CN115056967A - 一种双轴旋转折叠的刚性机翼及使用方法 - Google Patents
一种双轴旋转折叠的刚性机翼及使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了包括一种双轴旋转折叠的刚性机翼,包括在机身的两侧,左右对称地由内向外分别设有一组机身翼、内翼和外翼;机身翼的内侧与机身固定连接,内翼的内侧与机身翼的外侧、内翼的外侧与外翼的内侧均为旋转连接,内翼相对机身翼为竖向旋转,旋转轴在水平面上且与机身轴线垂直,外翼相对内翼为竖向旋转,旋转轴在水平面上且与机身轴线平行;机身翼和内翼之间设有内翼展开锁紧装置,内翼和外翼之间设有外翼展开锁紧装置。本发明还同时提供了一种双轴旋转折叠的刚性机翼的使用方法。本发明解决了刚性无人机机翼的折叠问题,减小无人机的存储空间,且可以仅外翼折叠或内翼外翼同时折叠,适应不同高度、宽度尺寸的无人机存放空间。
Description
技术领域
本发明涉及机翼结构设计领域,具体是一种双轴旋转折叠的刚性机翼及使用方法。
背景技术
针对刚性翼,现有折叠机翼技术大多基于上单翼及下单翼布局的无人机进行设计。对于中单翼无人机,简单的“一字旋转”和“V字旋转”等纵向折叠方案无法满足,横向折叠无人机所占存储空间较大。在设计横向折叠时为了避免结构干涉,会通过将铰链安装在机翼外侧来解决,但同时也影响了机翼外形从而影响机翼气动性能。
专利号为CN202110922390.8的发明和CN202110311391.9的发明,均针对薄机翼折叠的,应用上有一定的限制,且二个发明的折叠机翼都只有横向折叠,从而使得折叠后存放空间的尺寸上也有一定的限制。
因此,需要能改进上述缺陷的针对无人机的折叠机翼设计。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种双轴旋转折叠的刚性机翼及使用方法,用于解决刚性中单翼无人机机翼的折叠问题,减小无人机的存储空间。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种双轴旋转折叠的刚性机翼,包括在机身的两侧,左右对称地由内向外分别设有一组机身翼、内翼和外翼;机身翼的内侧与机身固定连接,内翼的内侧与机身翼的外侧、内翼的外侧与外翼的内侧均为旋转连接,内翼相对机身翼为竖向旋转,旋转轴在水平面上且与机身轴线垂直,外翼相对内翼为竖向旋转,旋转轴在水平面上且与机身轴线平行;
所述机身翼和内翼之间设有内翼展开锁紧装置,所述内翼和外翼之间设有外翼展开锁紧装置。
作为本发明的一种双轴旋转折叠的刚性机翼的改进:
所述机身翼内部沿纵向设有0号肋板和1号肋板,所述内翼的内部沿纵向设有2号肋板和3号肋板,所述外翼的内部沿纵向设有4号肋板、5号肋板、6号肋板和翼尖肋,0号肋板、1号肋板、2号肋板、3号肋板、4号肋板、5号肋板、6号肋板和翼尖肋依次由内向外相互平行设置;
2号肋板通过一个横向的槽型內翼连接梁和3号肋板形成工字形结构,在3号肋板上设有一个竖向的U形开口,槽型內翼连接梁凹槽的开口端与3号肋板上的U形开口相接且与3号肋板固定连接,另一端与2号肋板固定连接;
4号肋板、5号肋板、6号肋板和翼尖肋之间横向地设有外翼梁,且分别与外翼梁为固定连接。
作为本发明的一种双轴旋转折叠的刚性机翼的进一步改进:
所述0号肋板的侧壁上设有限位器,限位器为3/4圆环,与0号肋板固定连接;所述1号肋板上设有通孔,在通孔处设有轴承,轴承的外圈与1号肋板固定连接;
