CN208593489U - 筒式发射无人机机翼折叠展开机构 - Google Patents

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卢永刚
孙传杰
冯高鹏
朱永清
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Abstract

本实用新型公开了筒式发射无人机机翼折叠展开机构,以扭簧作为翼面张开动力,机构简单可靠,对环境依赖性小;以锥齿轮作为翼面张开过程的同步机构,机构简单体积小,翼面可完全同步展开,提高了无人机飞行可靠性;以锁定销作为翼面张开后的锁定机构,结构简单体积小,可靠性好,并设计锁销帽,保证无人机回收后,可以快速折叠机翼,完成无人机的回收;以不同的滚珠作为运动界面之间的接触形式,减少张开过程的摩擦阻力,保证张开过程的快速性;整个折叠机构集成度高,机构简单且体积小、装配简单且操作简便,符合筒式发射无人机对折叠机翼的需求。

Description

筒式发射无人机机翼折叠展开机构
技术领域
本实用新型属于无人机技术领域,具体涉及筒式发射无人机机翼折叠展开机构。
背景技术
筒式发射折叠翼无人机与其他固定翼无人机相比有诸多优势,其体积小,单兵可携带,快速进入作战区,战术灵活等优势操控性强,适合反恐,城市战争。
目前美军已有单兵巡飞弹采用筒式发射折叠翼无人机方案,其中“弹簧刀”系列,筒弹全重小于3kg,携带战斗部约320g,杀伤威力小,主要以打击人员和非装甲车辆为主。以色列“英雄”系列近程巡飞弹中较成熟的产品为“英雄”30,其威力与“弹簧刀”相当,也采用筒式发射折叠无人机方案。
我国已完成军贸出口立项的CH-901系列巡飞弹也采用筒式发射折叠无人机方案。其中中型巡飞弹筒弹总重9kg,弹重6kg,预估战斗部小于1kg,以打击简易装甲防护车辆为主,而轻型巡飞弹筒弹总重3kg,主要以侦查为主,携带战斗部威力预估与“弹簧刀”相当,主要以打击人员和非装甲车辆为主。
筒式发射无人机的关键技术之一就是机翼折叠展开机构:一方面折叠机构在出筒后要可靠、迅速、同步展开,并在张开后,可靠锁定,对机构的驱动方式、同步方式等有较高的要求;另一方面,翼面张开后承受飞行时上下翼面传递到机构的全部气动载荷,对机构的刚度、强度、安装间隙都有较高的要求;
现有机翼折叠展开机构大多无翼面同步机构,展开同步仅靠扭簧和摩擦力匹配来保证,同步性差,影响飞行稳定性。
且大多折叠机构展开过程翼面之间、翼面和机体之间为平面滑动摩擦,无法解决安装间隙和展开过程中滑动摩擦阻力的矛盾。安装间隙增大,则张开过程摩擦减小,但张开后翼面晃动增大,不利于飞行控制;安装间隙减小,则张开过程摩擦增大,展开时间增长,且展开过程可靠性变差。
为了解决以上问题我方研发出了一种筒式发射无人机机翼折叠展开机构。
发明内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种筒式发射无人机机翼折叠展开机构。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的:
筒式发射无人机机翼折叠展开机构,用于在无人机机身上将上翼与下翼相对旋转展开或折叠,下翼设置在上翼和无人机机身之间,机翼折叠展开机构包括:
用于将重叠存放的上翼与下翼扭转展开的扭簧,扭簧的一端与上翼连接,扭簧的另一端与下翼连接;
用于上翼与下翼展开时候,使上翼与下翼相对滚动接触的多个翼面滚珠;在上翼与下翼上均设置有与翼面滚珠匹配的滚珠槽,翼面滚珠的一部分在上翼的滚珠槽内滚动,翼面滚珠的另一部分在下翼的滚珠槽内滚动;
用于上翼与下翼展开时候,使下翼与无人机机身相对滚动接触的多个机体滚珠;在下翼与无人机机身上均设置有与机体滚珠匹配的滚珠槽,机体滚珠的一部分在下翼的滚珠槽内滚动,机体滚珠的另一部分在无人机机身的滚珠槽内滚动。
