CN214729610U - 一种可控展开的大展弦比无人机机翼旋转折叠机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可控展开的大展弦比无人机机翼旋转折叠机构，包括端盖、压缩弹簧、锁扣、旋转轴、键、扭转弹簧、机翼连接接头、拔销器。两个机翼连接接头通过轴承与旋转轴进行连接。扭转弹簧布置在机翼连接接头之间，且扭簧的端头插入机翼连接接头的孔内形成连接。两个机翼连接接头的上下分别布置一组锁扣及压缩弹簧。锁扣上布置凹槽，通过键与轴相连。轴的两端布置端盖为压缩弹簧提供支撑。拔销器固定在下机翼连接接头的上表面，通过插销与上机翼连接接头进行连接。在折叠状态下将机翼旋转至与机身平行的状态完成锁死，有效的缩减折叠状态下占用的空间。展开时，进行可控的锁定解除，并且无需额外的电机驱动即可完成旋转展开并自锁。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种可控展开的大展弦比无人机机翼旋转折叠机构，属于无人机技术领域。
背景技术
可折叠无人机作为新概念飞行器，通过机械或充气等手段实现机翼的变形，在存储、发射、飞行或回收阶段进行折叠展开来改变无人机的性能，大大提高了使用能力和作战性能。美国陆军武器研究发展与工程中心研制的Quick Look通过充气实现机翼空中的展开，充气机翼的主要问题是其充气气压对刚度的影响限制了其翼载以及展弦比，弯矩过大情况下机翼容易失稳，材料老化问题也难以解决。美国Aero Vironment研制的“弹簧刀”、美国Brock Technologies研制的“Shark”等一系列炮射折叠无人机，其在储存状态下是通过筒壁来进行机械限位的，在射出的瞬间就会展开，无法通过指令对其展开进行控制，无法应用于高空投放折叠无人机。美国Draper实验室研制的“WASP”无人机，以及专利“CN203681865U”中的折叠无人机将机翼在展向中间位置以弦长方向为旋转轴进行折叠，折叠后占用的空间仍然较大，且当翼型厚度较大时折叠难度更大。专利“CN204527607U”等方案的旋转折叠通过电机或者伺服舵机进行展开，增加了系统的复杂性以及系统附加的质量。
实用新型内容
本实用新型的目的是：克服上述现有技术的不足，设计了一种大展弦比无人机机翼折叠机构。与现有的折叠机构相比，其机翼展开可控，无需电机驱动。展开过程可靠稳定，同步性好，并且展开完成后能够实现自锁死。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种可控展开的大展弦比无人机机翼旋转折叠机构，包括端盖、压缩弹簧、锁扣、旋转轴、键、扭转弹簧、机翼连接接头以及拔销器；
两个机翼连接接头通过轴承与旋转轴进行连接，机翼连接接头绕旋转轴进行旋转以实现折叠或展开；扭转弹簧布置在两个机翼连接接头之间，且扭转弹簧的端头插入机翼连接接头上设置的孔内形成连接；两个机翼连接接头的上下分别布置一组锁扣及压缩弹簧，锁扣上布置凹槽，通过键与旋转轴相连；压缩弹簧为锁扣提供上下运动的动力，旋转轴的两端布置端盖为压缩弹簧提供支撑；拔销器固定在位于下方的机翼连接接头的上表面，通过插销与位于上方的机翼连接接头进行连接。
进一步的，所述锁扣通过键与旋转轴连接，使得锁扣具有沿旋转轴轴向上下运动的自由度，且无法绕旋转轴进行转动。
进一步的，所述锁扣具有两个凸台，所述机翼连接接头具有两个对应的凹槽，用于扭转到位后锁死。
进一步的，所述旋转折叠机构的展开角度通过锁扣凸台与机翼连接接头上对应凹槽之间的角度来进行控制，从而对机翼展开后的后掠角进行控制。
进一步的，两侧机翼分别与两个机翼连接接头连接，机翼旋转通过旋转轴及扭转弹簧进行折叠及展开，两侧机翼同步展开或折叠。
进一步的，通过扭转弹簧给机翼连接接头提供扭转力矩实现展开。
进一步的，所述旋转折叠机构在折叠状态下，机翼连接接头旋转至与机身平行的状态完成锁死。
