机翼结构和飞行器
技术领域
本公开涉及仓储物流领域,更具体地,涉及一种机翼结构和一种飞行器。
背景技术
随着物流行业的快速发展,飞行器广泛应用于各个领域,例如无人机广泛应用于物流、侦查、巡航等。飞行器通常通过控制升降舵面的转动来控制飞行器的飞行姿态,例如,飞行器的升降舵面为多片式舵面时,通常需要控制多个舵面以相同的角速度同步偏转。因此,如何实现飞行器的多个舵面同步偏转成为亟需解决的问题。
在实现本实用新型构思的过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题,现有技术中通常通过多个操纵装置分别控制多个舵面实现同步偏转,但该方式的多个操纵装置因材料、工艺等条件存在差异,难以实现准确控制多个舵面同步偏转,且多个操纵装置造成飞行器的整体重量大。
实用新型内容
有鉴于此,本公开提供了一种优化的机翼结构。
本公开提供了一种机翼结构,包括本体、第一部分、第二部分、第三部分、传动结构。其中,第一部分与所述本体可转动地连接,第二部分固定于所述第一部分,第三部分与所述本体可转动地连接,其中,所述第三部分设置于所述第一部分和所述第二部分之间,所述传动结构的第一端与所述第一部分固定连接,所述传动结构的第二端与所述第二部分固定连接,使得所述第一部分和所述第二部分能够同时相对于所述本体转动。
根据本公开的实施例,上述第一部分和所述第二部分能够同时相对于所述本体转动,包括:在所述第一部分转动的情况下,所述第一部分带动所述传动结构转动,所述传动结构带动所述第二部分转动。
根据本公开的实施例,上述第三部分设置于所述第一部分和所述第二部分之间,包括:所述传动结构穿设于所述第三部分,所述第三部分能够相对所述传动结构转动,其中,与所述传动结构的第一端固定连接的第一部分位于所述第三部分的一侧,与所述传动结构的第二端固定连接的第二部分位于所述第三部分的另一侧。
根据本公开的实施例,上述机翼结构还包括:第一驱动结构,固定于所述本体,用于驱动所述第一部分和所述第二部分同时相对于所述本体转动。
根据本公开的实施例,上述第一驱动结构包括第一驱动件、第一摇臂、第一推杆、第一连接件。其中,第一摇臂与所述第一驱动件连接,第一推杆与所述第一摇臂连接,第一连接件与所述第一推杆以及所述第一部分连接,其中,所述第一连接件与所述第一推杆的连接处至所述第一连接件与所述第一部分的连接处的距离与所述第一摇臂的长度相等。
根据本公开的实施例,上述机翼结构还包括:第二驱动结构,固定于所述本体,用于驱动所述第三部分相对所述本体转动。
根据本公开的实施例,上述第二驱动结构包括第二驱动件、第二摇臂、第二推杆、第二连接件。其中,第二摇臂与所述第二驱动件连接,第二推杆与所述第二摇臂连接,第二连接件与所述第二推杆以及所述第三部分连接,其中,所述第二连接件与所述第二推杆的连接处至所述第二连接件与所述第三部分的连接处的距离与所述第二摇臂的长度相等。
根据本公开的实施例,上述传动结构的第一端与所述第一部分固定连接,所述传动结构的第二端与所述第二部分固定连接,包括:所述传动结构的第一端通过第一固定件与所述第一部分固定连接,所述传动结构的第二端通过第二固定件与所述第二部分固定连接。
根据本公开的实施例,上述本体包括:至少一个铰链支座,所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分能够连接于所述至少一个铰链支座。
根据本公开的实施例,上述第二部分固定于所述第一部分,包括:所述第二部分固定于所述第一部分,并且所述第二部分可转动地连接于所述本体。
本公开还提供了一种飞行器,包括机身以及根据如上所述的机翼结构,所述机翼结构的本体能够固定于所述机身。
根据本公开的实施例,上述机翼结构的第一部分和所述机翼结构的第二部分能够同时相对于所述机翼结构的本体转动,包括:在所述机翼结构的第一部分转动的情况下,所述机翼结构的第一部分带动所述机翼结构的传动结构转动,所述机翼结构的传动结构带动所述机翼结构的第二部分转动。
通过本公开实施例的结构,可以至少部分地解决现有技术中通常通过多个操纵装置分别控制多个舵面实现同步偏转,但该方式的多个操纵装置因材料、工艺等条件存在差异,难以实现准确控制多个舵面同步偏转,且多个操纵装置造成飞行器的整体重量大的问题,并因此实现了准确控制多个舵面以相同的角速度同步偏转的技术效果。
附图说明
通过以下参照附图对本公开实施例的描述,本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚,在附图中:
图1示意性示出了根据本公开实施例的机翼结构的应用场景;
图2示意性示出了根据本公开实施例的机翼结构的结构示意图;
图3示意性示出了根据本公开实施例的第一部分和第二部分同时转动的示意图;以及
图4示意性示出了根据本公开实施例的机翼结构的传动原理示意图。
具体实施方式
以下,将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本公开的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本公开的概念。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例,而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义,除非另外定义。应注意,这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义,而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下,一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如,“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下,一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如,“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。
本公开提供了一种机翼结构,包括本体、第一部分、第二部分、第三部分、传动结构。其中,第一部分与本体可转动地连接,第二部分固定于第一部分,第三部分与本体可转动地连接,其中,第三部分设置于第一部分和第二部分之间,传动结构的第一端与第一部分固定连接,传动结构的第二端与第二部分固定连接,使得第一部分和第二部分能够同时相对于本体转动。
图1示意性示出了根据本公开实施例的机翼结构的应用场景。
如图1所示,本公开实施例的应用场景100的包括机翼结构,例如该机翼结构包括第一部分300、第二部分400、第三部分500。
根据本公开的实施例,该机翼结构例如可以包括多片式升降舵面,第一部分300、第二部分400、第三部分500为分别连接于机翼结构的不同舵面,第三部分500位于第一部分300和第二部分400之间。
其中,该不同的舵面在机翼结构的舵机的驱动下能够转动。例如,第一部分300或者第二部分400能够在一个舵机的驱动下以相同的角速度ω1偏转。具体地,舵机例如与第一部分300连接,在舵机驱动第一部分300以角速度ω1偏转时,第一部分300同时带动第二部分400以角速度ω1偏转。其中,第一部分300和第二部分400例如通过其他结构固定连接,以此实现舵机驱动第一部分300转动时同时带动第二部分400转动。
或者,舵机还可以与第二部分400连接,在舵机驱动第二部分400以角速度ω1偏转时,第二部分400同时带动第一部分300以相同的角速度ω1偏转,以此实现舵机驱动第二部分400转动时同时带动第一部分300转动。
其中,位于第一部分300和第二部分400之间的第三部分500例如可以在其他舵机的驱动下以角速度ω2偏转,即,该第三部分500与第一部分300和第二部分400的转动加速度不同。
本公开实施例的第一部分300和第二部分400能够通过固定连接实现在其中一个转动时带动另一个以相同的角速度转动,实现了准确控制多个舵面以相同的角速度同步偏转。
图2示意性示出了根据本公开实施例的机翼结构的结构示意图。
如图2所示,本公开实施例的机翼结构,包括本体200、第一部分300、第二部分400、第三部分500以及传动结构600。
其中,本体200例如可以是机翼中固定于飞行器机身的部分,该本体200可以包括梁结构或者加强结构等等,例如本体200包括第一梁结构210、第二梁结构220、加强框230等等。
根据本公开的实施例,第一部分300与本体200可转动地连接。
该第一部分300例如为机翼结构的其中一个舵面,该第一部分300例如可转动地连接于本体200,例如该第一部分300可转动地连接于加强框230。
根据本公开的实施例,第二部分400固定于第一部分300。