所述机身翼内部横向地设有跨机身转动梁,跨机身转动梁一端与2号肋板固定连接,另一端通过齿轮副与电机传动连接;跨机身转动梁的梁身穿过轴承、0号肋板和限位器,跨机身转动梁与0号肋板、限位器均为间隙配合,与轴承的内圈固定连接;在跨机身转动梁上设有一个限位轴,限位轴与跨机身转动梁相互垂直且固定连接,限位轴与限位器开口的一侧端面相贴。
作为本发明的一种双轴旋转折叠的刚性机翼的进一步改进:
所述槽型內翼连接梁的凹槽内设有外翼连接梁,外翼连接梁的尾端穿过3号肋板上的U形开口后与4号肋板固定连接,首部通过内外翼转轴与槽型內翼连接梁为转动连接,内外翼转轴纵向穿过槽型內翼连接梁和外翼连接梁;
所述内外翼转轴与3号肋板之间,在槽型內翼连接梁的左右槽壁上各设有一个止转凸台,止转凸台的顶面和外翼连接梁的底面相邻,且止转凸台与槽型內翼连接梁固定连接;
所述5号肋板通过连杆机构与2号肋板传动连接,连杆机构包括液压杆、连杆和肋板连杆,连杆和肋板连杆均设于槽型內翼连接梁的下方,肋板连杆首端与2号肋板固定连接,连杆两端分别与肋板连杆尾端、液压杆首端为转动连接,液压杆穿过3号肋板、4号肋板后尾端与5号肋板固定连接。
作为本发明的一种双轴旋转折叠的刚性机翼的进一步改进:
所述内翼展开锁紧装置包括两组配对的內翼挂钩和挂钩槽及一对弹簧插销和插销孔;一个內翼挂钩设于2号肋板前方的底部,另一个內翼挂钩设于2号肋板后方的顶部;相对于內翼挂钩的位置,在1号肋板的底部和顶部分别设有一个挂钩槽;在2号肋板面对1号肋板的侧壁上设有弹簧插销,在1号肋板面对2号肋板的侧壁上设有插销孔,插销孔的位置和大小与弹簧插销相匹配。
作为本发明的一种双轴旋转折叠的刚性机翼的进一步改进:
所述外翼展开锁紧装置包括外翼挂钩和挂钩槽;在4号肋板的前后各设有一个开口向下的U形的挂钩槽,挂钩槽的开口位于4号肋板的底面,挂钩槽两侧的槽壁上各设有一个滑槽,滑块的两端设于滑槽内且与滑槽为滑动连接;
在挂钩槽内设有弹簧,弹簧的两端分别与滑块的顶部和挂钩槽的槽底固定连接;3号肋板底部的前后各设有一个J形的外翼挂钩,外翼挂钩的位置与挂钩槽相对应,滑块位于外翼挂钩的弯头的内侧,滑块的侧面与外翼挂钩的弯头的内端面相贴;
在外翼的内腔中设有一根拉绳,拉绳的顶端与4号肋板的顶部固定连接,拉绳的尾端与滑块的顶部固定连接;相对于拉绳的顶端位置,在外翼的上蒙皮设有一可拆装的口盖。
作为本发明的一种双轴旋转折叠的刚性机翼的进一步改进:
所述内翼的上表面蒙皮上,正对槽型內翼连接梁的凹槽处设有一个开口;
所述外翼连接梁顶端下侧为斜面,所述止转凸台的前端为弧形槽;
所述槽型內翼连接梁的凹槽底部和外翼连接梁的首端均为与内外翼转轴同轴的弧面;
所述3号肋板和4号肋板相对的侧壁上相对地各安装有三组橡胶垫;
所述跨机身转动梁、槽型內翼连接梁和外翼连接梁的中心线均在同一条直线上。
本发明还同时提供了利用一种双轴旋转折叠的刚性机翼进行机翼折叠或展开的使用方法,其特征在于:
S1、机翼折叠
S1.1、外翼旋转折叠
打开外翼上蒙皮的口盖,提拉拉绳,滑块上移后与外翼挂钩分离;启动液压杆使之伸长,外翼通过连杆机构绕内外翼转轴相对内翼向上转动;液压杆伸长至上限后停止工作,外翼停止转动,內翼处于水平状态,外翼相对于內翼向上折叠近90度;
S1.2、內翼旋转折叠
手动将弹簧插销从插销孔内顶出;
启动电机使得跨机身转动梁逆时针转动,內翼从水平状态向竖立状态转动,外翼跟随内翼转动,限位轴伴随跨机身转动梁一起逆时针转动;当内翼转到90度后,限位轴抵住限位器开口另一侧端面,关闭电机,內翼旋转折叠完成;外翼相对内翼向前折叠;
S2、机翼展开
S2.1、内翼展开
启动电机带动跨机身转动梁顺时针转动,內翼从竖立状态向水平状态转动,外翼伴随内翼一起转动,限位轴伴随跨机身转动梁一起顺时针转动;内翼旋转到水平状态后,机身翼和内翼之间通过内翼展开锁紧装置相互锁紧,外翼相对内翼向上折叠;
