置处设置机翼锁紧机构。

4.根据权利要求3所述的一种双自由度折叠翼机构，其特征在于，所述的机翼锁紧机构包括展开锁紧机构和折叠锁紧机构。

5.根据权利要求4所述的一种双自由度折叠翼机构，其特征在于，所述展开锁紧机构包括设置在支座一侧的销孔以及设置在销孔内的锁紧销。

6.根据权利要求4所述的一种双自由度折叠翼机构，其特征在于，所述折叠锁紧机构包括锁钩，锁钩通过锁钩销连接在支座上，锁钩与折叠臂杆上设置的沟槽对应设置；对应于锁钩设置有锁紧弹簧，锁紧弹簧的一端顶置在锁钩上，另一端插置于支座上设置的容纳槽内。

7.根据权利要求3所述的一种双自由度折叠翼机构，其特征在于，所述折叠臂杆上设置有机翼解锁机构，机翼解锁机构与折叠锁紧机构配合设置。

8.根据权利要求7所述的一种双自由度折叠翼机构，其特征在于，所述的机翼解锁机构为解锁顶销，所述解锁顶销安装在机翼预埋件上设置的销孔内。

9.根据权利要求1所述的一种双自由度折叠翼机构，其特征在于，在机翼和机翼展开折叠机构之间设置轴向翻转折叠机构，所述轴向翻转折叠机构包括翻转轴和翻转弹簧，所述翻转轴安装在机翼预埋件上，机翼预埋件通过翻转轴连接折叠臂杆，所述翻转弹簧安装在翻转轴上，翻转弹簧的一端顶置在折叠臂杆，另一端顶置在机翼预埋件上。

10.根据权利要求9所述的一种双自由度折叠翼机构，其特征在于，对应于轴向翻转折叠机构设置翻转锁紧机构，所述翻转锁紧机构包括锁紧扭簧和扭簧卡扣，锁紧扭簧安装在折叠臂杆上，锁紧扭簧的一端通过固定螺钉固定在折叠臂杆上设置的安装槽内，锁紧扭簧的另一端与扭簧卡扣滑动配合安装，所述的扭簧卡扣上设置扭簧卡扣槽。

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