CN212243597U - 一种剪刀式柔性车翼装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空气动力学领域，公开了一种剪刀式柔性车翼装置，包括X型剪叉臂组，所述X型剪叉臂组尾端通过铰链连接有V型剪叉臂，V型剪叉臂靠近车翼尾缘，所述X型剪叉臂组头端通过铰链连接摇臂，摇臂另一端安装枢轴A。本实用新型，用步进电机进行驱动，传动机构简单，运动响应快，不会出现死角，根据不同的行驶工况通过剪刀式柔性机构的角度变化，调节不同的车翼翼型截面，提高车翼的空气动力学性能，具有较好的应用价值。

Description

一种剪刀式柔性车翼装置

技术领域

本实用新型涉及空气动力学领域，具体是一种剪刀式柔性车翼装置。

背景技术

在赛车的空气动力学套件中，车翼为赛车提供足够的下压力，特别是尾翼提供的下压力占总下压力的30-45％，车翼的设计对赛车的性能起着重要的作用。赛车的空气动力学套件的研发和航空飞行器的研究存在必然的关联，赛车上对下压力的需求可以看成设计飞行器时对升力的需求，并且赛车的翼片可以看成是上下颠倒的飞机机翼。

目前赛车所用的车翼均是固定不变的，在比赛时，行驶工况是变化的，为了提高汽车空气动力学性能，适应不同行驶工况的需求，车翼必须能够“按需变形”，始终保持行驶所需的最佳气动外形，因此，固定式车翼的适用性较差，需要进一步的改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种剪刀式柔性车翼装置，其结构简单，工作可靠，通过步进电机驱动，带动剪刀式执行机构运动。根据不同的行驶工况改变不同的翼型截面，改善空气动力学效能，提高赛车的稳定性和操控性，具有较好的应用价值。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种剪刀式柔性车翼装置，包括X型剪叉臂组，所述X型剪叉臂组尾端通过铰链连接有V型剪叉臂，V型剪叉臂靠近车翼尾缘，所述X型剪叉臂组头端通过铰链连接有摇臂，摇臂另一端安装枢轴A。

作为本实用新型进一步的方案：所述X型剪叉臂组包括依次通过铰链首尾连接的第一剪叉臂、第二剪叉臂、第三剪叉臂、第四剪叉臂和第五剪叉臂。

作为本实用新型进一步的方案：所述第一剪叉臂、第二剪叉臂、第三剪叉臂、第四剪叉臂和第五剪叉臂中部均是由第一连杆和第二连杆通过枢轴B连接而成所形成的二力杆。作为本实用新型进一步的方案：所述V型剪叉臂是由两个连杆通过铰链铰接而成的二力杆。

作为本实用新型进一步的方案：所述摇臂通过铰链与第一剪叉臂的第一连杆铰接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述摇臂连接有步进电机的输出轴。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

所述一种剪刀式柔性车翼装置，结构合理，设计新颖，用步进电机进行驱动，传动机构简单，运动响应快，不会出现死角，根据不同的行驶工况通过剪刀式柔性机构的角度变化，调节不同的车翼翼型截面，提高车翼的空气动力学性能，具有较好的应用价值。

附图说明

图1为一种剪刀式柔性车翼装置的结构示意图。

图2为一种剪刀式柔性车翼装置尾缘调高时的结构示意图。

图3为一种剪刀式柔性车翼装置尾缘调低时的结构示意图。

图中：1-枢轴A、2-摇臂、3-第一剪叉臂、4-第二剪叉臂、5-第三剪叉臂、6-第四剪叉臂、7-第五剪叉臂、8-V型剪叉臂、9-第二连杆、10-第一连杆、11-铰链、12-枢轴B、13-尾缘。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参阅图1，本实用新型实施例中，一种剪刀式柔性车翼装置，该装置与车翼内表面固定连接，包括X型剪叉臂组，所述X型剪叉臂组包括依次通过铰链11首尾连接的第一剪叉臂3、第二剪叉臂4、第三剪叉臂5、第四剪叉臂6和第五剪叉臂7，所述第一剪叉臂3、第二剪叉臂4、第三剪叉臂5、第四剪叉臂6和第五剪叉臂7中部均是由第一连杆10和第二连杆9通过枢轴B12连接而成所形成的二力杆，所述X型剪叉臂组尾端通过铰链11连接有V型剪叉臂8，V型剪叉臂8靠近车翼尾缘13，所述V型剪叉臂8是由两个连杆通过铰链11铰接而成的二力杆，所述X型剪叉臂组头端通过铰链11连接有摇臂2，所述摇臂2通过铰链11与第一剪叉臂3的第一连杆10铰接，所述摇臂2连接有步进电机的输出轴，摇臂2另一端安装枢轴A1。