S2.2、外翼展开
启动液压杆使之缩短,外翼通过连杆机构绕内外翼转轴相对内翼向下转动;
液压杆缩至最短后停止工作,外翼旋转到水平状态,内翼和外翼之间通过外翼展开锁紧装置相互锁紧;
S3、依据无人机存放空间,仅执行步骤S1.1只实现外翼折叠;或者步骤S1.1和S1.2均执行同时实现内翼折叠和外翼折叠。
作为利用一种双轴旋转折叠的刚性机翼进行机翼折叠或展开的使用方法的改进:
所述机身翼和内翼之间通过内翼展开锁紧装置相互锁紧的过程为:当內翼旋转到接近水平位置时,弹簧插销伸缩头部逐渐进入插销孔中,內翼挂钩随之逐渐旋入配对的挂钩槽中;内翼旋转90度到水平位置后,內翼挂钩在挂钩槽内被锁紧,弹簧插销完全插入插销孔,使得内翼旋转到位并锁紧;
所述内翼和外翼之间通过外翼展开锁紧装置相互锁紧的过程为:外翼旋转到水平状态,弹簧放松伸长,滑块与外翼挂钩弯头内部的横梁相贴,滑块的侧面与外翼挂钩的弯头的内端面相贴,阻止外翼反向旋转;同时,外翼连接梁与止转凸台的上表面相触,阻止外翼继续旋转。
本发明的有益效果主要体现在:
1、本发明采用三段式机翼设计,折叠过程中机翼、机身不发生干涉,折叠机构可令机翼自动展开,且不影响机翼和机身的外型;
2、本发明的内翼和外翼展开的机构和锁紧装置均设于机翼蒙皮内,有效解决对机翼外形的影响和对无人机气动性能的影响问题;
3、本发明机身翼、内翼和外翼分开设计,仅外翼折叠或内翼外翼同时折叠,适应不同高度、宽度尺寸的无人机存放空间。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1为本发明的一种双轴旋转折叠的刚性机翼的展开状态的示意图;
图2为本发明的一种双轴旋转折叠的刚性机翼的折叠状态的示意图;
图3为本发明的一种双轴旋转折叠的刚性机翼展开状态下无蒙皮的局部示意图;
图4为机身翼的局部示意图;
图5为内翼相对机身翼折叠的局部示意图;
图6为图3中的内翼和外翼展开的局部示意图;
图7为图2中的外翼相对内翼折叠的局部示意图;
图8为外翼折叠状态下的外翼连接梁中轴线剖面相对位置示意图;
图9为图8中A-A剖面图;
图10为外翼展开锁紧装置的结构剖面示意图;
图11为止转凸台与槽型內翼连接梁的局部放大图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此:
实施例1、一种双轴旋转折叠的刚性机翼,如图1-图11所示,包括机身翼2、内翼3和外翼4三段,在机身1的两侧,左右对称地由内向外分别设置一组机身翼2、内翼3和外翼4。机身翼2是固定段,与机身1固定连接,内翼3相对机身翼2旋转为内段展开,即内翼3相对机身翼2竖向旋转,旋转轴在水平面上且与机身1轴线垂直;外翼4相对内翼3旋转为外段展开,即外翼4相对内翼3竖向旋转,旋转轴在水平面上且与机身1轴线平行,两旋转运动的转轴正交,如图2所示。下文表述中,在水平面上,机身1的轴向称为纵向,与机身1的轴向垂直的为横向,与水平面垂直的为竖向,靠近机身1的为内侧,远离机身1的为外侧,机头所在方向为前方。
机身翼2的内侧与机身1固定连接,外侧于内翼3旋转连接。在机身翼2内部沿纵向设有0号肋板8和1号肋板9,在内翼3的内部沿纵向设有2号肋板10和3号肋板11,在外翼4的内部沿纵向设有4号肋板12、5号肋板13、6号肋板14和翼尖肋15,0号肋板8、1号肋板9、2号肋板10、3号肋板11、4号肋板12、5号肋板13、6号肋板14和翼尖肋15依次由内向外相互平行设置,如图3所示,其中,1号肋板9和2号肋板10之间的相对面是机身翼2和内翼3之间的分离面,3号肋板11和4号肋板12之间的相对面是内翼3和外翼4之间的分离面,在3号肋板11和4号肋板12相对的侧面上各安装有3组橡胶垫28,用以外翼4即将展开到位时,3号肋板11和4号肋板12之间的接触缓冲。机身翼2、内翼3和外翼4的表面均设有蒙皮,蒙皮与0号肋板8、1号肋板9、2号肋板10、3号肋板11、4号肋板12、5号肋板13、6号肋板14和翼尖肋15均固定连接。