其中,该第二部分400例如为机翼结构的其中一个舵面,第二部分400例如通过传动结构600固定于第一部分300,以此实现在第一部分300转动时,带动第二部分400同时转动。该第二部分400还可以可转动地连接于加强框230。
根据本公开实施例,第二部分400固定于第一部分300,包括:第二部分400固定于第一部分300,并且第二部分400可转动地连接于本体200。
在本公开实施例中,该第二部分400除了固定于第一部分300之外,该第二部分400例如还能够可转动地连接于加强框230。
在本公开实施例中,第三部分500,与本体200可转动地连接,其中,第三部分500设置于第一部分300和第二部分400之间。
其中,该第三部分500例如为机翼结构的其中一个舵面,该第三部分500位于第一部分300和第二部分400之间,该第三部分500与第一部分300以及第二部分400之间彼此不相连,第三部分500与本体200可转动地连接,例如第三部分500可转动地连接于加强框230。
根据本公开的实施例,传动结构600的第一端610与第一部分300固定连接,传动结构600的第二端620与第二部分400固定连接,使得第一部分300和第二部分400能够同时相对于本体200转动。
在本公开实施例中,传动结构600例如可以是扭力管,该传动结构600例如包括第一端610和第二端620,该第一端610例如固定于第一部分300的端面,第二端620例如固定于第二部分400的端面。
其中,传动结构600例如可以是用于连接第一部分300和第二部分400的结构,在第一部分300转动时,传动结构600能够将该转动传送至第二部分400,以带动第二部分400转动,实现第二部分400和第一部分300相对于本体200同步偏转。
图3示意性示出了根据本公开实施例的第一部分和第二部分同时转动的示意图。
如图3所示,传动结构600的第一端610与第一部分300固定连接,传动结构600的第二端620与第二部分400固定连接,包括:传动结构600的第一端610通过第一固定件630与第一部分300固定连接,传动结构600的第二端620通过第二固定件640与第二部分400固定连接。
其中,第一固定件630和第二固定件640例如为法兰,扭力管的第一端610通过法兰固定于第一部分300的端面,扭力管的第二端620通过法兰固定于第二部分400的端面,使得第一部分300转动时带动第二部分400同步偏转。
在本公开实施例中,第一部分300和第二部分400能够同时相对于本体200转动,包括:在第一部分300转动的情况下,第一部分300带动传动结构600转动,传动结构600带动第二部分400转动。
即,在第一部分300相对于本体200转动的情况下,第一部分300通过与之固定连接的传动结构600将该转动传送至第二部分400,以此带动第二部分400相对于本体200同步偏转。
其中,第三部分500设置于第一部分300和第二部分400之间,包括:传动结构600穿设于第三部分500,第三部分500能够相对传动结构600转动,其中,与传动结构600的第一端610固定连接的第一部分300位于第三部分500的一侧,与传动结构600的第二端620固定连接的第二部分400位于第三部分500的另一侧。
在本公开实施例中,传动结构600穿设于第三部分500,例如可以是传动结构600穿过第三部分500的内部,并且该传动结构600的第一端610和第二端620暴露在第三部分500的两侧,第一端610固定于位于第三部分500一侧的第一部分300,第二端620固定于位于第三部分500的另一侧的第二部分400,并且第三部分500能够相对传动结构600转动。
如图2所示,本公开实施例的机翼结构还包括第一驱动结构700,第一驱动结构700固定于本体200,用于驱动第一部分300和第二部分400同时相对于本体200转动。
其中,第一驱动结构700例如固定于本体200的第一梁结构210,该第一驱动结构700用于驱动第一部分300相对于本体200转动,第一部分300通过传动结构600带动第二部分400相对于本体200转动。
根据本公开实施例,第一驱动结构700包括第一驱动件710、第一摇臂720、第一推杆730、第一连接件740。
其中,第一驱动件710例如为舵机,该舵机通过舵机支架750固定于第一梁结构210,在舵机的动力作用下,驱动第一驱动结构700的其他部分运动,实现驱动与之连接的第一部分300相对本体200转动。