进一步的，当给出展开指令时，拔销器上的插销拔出，使两个机翼连接接头解除锁定，机翼连接接头同步旋转，实现可控展开。
本实用新型相对现有技术的优点是：
(1)本实用新型机构在折叠状态下可以将机翼旋转至与机身平行的状态完成锁死，能够有效的缩减折叠状态下占用的空间。在给出展开指令时，可以进行可控的锁定解除，并且无需额外的电机驱动即可完成旋转展开并自锁。系统构成简约，展开过程可靠稳定，且同步性好。
(2)本实用新型机构可以根据应用情况设计锁扣凸台角度位置来约束机翼旋转的角度，来控制展开状态下的后掠角。
(3)本实用新型每个锁扣上都有两个凸台可以有效的提高锁死的可靠性。
(4)本实用新型两侧机翼旋转通过一个旋转轴及一个扭簧进行折叠，减小了机构的重量，又保证了左右机翼展开的同步性。
附图说明
图1为本实用新型系统组成图；
图2为本实用新型旋转折叠角度示意图；
图3为本实用新型折叠状态主视图；
图4为本实用新型锁扣与机翼连接接头卡槽示意图；
图5为本实用新型折叠状态示意图；
图6为本实用新型展开状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
本实用新型提出一种可控展开的大展弦比无人机机翼旋转折叠机构，该旋转折叠机构在折叠状态下可以将机翼旋转至与机身平行的状态完成锁死，能够有效的缩减折叠状态下占用的空间。在给出展开指令时，可以进行可控的锁定解除，并且无需额外的电机驱动即可完成旋转展开并自锁。系统构成简约，展开过程可靠稳定，且同步性好。并且可以根据应用情况设计锁扣凸台位置来约束机翼旋转的角度，来控制展开状态下的后掠角。
具体的，如图1所示，该旋转折叠机构包括端盖1，压缩弹簧2，锁扣3，旋转轴4，键5，扭转弹簧6，机翼连接接头7以及拔销器8。
两个机翼连接接头7通过轴承与旋转轴4连接，可以绕旋转轴4进行旋转以实现折叠或展开。扭转弹簧6布置在机翼连接接头7之间，且扭转弹簧6的端头插入机翼连接接头7的孔内形成连接。
折叠收缩状态下，扭转弹簧6在机翼连接接头7的旋转带动下进行扭转上劲；展开时，则由扭转弹簧6提供扭转力矩使机翼连接接头7旋转。
两个机翼连接接头7的上下分别布置一组锁扣3及压缩弹簧2。锁扣上布置凹槽，通过键5与旋转轴4相连，使其具有沿轴向运动的自由度，而无法绕轴4进行旋转。压缩弹簧2为锁扣3提供上下运动的动力。旋转轴4的两端布置端盖1为压缩弹簧2提供支撑。拔销器8固定在位于下方的机翼连接接头7的上表面，通过插销与位于上方的机翼连接接头7进行连接。
如图2所示，锁扣3具有两个凸台，所述机翼连接接头7具有两个对应的凹槽，用于扭转到位后锁死。旋转折叠机构的展开角度可以通过锁扣3凸台与机翼连接接头7上凹槽之间角度α来进行控制。该角度α与机翼展开后的后掠角直接相关。本实例中α角度为90°，对应的展开后机翼后掠角为0°。
两侧机翼分别与两个机翼连接接头7连接，机翼旋转通过旋转轴4及扭转弹簧6进行折叠及展开，两侧机翼同步展开或折叠。通过扭转弹簧6给机翼连接接头7提供扭转力矩实现展开。
旋转折叠机构在折叠状态下，机翼连接接头7旋转至与机身平行的状态完成锁死。当给出展开指令时，拔销器8上的插销拔出，使两个机翼连接接头7解除锁定，机翼连接接头7同步旋转，实现可控展开。
本实用新型的具体使用过程为：
参考图3、图4、图5、图6，折叠状态下，扭转弹簧6上劲，两个机翼连接接头7通过拔销器8上的插销进行锁紧。两个锁扣3在压缩弹簧2的压力下分别顶在两个机翼连接接头7的上下表面。
当给出展开指令时，拔销器8上的插销9下沉，使两个机翼连接接头7解除锁定。机翼连接接头7在扭转弹簧6的扭转力矩作用下，绕旋转轴4进行同步旋转。当旋转角度接近锁扣3凸台与机翼连接接头7卡槽的预设角度α时(本实例中为90°)，锁扣3在压缩弹簧2的作用下，沿机翼连接接头7卡槽内的斜面逐渐下滑。锁扣3与机翼连接接头7卡槽配合示意如图4所示。当机翼连接接头7完全旋转至预设旋转角度时，锁扣3完全下滑至机翼连接接头7的凹槽内，完成锁死，如图6所示，展开完成。