外翼梁16横向地设于4号肋板12、5号肋板13、6号肋板14和翼尖肋15之间,与4号肋板12、5号肋板13、6号肋板14和翼尖肋15均固定连接构成外翼4的刚性支撑结构。
0号肋板8的侧壁上设有限位器17,限位器17为开口为90度的3/4圆环,与0号肋板8固定连接,如图4所示;1号肋板9上设有通孔,在通孔处设有轴承19;跨机身转动梁7横向设于机身翼2内部,一端与2号肋板10固定连接,梁身穿过1号肋板9上的轴承19、0号肋板8和限位器17,另一端通过齿轮副6与电机5传动连接,由电机5带动跨机身转动梁7旋转,从而带动内翼3以跨机身转动梁7为转轴竖向旋转;跨机身转动梁7的梁身与限位器17和0号肋板8均为间隙配合,可以在限位器17内转动,跨机身转动梁7的梁身通过轴承19和1号肋板9为转动连接(即轴承19的内圈与梁身固定连接,外圈与1号肋板9固定连接)。在限位器17的开口处,跨机身转动梁7上设有一个限位轴18,限位轴18与跨机身转动梁7相互垂直且固定连接,能在限位器17的开口范围内旋转:跨机身转动梁7上的限位轴18与限位器17开口的一侧端面相贴,跨机身转动梁7带着内翼3旋转90度后,限位轴18抵住限位器17开口另一侧端面。
在3号肋板11上设有一个竖向的U形开口(即U形开口朝上),在2号肋板10和3号肋板11之间设有一个横向的U形(即U形开口朝外)的槽型內翼连接梁32,槽型內翼连接梁32凹槽的开口端与3号肋板11上的U形开口相邻接且与3号肋板11固定连接,槽型內翼连接梁32的另一端与2号肋板10固定连接,从而使得2号肋板10通过槽型內翼连接梁32和3号肋板11形成工字形的刚性支撑结构。
在槽型內翼连接梁32的凹槽内设有外翼连接梁33,如图9所示,外翼连接梁33的尾端穿过3号肋板11上的U形开口后与4号肋板12固定连接,首部通过内外翼转轴24与槽型內翼连接梁32为转动连接,内外翼转轴24纵向穿过槽型內翼连接梁32和外翼连接梁33,在内翼3的上表面蒙皮上,正对槽型內翼连接梁32的凹槽处设有一个开口,从而可以使得外翼4以内外翼转轴24为转轴相对于内翼3向上方转动。槽型內翼连接梁32的凹槽底部和外翼连接梁33的首端均设置成与内外翼转轴24同轴的弧面,从而可以不影响机翼外形且外翼4折叠和展开过程中不发生干涉。在内外翼转轴24与3号肋板11之间的位置,槽型內翼连接梁32的左右槽壁上各设有一个止转凸台34,如图11所示,止转凸台34的顶面和外翼连接梁33的底面相邻,且止转凸台34与槽型內翼连接梁32固定连接,用以外翼4从竖立状态旋转到水平状态后,外翼连接梁33的底部刚好与止转凸台34的顶部相抵,阻止外翼4继续旋转。为了旋转过程中不发生干涉,将外翼连接梁33顶端下侧的直角区改成斜面,同时将止转凸台34的前端(靠近内外翼转轴24的一端)做弧形槽。
5号肋板13通过连杆机构与2号肋板10传动连接,连杆机构包括液压杆29、连杆30和肋板连杆31。连杆30和肋板连杆31均设于槽型內翼连接梁32的下方,肋板连杆31一端与2号肋板10固定连接,另一端通过连杆30与液压杆29相连形成连杆机构(即连杆30两端分别与肋板连杆31、液压杆29为转动连接),液压杆29穿过3号肋板11、4号肋板12后与5号肋板13固定连接,液压杆29可以使用电动液压杆或空气弹簧,外翼4展开时,液压杆29缩短后拉紧连杆30和肋板连杆31,外翼4绕内外翼转轴24相对内翼3向下转动,外翼4旋转到位后,止转凸台34与外翼连接梁33相抵,阻止外翼连接梁33继续正向旋转。外翼4折叠时,液压杆29伸长推动连杆30和肋板连杆31,使得外翼4绕内外翼转轴24相对内翼3向上转动。