在本公开实施例中,第一摇臂720与第一驱动件710连接。第一摇臂720与舵机固定连接,在舵机的作用下第一摇臂720能够转动。
在本公开实施例中,第一推杆730与第一摇臂720连接。其中,第一推杆730例如与第一摇臂720铰接,在第一摇臂720转动时,能够带动与之铰接的第一推杆730运动。
在本公开实施例中,第一连接件740与第一推杆730以及第一部分300连接。其中,第一连接件740例如可以是耳片结构,该第一连接件740的一端与第一推杆730铰接,另一端例如固定于第一部分300。
其中,第一连接件740与第一推杆730的连接处至第一连接件740与第一部分300的连接处的距离与第一摇臂720的长度相等。换言之,第一连接件740与第一摇臂720的等效长度相等,实现第一驱动结构700构成平行四边形的四连杆机构。
如图2所示,本公开实施例的机翼结构还包括第二驱动结构800,第二驱动结构800固定于本体200,用于驱动第三部分500相对本体200转动。
根据本公开实施例,本体200包括至少一个铰链支座,其中,第一部分300、第二部分400、第三部分500能够连接于至少一个铰链支座。
举例来说,例如本体200包括多个铰链支座,以铰链支座510和520为例,第三部分500例如通过铰链支座可转动的连接于本体200,例如通过铰链支座510和520连接于本体200的加强框230。
可以理解,多个铰链支座除了铰链支座510和520之外,还包括其他的铰链支座(此处就不一一举例了),第一部分300和第二部分400例如能够通过其他的铰链支座连接于本体200的加强框230。
其中,第二驱动结构800例如固定于本体200的第二梁结构220,并且该第二驱动结构800与第三部分500连接,用于驱动第三部分500相对于本体200转动。
在本公开实施例中,第二驱动结构800包括第二驱动件810、第二摇臂820、第二推杆830、第二连接件840。
其中,第二驱动件810例如为舵机,该舵机通过舵机支架850固定于第二梁结构220,在舵机的动力作用下,驱动第二驱动结构800的其他部分运动,实现驱动与之连接的第三部分500相对本体200转动。
在本公开实施例中,第二摇臂820与第二驱动件810连接。第二摇臂820与舵机固定连接,在舵机的作用下第二摇臂820能够转动。
在本公开实施例中,第二推杆830与第二摇臂820连接。其中,第二推杆830例如与第二摇臂820铰接,在第二摇臂820转动时,能够带动与之铰接的第二推杆830运动。
在本公开实施例中,第二连接件840与第二推杆830以及第三部分500连接。其中,第二连接件840例如可以是耳片结构,该第二连接件840的一端与第二推杆830铰接,另一端例如固定于第三部分500。
其中,第二连接件840与第二推杆830的连接处至第二连接件840与第三部分500的连接处的距离与第二摇臂820的长度相等。换言之,第二连接件840与第二摇臂820的等效长度相等,实现第二驱动结构800构成平行四边形的四连杆机构。
根据本公开实施例,第一驱动结构700能够驱动第一部分300以角速度ω1转动,第一部分300通过传动结构600带动第二部分400以同样的角速度ω1同步偏转,第二驱动结构800能够驱动位于第一部分300和第二部分400之间的第三部分500以角速度ω2转动。
本公开实施例采用一个舵机驱动两个舵面(第一部分300和第二部分400)转动,即通过扭力管将第一部分300和第二部分400的偏转进行同步,另一个舵机则单独驱动中间舵面(第三部分500)偏转,解决驱动三片升降舵面时,两边升降舵面同步偏转的问题。在满足功性能的前提下,仅采取一个扭力管和两个法兰实现左右升降舵面同步联动,减少了结构件数量,减轻了整个装置重量。
图4示意性示出了根据本公开实施例的机翼结构的传动原理示意图。
如图4所示,该机翼结构的传动原理主要通过采用两套平行四边形“四杆机构”的传动方式实现。
其中,第一摇臂720与第一连接件740等效长度相等,第二摇臂820与第二连接件840等效长度相等。
本公开实施例的第一驱动结构700的第一驱动件710(舵机)布置在第一部分300(舵面)一侧侧,第一驱动件710输出端与第一摇臂720固定连接,将旋转运动转化成第一推杆730的速度为v1的直线运动,进而推动与第一连接件740固定连接的第一部分300(舵面)以角速度ω1偏转。
其中,传动结构600(扭力管)两端分别与第一部分300和第二部分400固定连接,使第一部分300和第二部分400以相同角速度ω1保持同步偏转。其中,“同步”特指第一部分300和第二部分400在给定的操纵指令下,以近乎“零误差”的形式,完成第一部分300和第二部分400以相同角速度上下偏转动作。
