CN210526835U - 一种适用于变后掠翼无人机的机翼折叠展开机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适用于变后掠翼无人机的机翼折叠展开机构，包括连杆机构和丝杠螺母机构。丝杠机构实现直线运动，连杆机构实现折叠展开运动。所述的连杆机构由移动螺母、中间杆、摇臂构成，由移动螺母铰接中间杆，中间杆铰接摇臂（摇臂固定连接机翼），将移动螺母的直线运动转化为机翼的转动；所述的丝杠螺母机构包含移动螺母、电机、安装座、丝杠、管夹、卡环，由电机带动丝杠转动进而带动移动螺母前后移动，形成驱动。本机构具有结构紧凑、运动稳定、任意角度可自锁等特点。

Description

一种适用于变后掠翼无人机的机翼折叠展开机构

技术领域

本实用新型涉及航空航天飞行器结构设计技术领域，具体来说是一种适用于变后掠翼飞机的机翼折叠展开装置。

背景技术

飞机机翼的后掠角可在飞行过程中改变的称之为变后掠翼飞机。变后掠飞机可在低速飞行如起飞时，采用小后掠角、大展弦比的机翼形式，以提供大的升力，缩短起降距离；在高速飞行时，采用大后掠角、小展弦比的机翼形式，以降低飞机的诱导阻力，提高飞行速度。变后掠飞机在高速和低速下都具良好的气动性能。

由于传统的变后掠飞机结构结构复杂，操纵困难，结构较重，而大多无人机为轻型飞机，因此变后掠在无人机上很难应用。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提出一种适用于变后掠翼无人机的机翼折叠展开机构。该机构采用丝杠摇臂作为主要原理结构件，同时配以其他相关零件辅助机构折叠展开功能的实现，如图1所示，该机构包括的零部件有：移动螺母1、中间杆2、摇臂3、电机4、安装座5、丝杠6、管夹7、卡环8、机翼9，其中机翼9为无人机机构，不属于该折叠展开机构。

该机构的主要部分为丝杠机构和摇臂机构，如图3所示，丝杠6由一个小型的步进电机控制，电机重量为9g，输出转矩为1.8Nm。丝杠6一端连接电机4，并随着电机的转动而转动，另一端为无约束状态，方便丝杠的随动性能。同时，由两个固定的的安装座5限制丝杠6在横向的移动，电机4限制丝杠6的轴向移动，使得丝杠6只能进行轴向的转动。

如图3所示，移动螺母1位于丝杠6中的螺纹部分，并能够通过转动在螺纹部分上下移动，其上下移动的极限位置由卡环8限制，而卡环8的位置由管夹7作固定。移动螺母1的两侧分别连接了两个中间杆2，作为丝杠机构和摇臂机构之间的接口。

摇臂机构如图2所示，包括两个中间杆2和两个摇臂3。两个中间杆2分别连接于移动螺母1的两侧，两个摇臂3分别与个中间杆2连接，两个摇臂3之间固定于安装平面上可以转动。通过此摇臂机构，可以通过两个中间杆2将移动螺母1的上下移动转化为两个摇臂3绕两个摇臂3的连接处的转动。以此实现折叠展开的功能。

两个摇臂3可以分别用于固定两个机翼9，它们的连接可以加入垫板调整两个机翼9处于同一水平面之上。同时，机翼9的展开和折叠的角度可以由电机4控制丝杠6使移动螺母1上下运动来控制，其极限角度可以由移动螺母1的上下移动距离（即电机转动方向和转动圈数控制）。

本实用新型的优点在于：

1)折叠展开的角度可调，可以通过卡环8的位置来限定移动螺母1的移动极限位置，以此来确定折叠展开角度的极限位置，并可以通过控制电机4的转动来调节和固定折叠展开的角度；

2)采用小型的丝杠摇臂机构，将绕固定轴转动的运动方式变化为上下移动的运动方式，具有更省力的作用，可以放大电机4的扭力，降低了对电机4的要求；

3)丝杠摇臂机构具有较好的自锁性能，可以抵抗较大的外力扰动，保证移动螺母1能够在既定的运动路线上移动，保证了定位的精度和折叠展开的稳定性；

4)采用一个电机4同时控制两个机翼9的折叠展开功能的实现，做到了较好的同步性；

5)采用的丝杠摇臂机构的安装延伸方式为轴向布局，这将更适用于飞行器的机翼部分，不但可以较好地节约空间的占用量，也具有更小的结构重量。

附图说明

图1为本实用新型包含机翼的总体结构示意图。

图2为本实用新型实现折叠展开运动的连杆机构示意图。

图3为本实用新型实现直线运动的丝杠螺母机构示意图。

图4为本实用新型无人机机翼折叠状态示意图。

图5为本实用新型无人机机翼展开状态示意图。

具体实施方式

图1为机翼折叠展开机构的总体结构设计的示意图。包括移动螺母1、两个中间杆2、两个摇臂3、电机4、两个安装座5、丝杠6、两个管夹7、两个卡环8、两个机翼9，其中机翼9为无人机机构，不属于该折叠展开机构。

图2为实现折叠展开运动的连杆机构示意图。图中显示了丝杠机构和摇臂机构之间的连接方式，两个中间杆2一端分别连接于移动螺母1两侧，另一端分别连接了两个摇臂3的一端，两个摇臂3的另一端连接在一起，并且固定在无人机机体的安装平面之上（可以转动）。

图3为实现直线运动的丝杠螺母机构示意图。从图中可以看出，机构总体呈轴向分布，由两个安装座5、两个卡环8、两个管夹7和电机4限定位置，使丝杠6只能随电机4转动。通过丝杠6的转动使得移动螺母1上下移动，再由连接在移动螺母1两侧的两个中间杆2分别带动两个摇臂3绕两个摇臂3的连接处转动，实现折叠展开功能。

图4为无人机机翼折叠状态示意图。从图中可以看出，在此状态下，移动螺母1已抵达最底端位置，由底端的卡环8限定，机构整体呈折叠状态。

图5为无人机机翼展开状态示意图。从图中可以看出，在此状态下，移动螺母1已抵达最顶端位置，由顶端的卡环8限定，机构整体呈展开状态。

Claims (5)

1.一种适用于变后掠翼无人机的机翼折叠展开机构，其特征是，包括连杆机构和丝杠螺母机构；

所述的连杆机构包含移动螺母（1）、中间杆（2）、摇臂（3）；

所述的丝杠螺母机构包含移动螺母（1）、电机（4）、安装座（5）、丝杠（6）、管夹（7）、卡环（8）。

2.根据权利要求1所述的变后掠翼无人机的机翼折叠展开机构，其特征在于：所述的电机（4）带动丝杠（6）转动，并使套设在丝杠（6）上的移动螺母（1）直线运动。

3.根据权利要求1所述的变后掠翼无人机的机翼折叠展开机构，其特征在于：所述的移动螺母（1）与中间杆（2）铰接，中间杆（2）与摇臂（3）铰接，摇臂（3）可与机翼（9）固定连接。

4.根据权利要求1所述的变后掠翼无人机的机翼折叠展开机构，其特征在于：所述的折叠展开机构由管夹（7）、卡环（8）共同组成限位装置，确定机翼（9）的展开角度。

5.根据权利要求1所述的变后掠翼无人机的机翼折叠展开机构，其特征在于：在机翼展开的角度范围内，机构具备自锁功能。

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