跨机身转动梁7、槽型內翼连接梁32和外翼连接梁33的中心线均在同一条直线上。外翼梁16和4号肋板的固定位置与外翼连接梁33和4号肋板的固定位置对齐。
内翼展开锁紧装置包括两组配套的內翼挂钩20和挂钩槽21及一对配对的弹簧插销22和插销孔23,如图5所示。在2号肋板10的顶部和底部各设有一个內翼挂钩20,二个內翼挂钩20相对于跨机身转动梁7镜像设置,即一个內翼挂钩20设于2号肋板10前方的底部,另一个內翼挂钩20设于2号肋板10后方的顶部。相对于內翼挂钩20的位置,在1号肋板9的底部和顶部分别设有一个挂钩槽21,內翼挂钩20与挂钩槽21相匹配可以插入挂钩槽21中;在2号肋板10面对1号肋板9的侧壁上设有弹簧插销22,在1号肋板9面对2号肋板10的侧壁上设有插销孔23,插销孔23的位置和大小与弹簧插销22相对应。当内翼3从竖立往水平旋转的展开过程中,内翼3旋转接近水平位置时,弹簧插销22伸缩头部的斜面受机身翼2的蒙皮和肋板挤压,弹簧插销22伸缩头部内缩,內翼挂钩20随之逐渐旋入配对的挂钩槽21中,內翼挂钩20的弯头先进入挂钩槽21,挂钩槽21的相切弧形槽边界引导內翼挂钩20进入,内翼3旋转90度到水平位置后,挂钩槽21底面触碰內翼挂钩20,弹簧插销22对准插销孔23,弹簧插销22伸缩头部弹入插销孔23中,从而使得内翼3旋转到位并锁紧。
外翼展开锁紧装置包括外翼挂钩25和挂钩槽35,如图10所示。在4号肋板12的前后各设有一个开口向下的U形的挂钩槽35,挂钩槽35的开口位于4号肋板12的底面,挂钩槽35两侧的槽壁上各设有一个凹槽为滑槽,滑块27的两端镶嵌在滑槽内且与滑槽为上下的滑动连接,在滑块27和挂钩槽35的U形槽底之间设有弹簧26,弹簧26的两端分别与滑块27和挂钩槽35的槽底固定连接;3号肋板11的底部前后位置各设有一个J形的外翼挂钩25,外翼挂钩25的位置与挂钩槽35相对应。外翼4展开时,弹簧26处于自然伸长状态或被略微压缩状态,滑块27位于外翼挂钩25J形弯头的内侧,滑块27的侧面与外翼挂钩25的弯头的内端面相贴,从而阻止外翼4向上回转。在外翼4的内腔中设有一根拉绳,拉绳的顶端与4号肋板12的顶部固定连接,拉绳的尾端与滑块27的顶部固定连接,相对于与拉绳的顶端位置,在外翼4的上蒙皮设有一可拆装的口盖,当外翼4需要折叠时,打开口盖,提拉拉绳,令滑块27上移,解除滑块27与外翼挂钩25间的锁定。外翼4从竖立状态向水平状态旋转展开,当旋转快到水平状态时,外翼挂钩25弯头的顶端先接触滑块27的底部,外翼挂钩25的弯头给滑块27施加压力,滑块27受到挤压后向上移动并使得弹簧26缩短,滑块27在挂钩槽35内上移,留出空区供外翼挂钩25相对滑块27向外侧通过;外翼4继续转动,当外翼4转动到水平位后,外翼挂钩25的弯头不再挤压滑块27,弹簧26放松伸长,滑块27在挂钩槽35内下移与外翼挂钩25弯头内部的横梁相贴,滑块27的侧面与外翼挂钩25的弯头的内端面相贴,若外翼4反向回转,此时滑块27反转弧线轨迹与外翼挂钩25相交,即滑块27与外翼挂钩25干涉,阻止外翼4反向旋转。
本发明的使用方法:
1、机翼的正常状态为内翼3和外翼4均为展开,即机身翼2、内翼3和外翼4在机身1的左右两边展开至一个平面上,如图1所示。
2、机翼折叠
2.1、外翼4旋转折叠