整个机翼的折叠展开过程中，折叠状态下，机翼能够实现锁死。在可控制的展开指令下，机翼无需电机驱动即可实现展开，并达到指定角度时完成锁死。整个展开过程同步性好，展开过程稳定，锁紧可靠性高。
本实用新型未详细说明的内容属于本领域公知常识。
Claims (8)
1.一种可控展开的大展弦比无人机机翼旋转折叠机构，其特征在于：包括端盖(1)、压缩弹簧(2)、锁扣(3)、旋转轴(4)、键(5)、扭转弹簧(6)、机翼连接接头(7)以及拔销器(8)；
两个机翼连接接头(7)通过轴承与旋转轴(4)进行连接，机翼连接接头(7)绕旋转轴(4)进行旋转以实现折叠或展开；扭转弹簧(6)布置在两个机翼连接接头(7)之间，且扭转弹簧(6)的端头插入机翼连接接头(7)上设置的孔内形成连接；两个机翼连接接头(7)的上下分别布置一组锁扣(3)及压缩弹簧(2)，锁扣(3)上布置凹槽，通过键(5)与旋转轴(4)相连；压缩弹簧(2)为锁扣(3)提供上下运动的动力，旋转轴(4)的两端布置端盖(1)为压缩弹簧(2)提供支撑；拔销器(8)固定在位于下方的机翼连接接头(7)的上表面，通过插销与位于上方的机翼连接接头(7)进行连接。
2.根据权利要求1所述的大展弦比无人机机翼旋转折叠机构，其特征在于：所述锁扣(3)通过键(5)与旋转轴(4)连接，使得锁扣(3)具有沿旋转轴轴向上下运动的自由度，且无法绕旋转轴进行转动。
3.根据权利要求1所述的大展弦比无人机机翼旋转折叠机构，其特征在于：所述锁扣(3)具有两个凸台，所述机翼连接接头(7)具有两个对应的凹槽，用于扭转到位后锁死。
4.根据权利要求3所述的大展弦比无人机机翼旋转折叠机构，其特征在于：所述旋转折叠机构的展开角度通过锁扣(3)凸台与机翼连接接头(7)上对应凹槽之间的角度来进行控制，从而对机翼展开后的后掠角进行控制。
5.根据权利要求1所述的大展弦比无人机机翼旋转折叠机构，其特征在于：两侧机翼分别与两个机翼连接接头(7)连接，机翼旋转通过旋转轴(4)及扭转弹簧(6)进行折叠及展开，两侧机翼同步展开或折叠。
6.根据权利要求5所述的大展弦比无人机机翼旋转折叠机构，其特征在于：通过扭转弹簧(6)给机翼连接接头(7)提供扭转力矩实现展开。
7.根据权利要求5所述的大展弦比无人机机翼旋转折叠机构，其特征在于：所述旋转折叠机构在折叠状态下，机翼连接接头(7)旋转至与机身平行的状态完成锁死。
8.根据权利要求5所述的大展弦比无人机机翼旋转折叠机构，其特征在于：展开时，拔销器(8)上的插销拔出，使两个机翼连接接头(7)解除锁定，机翼连接接头(7)同步旋转，实现可控展开。
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| CN202023154521.2U CN214729610U (zh) | 2020-12-24 | 2020-12-24 | 一种可控展开的大展弦比无人机机翼旋转折叠机构 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112572764A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-03-30 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种可控展开的大展弦比无人机机翼旋转折叠机构 |
| CN117585215A (zh) * | 2024-01-18 | 2024-02-23 | 成都金支点科技有限公司 | 一种小型无人机折叠机翼展开及锁止机构及无人机 |
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