在上翼与下翼之间设置多个翼面滚珠,可以减小无人机机翼折叠展开过程中上翼与下翼之间的摩擦阻力;在无人机机身与下翼之间设置多个机体滚珠,可以减小无人机机翼折叠展开过程中无人机机身与下翼之间的摩擦阻力;
无人机机翼折叠展开机构采用扭簧作为机翼展开动力。
具体地,机翼折叠展开机构还包括用于限定上翼与下翼无法沿竖直方向移动的压盖,在上翼上设置有滚珠槽,滚珠槽内设置有多个压盖滚珠,压盖滚珠的一部分与压盖下表面滚动接触,压盖滚珠的另一部分与上翼滚动接触,压盖的一部分固定在无人机机身上。
在上翼与压盖滚珠之间设置多个压盖滚珠,可以减小无人机机翼折叠展开过程中上翼与压盖之间的摩擦阻力。
优选地,上翼与下翼上均设置有圆形通孔,压盖为桶状结构,压盖的开口边缘设置有一圈压紧环,压紧环的底部与压盖滚珠的一部分滚动接触,压盖的底部穿过下翼上设置的圆形通孔与无人机机身固定连接。
进一步地,压盖的底部与无人机机身通过多个压盖螺栓和压盖螺母配合固定连接。
具体地,在上翼的底部边缘、下翼的顶部边缘均设置有圆弧形的同步锥齿,在无人机机身上可转动安装有同步锥齿轮,同步锥齿轮分别与上翼上的同步锥齿和下翼上的同步锥齿啮合,同步锥齿轮安装于上翼上的同步锥齿和下翼上的同步锥齿之间。
无人机机翼折叠展开机构采用同步锥齿轮作为左右翼面的同步机构。
进一步地,无人机机身上固定安装有一锥齿轮转轴,锥齿轮转轴的一端与同步锥齿轮可转动连接。
进一步地,在上翼的底部和下翼的顶部均设置有扭簧槽,扭簧的一部分置于上翼的扭簧槽内,扭簧的另一部分置于下翼的扭簧槽内,扭簧的两端分别通过两个扭簧限位螺钉固定在上翼与下翼上。
优选地,上翼底部设置有圆弧形的导销槽,上翼上设置有与导销槽的一端连通的销孔,下翼上设置有一圆孔,锁销簧的一端置于圆孔内并与下翼固定连接,锁销簧的另一端与一锁定销的下端接触连接,锁定销的直径均略小于与导销槽的槽宽、圆孔的直径、销孔的直径,锁定销的上端在导销槽内滑动,锁销帽穿入销孔并抵紧锁定销的上端;当上翼与下翼完全展开时候,锁定销置于导销槽的一端;当上翼与下翼完全折叠时候,锁定销置于导销槽的另一端。
无人机机翼折叠展开机构采用锁定销作为翼面张开后的锁定装置,并设计锁销槽,锁定销永远在锁销槽内运动,锁销槽引导锁定销进入销孔。
无人机机翼折叠展开机构设计锁销帽,机翼张开锁死后可人工打开锁销帽取出锁销,恢复机翼折叠状态。
优选地,滚珠槽均为圆环形。
本实用新型的有益效果在于:
本实用新型的筒式发射无人机机翼折叠展开机构:
1、以扭簧作为翼面张开动力,机构简单可靠,对环境依赖性小;
2、以锥齿轮作为翼面张开过程的同步机构,机构简单体积小,翼面可完全同步展开,提高了无人机飞行可靠性;
3、以锁定销作为翼面张开后的锁定机构,结构简单体积小,可靠性好,并设计锁销帽,保证无人机回收后,可以快速折叠机翼,完成无人机的回收;
4、以不同的滚珠作为运动界面之间的接触形式,减少张开过程的摩擦阻力,保证张开过程的快速性;
5、整个折叠机构集成度高,机构简单且体积小、装配简单且操作简便,符合筒式发射无人机对折叠机翼的需求。
附图说明
图1为本实用新型的轴侧视图;
图2为本实用新型的局部剖视图;
图3为本实用新型的轴侧视图(不包含无人机机身);
图4为本实用新型的轴侧视图(不包含上翼);
图5为本实用新型中上翼的结构示意图。
图中:1、下翼;2、无人机机身;3、上翼;4、压盖;5、压盖螺栓;6、锁销帽;7、扭簧;8、翼面滚珠;9、压盖滚珠;10、锁定销;11、锥齿轮转轴;12、机体滚珠;13、锁销簧;14、压盖螺母;15、同步锥齿轮;16、扭簧限位螺钉;17、同步锥齿;18、扭簧槽;19、滚珠槽;20、导销槽;21、销孔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
如图1-图5所示,筒式发射无人机机翼折叠展开机构,用于在无人机机身2上将上翼3与下翼1相对旋转展开或折叠,下翼1设置在上翼3和无人机机身2之间,机翼折叠展开机构包括:
用于将重叠存放的上翼3与下翼1扭转展开的扭簧7,扭簧7的一端与上翼3连接,扭簧7的另一端与下翼1连接;
用于上翼3与下翼1展开时候,使上翼3与下翼1相对滚动接触的多个翼面滚珠8;在上翼3与下翼1上均设置有与翼面滚珠8匹配的滚珠槽19,翼面滚珠8的一部分在上翼3的滚珠槽19内滚动,翼面滚珠8的另一部分在下翼1的滚珠槽19内滚动;
用于上翼3与下翼1展开时候,使下翼1与无人机机身2相对滚动接触的多个机体滚珠12;在下翼1与无人机机身2上均设置有与机体滚珠12匹配的滚珠槽19,机体滚珠12的一部分在下翼1的滚珠槽19内滚动,机体滚珠12的另一部分在无人机机身2的滚珠槽19内滚动。
在上翼3与下翼1之间设置多个翼面滚珠8,可以减小无人机机翼折叠展开过程中上翼3与下翼1之间的摩擦阻力;在无人机机身2与下翼1之间设置多个机体滚珠12,可以减小无人机机翼折叠展开过程中无人机机身2与下翼1之间的摩擦阻力;
无人机机翼折叠展开机构采用扭簧7作为机翼展开动力。
机翼折叠展开机构还包括用于限定上翼3与下翼1无法沿竖直方向移动的压盖4,在上翼3上设置有滚珠槽19,滚珠槽19内设置有多个压盖4滚珠,压盖4滚珠的一部分与压盖4下表面滚动接触,压盖4滚珠的另一部分与上翼3滚动接触,压盖4的一部分固定在无人机机身2上。
在上翼3与压盖4滚珠之间设置多个压盖4滚珠,可以减小无人机机翼折叠展开过程中上翼3与压盖4之间的摩擦阻力。
上翼3与下翼1上均设置有圆形通孔,压盖4为桶状结构,压盖4的开口边缘设置有一圈压紧环,压紧环的底部与压盖4滚珠的一部分滚动接触,压盖4的底部穿过下翼1上设置的圆形通孔与无人机机身2固定连接。
压盖4的底部与无人机机身2通过多个压盖螺栓5和压盖螺母14配合固定连接。在上翼3的底部边缘、下翼1的顶部边缘均设置有圆弧形的同步锥齿17,在无人机机身2上可转动安装有同步锥齿轮15,同步锥齿轮15分别与上翼3上的同步锥齿17和下翼1上的同步锥齿17啮合,同步锥齿轮15安装于上翼3上的同步锥齿17和下翼1上的同步锥齿17之间。
无人机机翼折叠展开机构采用同步锥齿轮15作为左右翼面的同步机构。
无人机机身2上固定安装有一锥齿轮转轴11,锥齿轮转轴11的一端与同步锥齿轮15可转动连接。
在上翼3的底部和下翼1的顶部均设置有扭簧槽18,扭簧7的一部分置于上翼3的扭簧槽18内,扭簧7的另一部分置于下翼1的扭簧槽18内,扭簧7的两端分别通过两个扭簧限位螺钉16固定在上翼3与下翼1上。
上翼3底部设置有圆弧形的导销槽20,上翼3上设置有与导销槽20的一端连通的销孔21,下翼1上设置有一圆孔,锁销簧13的一端置于圆孔内并与下翼1固定连接,锁销簧13的另一端与一锁定销10的下端接触连接,锁定销10的直径均略小于与导销槽20的槽宽、圆孔的直径、销孔21的直径,锁定销10的上端在导销槽20内滑动,锁销帽6穿入销孔21并抵紧锁定销10的上端;当上翼3与下翼1完全展开时候,锁定销10置于导销槽20的一端;当上翼3与下翼1完全折叠时候,锁定销10置于导销槽20的另一端。
无人机机翼折叠展开机构采用锁定销10作为翼面张开后的锁定装置,并设计锁销槽,锁定销10永远在锁销槽内运动,锁销槽引导锁定销10进入销孔21。
无人机机翼折叠展开机构设计锁销帽6,机翼张开锁死后可人工打开锁销帽6取出锁销,恢复机翼折叠状态。
滚珠槽19均为圆环形。
无人机机身2为上翼3和下翼1提供安装基础,并承受飞行过程的气动载荷。锁销帽6可用螺丝刀拧出,对应地销孔21为螺纹孔,拧出后可去除锁定销10,解除上翼3、下翼1张开状态的锁定。
锥齿轮转轴11与无人机机体固接,为同步锥齿轮15提供轴向约束。上翼3、下翼1张开前,锁定销10在锁销槽内运动,上翼3、下翼1张开到位后,锁定销10在锁销簧13的驱动下进入销孔21,将上翼3、下翼1连接锁定位置。
同步锥齿轮15通过约束上翼3和下翼1上的同步锥齿17使上翼3、下翼1同步反向运动。