打开外翼4上蒙皮的口盖,提拉拉绳,令滑块27上移,使得滑块27与外翼挂钩25分离;启动液压杆29使之伸长,通过连杆30和肋板连杆31将外翼4绕内外翼转轴24相对内翼3向上转动;液压杆29伸长至上限后停止工作,外翼4停止转动,此时內翼3仍处于水平状态,外翼4相对于內翼3向上折叠近90度;
2.2、內翼3旋转折叠
手动将弹簧插销22从插销孔23内顶出;
启动电机5使得跨机身转动梁7逆时针转动,內翼3从水平状态向竖立状态转动,外翼4跟随内翼3转动,限位轴18伴随跨机身转动梁7一起逆时针转动;当内翼3转到90度后,限位轴18抵住限位器17开口另一侧端面,关闭电机5,从而完成內翼3的旋转折叠;此时外翼4相对内翼3向前折叠,如图2所示;
3、机翼展开
3.1、内翼3展开
启动电机5带动跨机身转动梁7顺时针转动,使得內翼3从竖立状态向水平状态转动,外翼4伴随内翼3一起转动,限位轴18伴随跨机身转动梁7一起顺时针转动;
当內翼3旋转到接近水平位置时,弹簧插销22伸缩头部逐渐进入插销孔23中,內翼挂钩20随之逐渐旋入配对的挂钩槽21中;内翼3旋转90度到水平位置后,內翼挂钩20在挂钩槽21内被锁紧,弹簧插销22完全插入插销孔23,使得内翼3旋转到位并锁紧,内翼3展开完成;此时外翼4处于竖直状态,外翼4相对内翼3向上折叠;
3.2、外翼4展开
启动液压杆29使之缩短,通过连杆30和肋板连杆31将外翼4绕内外翼转轴24相对内翼3向下转动;
液压杆29缩至最短后停止工作,此时外翼4旋转到水平状态,弹簧26放松伸长,滑块27与外翼挂钩25弯头内部的横梁相贴,滑块27的侧面与外翼挂钩25的弯头的内端面相贴,阻止外翼4反向旋转;同时,外翼连接梁33刚好与止转凸台34的上表面相触,阻止外翼4继续旋转,外翼4展开完成;恢复步骤1的状态。
4、依据无人机存放空间,仅执行步骤2.1只进行外翼4的折叠;或者步骤2.1和步骤2.2均执行,同时实现内翼3折叠和外翼4折叠。
最后,还需要注意的是,以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然,本发明不限于以上实施例,还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种双轴旋转折叠的刚性机翼,其特征在于:在机身(1)的两侧,左右对称地由内向外分别设有一组机身翼(2)、内翼(3)和外翼(4);机身翼(2)的内侧与机身(1)固定连接,内翼(3)的内侧与机身翼(2)的外侧、内翼(3)的外侧与外翼(4)的内侧均为旋转连接,内翼(3)相对机身翼(2)为竖向旋转,旋转轴在水平面上且与机身(1)轴线垂直,外翼(4)相对内翼(3)为竖向旋转,旋转轴在水平面上且与机身(1)轴线平行;
所述机身翼(2)和内翼(3)之间设有内翼展开锁紧装置,所述内翼(3)和外翼(4)之间设有外翼展开锁紧装置。
2.根据权利要求1所述的一种双轴旋转折叠的刚性机翼,其特征在于:
所述机身翼(2)内部沿纵向设有0号肋板(8)和1号肋板(9),所述内翼(3)的内部沿纵向设有2号肋板(10)和3号肋板(11),所述外翼(4)的内部沿纵向设有4号肋板(12)、5号肋板(13)、6号肋板(14)和翼尖肋(15),0号肋板(8)、1号肋板(9)、2号肋板(10)、3号肋板(11)、4号肋板(12)、5号肋板(13)、6号肋板(14)和翼尖肋(15)依次由内向外相互平行设置;
2号肋板(10)通过一个横向的槽型內翼连接梁(32)和3号肋板(11)形成工字形结构,在3号肋板(11)上设有一个竖向的U形开口,槽型內翼连接梁(32)凹槽的开口端与3号肋板(11)上的U形开口相接且与3号肋板(11)固定连接,另一端与2号肋板(10)固定连接;