其中，车翼采用空腔结构，表面贴合有聚甲醛蜂窝状蒙皮，具有良好的柔性和承载能力，使得翼面在步进电机的带动下发生变形。本实用新型，提高赛车的空气动力学效率。在打破传统翼型整体变化的模式下，开发一种剪刀式柔性车翼装置。在参考飞行器的自适应柔性后缘系统，设计出一款可以在赛车行驶过程中改变尾缘形状的柔性车翼。使得系统可以在赛车高速过弯或直线加速时，都能够不同程度的提高操纵稳定性和赛车直道的最高车速，根据不同的行驶工况，步进电机转动不同的角度，通过摇臂带动剪刀柔性机构运动，实现剪叉臂各连杆间角度变化，从而改变尾缘形状，实现车翼翼型截面的变化。

本实用新型的工作原理是：步进电机由控制系统进行逻辑计算和判断，确定不同行驶工况下的翼型截面。步进电机在接收到信号后旋转一定角度，带动摇臂2围绕着枢轴A1转动一定角度，摇臂2的另一端带动第一剪叉臂3的第一连杆10转动，第一连杆10的转动使得第一剪叉臂3的两个连杆的夹角发生变化，第一剪叉臂3的夹角变化通过铰链依次传递给第二剪叉臂4、第三剪叉臂5、第四剪叉臂6、第五剪叉臂7和末尾的V型剪叉臂8，带动整个剪刀式传动机构运动，从而实现调低或调高翼型尾缘的弯曲度目的，起到改变翼型截面的作用。

参阅图2，当赛车高速过弯时，赛车会因为离心力的作用，外侧车轮会出现附着力严重不足的情况，影响赛车的驱动，赛车很容易发生侧滑的危险，通过调整车翼改变赛车左右两侧下压力的大小，来改善赛车的稳定性。在高速过弯时，经过计算和逻辑判断，步进电机会带动摇臂2围绕枢轴A1逆时针旋转一定角度，摇臂2通过铰链带动第一连杆10向上运动，使得第一剪叉臂3的第一连杆10与第二连杆9之间的夹角发生变化，并通过各剪叉臂之间的铰链依次传递各第二剪叉臂4、第三剪叉臂5、第四剪叉臂6、第五剪叉臂7和末尾的V型剪叉臂8，使得车翼尾缘13调高，弯曲度增加，从而改变了车翼的翼型截面，增加了车翼产生的下压力，提高赛车高速过弯时的操纵稳定性。

参阅图3，当赛车起步加速和直道行驶时，应减少行驶阻力，降低赛车尾翼的下压力，经过计算和逻辑判断，步进电机会带动摇臂2围绕枢轴A1顺时针旋转一定角度，摇臂2通过铰链带动第一连杆10向下运动，使得第一剪叉臂3的第一连杆10与第二连杆9之间的夹角发生变化，并通过各剪叉臂之间的铰链依次传递各第二剪叉臂4、第三剪叉臂5、第四剪叉臂6、第五剪叉臂7和末尾的V型剪叉臂8，使得车翼尾缘13降低，弯曲度减小。从而改变了车翼的翼型截面，减小了车翼产生的下压力，进而增加赛车的加速性能和最高车速。

该剪刀式柔性车翼装置由步进电机驱动，通过摇臂带动剪刀式柔性传动机构运动，使得各剪叉臂各连杆间角度发生变化，从而实现车翼翼型截面的改变。本文提出一种剪刀式柔性车翼装置系统，在汽车行驶过程中，依据行驶环境和当前速度的变化实时调整车翼截面翼型，来提高车翼的空气动力学效率，并通过车翼产生下压力，以提升赛车的弯道操控稳定性和直道的最高车速。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种剪刀式柔性车翼装置，其特征在于，包括X型剪叉臂组，所述X型剪叉臂组尾端通过铰链(11)连接有V型剪叉臂(8)，V型剪叉臂(8)靠近车翼尾缘(13)，所述X型剪叉臂组头端通过铰链(11)连接摇臂(2)，摇臂(2)另一端安装枢轴A(1)。

2.根据权利要求1所述的一种剪刀式柔性车翼装置，其特征在于，所述X型剪叉臂组包括依次通过铰链(11)首尾连接的第一剪叉臂(3)、第二剪叉臂(4)、第三剪叉臂(5)、第四剪叉臂(6)和第五剪叉臂(7)。

3.根据权利要求2所述的一种剪刀式柔性车翼装置，其特征在于，所述第一剪叉臂(3)、第二剪叉臂(4)、第三剪叉臂(5)、第四剪叉臂(6)和第五剪叉臂(7)中部均是由第一连杆(10)和第二连杆(9)通过枢轴B(12)连接而成所形成的二力杆。

4.根据权利要求1所述的一种剪刀式柔性车翼装置，其特征在于，所述V型剪叉臂(8)是由两个连杆通过铰链(11)铰接而成的二力杆。

5.根据权利要求3所述的一种剪刀式柔性车翼装置，其特征在于，所述摇臂(2)通过铰链(11)与第一剪叉臂(3)的第一连杆(10)铰接。

6.根据权利要求1或5所述的一种剪刀式柔性车翼装置，其特征在于，所述摇臂(2)连接有步进电机的输出轴。

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