扭簧限位螺钉16在扭簧7安装后限制扭簧7的位置,保证扭簧7可靠的驱动上翼3和下翼1。
锁销槽为锁定销10提供导向,保证锁定销10可靠进入销孔21。
工作原理
在筒式发射无人机机翼处于折叠状态时候,锁销簧13处于被压缩状态,锁定销10位于导销槽20上远离销孔21的一端,扭簧7处于本机构内的最大被压缩状态;
当筒式发射无人机机翼逐渐展开时候,在扭簧7的作用下,上翼3、下翼1逐渐展开,上翼3、下翼1同步反向运动,上翼3、下翼1上的同步锥齿17带动同步锥齿轮15转动,锁定销10在导销槽20内滑动;
当筒式发射无人机机翼处于设计的展开完全状态时候,锁定销10在锁销簧13的驱动下进入销孔21,将上翼3、下翼1连接锁定位置。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (9)

1.筒式发射无人机机翼折叠展开机构,用于在无人机机身上将上翼与下翼相对旋转展开或折叠,下翼设置在上翼和无人机机身之间,其特征在于,机翼折叠展开机构包括:
用于将重叠存放的上翼与下翼扭转展开的扭簧,扭簧的一端与上翼连接,扭簧的另一端与下翼连接;
用于上翼与下翼展开时候,使上翼与下翼相对滚动接触的多个翼面滚珠;在上翼与下翼上均设置有与翼面滚珠匹配的滚珠槽,翼面滚珠的一部分在上翼的滚珠槽内滚动,翼面滚珠的另一部分在下翼的滚珠槽内滚动;
用于上翼与下翼展开时候,使下翼与无人机机身相对滚动接触的多个机体滚珠;在下翼与无人机机身上均设置有与机体滚珠匹配的滚珠槽,机体滚珠的一部分在下翼的滚珠槽内滚动,机体滚珠的另一部分在无人机机身的滚珠槽内滚动。
2.根据权利要求1所述的筒式发射无人机机翼折叠展开机构,其特征在于:机翼折叠展开机构还包括用于限定上翼与下翼无法沿竖直方向移动的压盖,在上翼上设置有滚珠槽,滚珠槽内设置有多个压盖滚珠,压盖滚珠的一部分与压盖下表面滚动接触,压盖滚珠的另一部分与上翼滚动接触,压盖的一部分固定在无人机机身上。
3.根据权利要求2所述的筒式发射无人机机翼折叠展开机构,其特征在于:上翼与下翼上均设置有圆形通孔,压盖为桶状结构,压盖的开口边缘设置有一圈压紧环,压紧环的底部与压盖滚珠的一部分滚动接触,压盖的底部穿过下翼上设置的圆形通孔与无人机机身固定连接。
4.根据权利要求3所述的筒式发射无人机机翼折叠展开机构,其特征在于:压盖的底部与无人机机身通过多个压盖螺栓和压盖螺母配合固定连接。
5.根据权利要求1所述的筒式发射无人机机翼折叠展开机构,其特征在于:在上翼的底部边缘、下翼的顶部边缘均设置有圆弧形的同步锥齿,在无人机机身上可转动安装有同步锥齿轮,同步锥齿轮分别与上翼上的同步锥齿和下翼上的同步锥齿啮合,同步锥齿轮安装于上翼上的同步锥齿和下翼上的同步锥齿之间。
6.根据权利要求5所述的筒式发射无人机机翼折叠展开机构,其特征在于:无人机机身上固定安装有一锥齿轮转轴,锥齿轮转轴的一端与同步锥齿轮可转动连接。
7.根据权利要求1所述的筒式发射无人机机翼折叠展开机构,其特征在于:在上翼的底部和下翼的顶部均设置有扭簧槽,扭簧的一部分置于上翼的扭簧槽内,扭簧的另一部分置于下翼的扭簧槽内,扭簧的两端分别通过两个扭簧限位螺钉固定在上翼与下翼上。
8.根据权利要求1所述的筒式发射无人机机翼折叠展开机构,其特征在于:上翼底部设置有圆弧形的导销槽,上翼上设置有与导销槽的一端连通的销孔,下翼上设置有一圆孔,锁销簧的一端置于圆孔内并与下翼固定连接,锁销簧的另一端与一锁定销的下端接触连接,锁定销的直径均略小于与导销槽的槽宽、圆孔的直径、销孔的直径,锁定销的上端在导销槽内滑动,锁销帽穿入销孔并抵紧锁定销的上端;当上翼与下翼完全展开时候,锁定销置于导销槽的一端;当上翼与下翼完全折叠时候,锁定销置于导销槽的另一端。
9.根据权利要求2所述的筒式发射无人机机翼折叠展开机构,其特征在于:滚珠槽均为圆环形。
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