4号肋板(12)、5号肋板(13)、6号肋板(14)和翼尖肋(15)之间横向地设有外翼梁(16),且分别与外翼梁(16)为固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种双轴旋转折叠的刚性机翼,其特征在于:
所述0号肋板(8)的侧壁上设有限位器(17),限位器(17)为3/4圆环,与0号肋板(8)固定连接;所述1号肋板(9)上设有通孔,在通孔处设有轴承(19),轴承(19)的外圈与1号肋板(9)固定连接;
所述机身翼(2)内部横向地设有跨机身转动梁(7),跨机身转动梁(7)一端与2号肋板(10)固定连接,另一端通过齿轮副(6)与电机(5)传动连接;跨机身转动梁(7)的梁身穿过轴承(19)、0号肋板(8)和限位器(17),跨机身转动梁(7)与0号肋板(8)、限位器(17)均为间隙配合,与轴承(19)的内圈固定连接;在跨机身转动梁(7)上设有一个限位轴(18),限位轴(18)与跨机身转动梁(7)相互垂直且固定连接,限位轴(18)与限位器(17)开口的一侧端面相贴。
4.根据权利要求3所述的一种双轴旋转折叠的刚性机翼,其特征在于:
所述槽型內翼连接梁(32)的凹槽内设有外翼连接梁(33),外翼连接梁(33)的尾端穿过3号肋板(11)上的U形开口后与4号肋板(12)固定连接,首部通过内外翼转轴(24)与槽型內翼连接梁(32)为转动连接,内外翼转轴(24)纵向穿过槽型內翼连接梁(32)和外翼连接梁(33);
所述内外翼转轴(24)与3号肋板(11)之间,在槽型內翼连接梁(32)的左右槽壁上各设有一个止转凸台(34),止转凸台(34)的顶面和外翼连接梁(33)的底面相邻,且止转凸台(34)与槽型內翼连接梁(32)固定连接;
所述5号肋板(13)通过连杆机构与2号肋板(10)传动连接,连杆机构包括液压杆(29)、连杆(30)和肋板连杆(31),连杆(30)和肋板连杆(31)均设于槽型內翼连接梁(32)的下方,肋板连杆(31)首端与2号肋板(10)固定连接,连杆(30)两端分别与肋板连杆(31)尾端、液压杆(29)首端为转动连接,液压杆(29)穿过3号肋板(11)、4号肋板(12)后尾端与5号肋板(13)固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种双轴旋转折叠的刚性机翼,其特征在于:
所述内翼展开锁紧装置包括两组配对的內翼挂钩(20)和挂钩槽(21)及一对弹簧插销(22)和插销孔(23);一个內翼挂钩(20)设于2号肋板(10)前方的底部,另一个內翼挂钩(20)设于2号肋板(10)后方的顶部;相对于內翼挂钩(20)的位置,在1号肋板(9)的底部和顶部分别设有一个挂钩槽(21);在2号肋板(10)面对1号肋板(9)的侧壁上设有弹簧插销(22),在1号肋板(9)面对2号肋板(10)的侧壁上设有插销孔(23),插销孔(23)的位置和大小与弹簧插销(22)相匹配。
6.根据权利要求5所述的一种双轴旋转折叠的刚性机翼,其特征在于:
所述外翼展开锁紧装置包括外翼挂钩(25)和挂钩槽(35);在4号肋板(12)的前后各设有一个开口向下的U形的挂钩槽(35),挂钩槽(35)的开口位于4号肋板(12)的底面,挂钩槽(35)两侧的槽壁上各设有一个滑槽,滑块(27)的两端设于滑槽内且与滑槽为滑动连接;
在挂钩槽(35)内设有弹簧(26),弹簧(26)的两端分别与滑块(27)的顶部和挂钩槽(35)的槽底固定连接;3号肋板(11)底部的前后各设有一个J形的外翼挂钩(25),外翼挂钩(25)的位置与挂钩槽(35)相对应,滑块(27)位于外翼挂钩(25)的弯头的内侧,滑块(27)的侧面与外翼挂钩(25)的弯头的内端面相贴;