根据本公开的实施例,第二驱动结构800的第二驱动件810(舵机)带动与其固定连接的第二摇臂820旋转,第二摇臂820另一端与第二推杆830铰接,第二摇臂820推动第二推杆830以v2前后摆动,进而操纵与第二连接件840固定连接的第三部分500(舵面)以角速度ω2偏转。
本公开实施例的传动结构(例如扭力管)通过轻量化的法兰结构固定于第一部分和第二部分,此外,扭力管和第一部分和第二部分的连接方式还可采用螺纹结构或榫卯结构。
本公开实施例采取紧凑型传动设计,兼顾飞行器在三片式升降舵操纵过程中对左右升降舵面(第一部分和第二部分)同步偏转使用需求,基于平行四边形“四杆机构”传动方式,采用两套操纵机构操纵三片升降舵面的传动。
本公开实施例的机翼结构包括三片升降舵面,在满足功性能的前提下,尽量减少结构件数量,以最大限度为整个机翼结构进行减重,例如,通过摇臂、推杆、法兰等的轻量化设计及与扭力管的连接方式使得机翼结构的重量轻量化。
本公开另一实施例提供了一种飞行器,该飞行器包括:机身以及根据图2的机翼结构,机翼结构的本体200能够固定于机身。
其中,机翼结构的第一部分300和机翼结构的第二部分400能够同时相对于机翼结构的本体200转动,包括:在机翼结构的第一部分300转动的情况下,机翼结构的第一部分300带动机翼结构的传动结构600转动,机翼结构的传动结构600带动机翼结构的第二部分400转动。
根据本公开的实施例,上述第三部分500设置于第一部分300和第二部分400之间,包括:传动结构600穿设于第三部分500,第三部分500能够相对传动结构600转动,其中,与传动结构600的第一端610固定连接的第一部分300位于第三部分500的一侧,与传动结构600的第二端620固定连接的第二部分400位于第三部分500的另一侧。
根据本公开的实施例,上述机翼结构还包括:第一驱动结构700,固定于本体200,用于驱动第一部分300和第二部分400同时相对于本体200转动。
根据本公开的实施例,上述第一驱动结构700包括第一驱动件710、第一摇臂720、第一推杆730、第一连接件740。其中,第一摇臂720与第一驱动件710连接,第一推杆730与第一摇臂720连接,第一连接件740与第一推杆730以及第一部分300连接,其中,第一连接件740与第一推杆730的连接处至第一连接件740与第一部分300的连接处的距离与第一摇臂720的长度相等。
根据本公开的实施例,上述机翼结构还包括:第二驱动结构800,固定于本体200,用于驱动第三部分500相对本体200转动。
根据本公开的实施例,上述第二驱动结构800包括第二驱动件810、第二摇臂820、第二推杆830、第二连接件840。其中,第二摇臂820与第二驱动件810连接,第二推杆830与第二摇臂820连接,第二连接件840与第二推杆830以及第三部分500连接,其中,第二连接件840与第二推杆830的连接处至第二连接件840与第三部分500的连接处的距离与第二摇臂820的长度相等。
根据本公开的实施例,上述传动结构600的第一端610与第一部分300固定连接,传动结构600的第二端620与第二部分400固定连接,包括:传动结构600的第一端610通过第一固定件630与第一部分300固定连接,传动结构600的第二端620通过第二固定件640与第二部分400固定连接。
本领域技术人员可以理解,本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合,即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地,在不脱离本公开精神和教导的情况下,本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是,这些实施例仅仅是为了说明的目的,而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例,但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围,本领域技术人员可以做出多种替代和修改,这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。