在外翼(4)的内腔中设有一根拉绳,拉绳的顶端与4号肋板(12)的顶部固定连接,拉绳的尾端与滑块(27)的顶部固定连接;相对于拉绳的顶端位置,在外翼(4)的上蒙皮设有一可拆装的口盖。
7.根据权利要求6所述的一种双轴旋转折叠的刚性机翼,其特征在于:
所述内翼(3)的上表面蒙皮上,正对槽型內翼连接梁(32)的凹槽处设有一个开口;
所述外翼连接梁(33)顶端下侧为斜面,所述止转凸台(34)的前端为弧形槽;
所述槽型內翼连接梁(32)的凹槽底部和外翼连接梁(33)的首端均为与内外翼转轴(24)同轴的弧面;
所述3号肋板(11)和4号肋板(12)相对的侧壁上相对地各安装有三组橡胶垫(28);
所述跨机身转动梁(7)、槽型內翼连接梁(32)和外翼连接梁(33)的中心线均在同一条直线上。
8.利用如权利要求1-7任一所述的一种双轴旋转折叠的刚性机翼进行机翼折叠或展开的使用方法,其特征在于:
S1、机翼折叠
S1.1、外翼(4)旋转折叠
打开外翼(4)上蒙皮的口盖,提拉拉绳,滑块(27)上移后与外翼挂钩(25)分离;启动液压杆(29)使之伸长,外翼(4)通过连杆机构绕内外翼转轴(24)相对内翼(3)向上转动;液压杆(29)伸长至上限后停止工作,外翼(4)停止转动,內翼(3)处于水平状态,外翼(4)相对于內翼(3)向上折叠近90度;
S1.2、內翼(3)旋转折叠
手动将弹簧插销(22)从插销孔(23)内顶出;
启动电机(5)使得跨机身转动梁(7)逆时针转动,內翼(3)从水平状态向竖立状态转动,外翼(4)跟随内翼(3)转动,限位轴(18)伴随跨机身转动梁(7)一起逆时针转动;当内翼(3)转到90度后,限位轴(18)抵住限位器(17)开口另一侧端面,关闭电机(5),內翼(3)旋转折叠完成;外翼(4)相对内翼(3)向前折叠;
S2、机翼展开
S2.1、内翼(3)展开
启动电机(5)带动跨机身转动梁(7)顺时针转动,內翼(3)从竖立状态向水平状态转动,外翼(4)伴随内翼(3)一起转动,限位轴(18)伴随跨机身转动梁(7)一起顺时针转动;内翼(3)旋转到水平状态后,机身翼(2)和内翼(3)之间通过内翼展开锁紧装置相互锁紧,外翼(4)相对内翼(3)向上折叠;
S2.2、外翼(4)展开
启动液压杆(29)使之缩短,外翼(4)通过连杆机构绕内外翼转轴(24)相对内翼(3)向下转动;
液压杆(29)缩至最短后停止工作,外翼(4)旋转到水平状态,内翼(3)和外翼(4)之间通过外翼展开锁紧装置相互锁紧;
S3、依据无人机存放空间,仅执行步骤S1.1只实现外翼(4)折叠;或者步骤S1.1和S1.2均执行同时实现内翼(3)折叠和外翼(4)折叠。
9.根据权利要求8所述的利用一种双轴旋转折叠的刚性机翼进行机翼折叠或展开的使用方法,其特征在于:
所述机身翼(2)和内翼(3)之间通过内翼展开锁紧装置相互锁紧的过程为:当內翼(3)旋转到接近水平位置时,弹簧插销(22)伸缩头部逐渐进入插销孔(23)中,內翼挂钩(20)随之逐渐旋入配对的挂钩槽(21)中;内翼(3)旋转90度到水平位置后,內翼挂钩(20)在挂钩槽(21)内被锁紧,弹簧插销(22)完全插入插销孔(23),使得内翼(3)旋转到位并锁紧;
所述内翼(3)和外翼(4)之间通过外翼展开锁紧装置相互锁紧的过程为:外翼(4)旋转到水平状态,弹簧(26)放松伸长,滑块(27)与外翼挂钩(25)弯头内部的横梁相贴,滑块(27)的侧面与外翼挂钩(25)的弯头的内端面相贴,阻止外翼(4)反向旋转;同时,外翼连接梁(33)与止转凸台(34)的上表面相触,阻止外翼(4)继续旋转。
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