基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥制造技术

基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥，包括：多个锥形体节，除去第一节和最后一节体节各有一组固定槽和滑动槽外，其余体节上均有两组固定槽和滑动槽；相邻两体节之间具有同时具备伸缩和弯曲功能的二级剪叉式机构，该剪叉式机构一端与锥形体节上的固定槽或滑动槽配合，另一端，一方面通过球铰与下一级剪叉式机构相连，另一方面通过一带有球铰的伸缩杆与下一级剪叉式机构连接；驱动部分，由一组并联的电推杆、横杆、连杆和连接轴组成，且为分布式驱动；锥头，锥头位于多个锥形体节的最前端，本发明专利技术能实现较为复杂的变形，具有运动灵活、变形量大、可控性强等优点。

Aircraft variant cone based on multi ring closed space deployable mechanism

Variant head cones of aircraft based on multi-loop closed-chain space deployable mechanism include: multiple conical segments, except that the first and last segments have a set of fixed grooves and sliding grooves, the other segments have two sets of fixed grooves and sliding grooves, and two-stage shear forks with both flexibility and flexibility between adjacent segments. One end of the shearing fork mechanism is matched with a fixed groove or sliding groove on a conical section, the other end is connected with the next shearing fork mechanism through a spherical hinge, and the other end is connected with the next shearing fork mechanism through a telescopic rod with a spherical hinge; the driving part is connected by a group of parallel push rods, horizontal rods and connecting rods. The cone head and the cone head are located at the front end of a plurality of conical joints, and the invention can realize relatively complex deformation, and has the advantages of flexible movement, large deformation and strong controllability.

【技术实现步骤摘要】
基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥
本专利技术涉及航空航天飞行器
，特别涉及基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥。
技术介绍
飞行器在不同飞行环境中通过适当变形可以提高飞行器的飞行性能。相关技术中的变体飞行器的结构变体主要为机翼变形，但机翼变形会使飞行器的气动特性复杂化，头锥是变体飞行器设计中的重要一环，不同的飞行环境需要选择不同外形的头锥，所以可变形头锥对于飞行器气动外形的优化具有重要意义。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥，该装置具有运动灵活、变形量大、可控性强等优点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥，包括依次设置的多个锥形体节100，锥形体节100整体排列为锥形结构，首尾两节内侧设置有一组固定槽110和滑动槽120，其余中间锥形体节100两侧分别设置有两组固定槽110和滑动槽120，相邻锥形体节100之间设置有具备伸缩和弯曲功能的二级剪叉式机构200，所述的二级剪叉式机构200一端设置与固定槽110和滑动槽120配合连接，另一端与设置在相邻锥形体节100上的二级剪叉式机构200相连，所述的二级剪叉式机构200在驱动组件300的作用下驱动前一节锥形体节100伸长、缩短和弯曲，所述首节的锥形体节100前端设置有锥头400。所述的驱动组件300包括位于锥形体节100的内壁上电推杆310，电推杆310上的推杆与横杆320一端相连，横杆320另一端与连杆330一端相配合，连杆330另一端通过连接轴340设置在剪叉臂上。所述的驱动方式为分布式驱动。所述的二级剪叉式机构200包括剪叉臂，剪叉臂分为长剪叉臂210与短剪叉臂220，长剪叉臂210与短剪叉臂220相互交叉相连，所述的长剪叉臂210一端固定在固定槽110内或与滑动槽120相切，另一端通过球铰240与下一级剪叉式机构的长剪叉臂210相连；所述的短剪叉臂220一端固定在固定槽内或与滑动槽相切，另一端通过伸缩杆230和球铰240与下一级短剪叉臂220相连。所述的伸缩杆230均在二级剪叉式机构200的下方。所述的伸缩杆230包括固定杆231，固定杆231一端与短剪叉臂220下端部相连，所述固定杆231另一端与活塞杆232一端相连，活塞杆232另一端与球铰240相连。所述的球铰240包括一端与剪叉臂相连的球头241，另一端与球座242一端相连，球头241与球座242之间相对转动。所述的滑动槽120上设置有与其相切的滚子250，滚子250通过轴承260与剪叉臂相配合，滚子250在驱动组件300的作用下带动剪叉臂在滑动槽120内移动。所述的固定槽110与剪叉臂通过转轴配合，剪叉臂可绕转轴在固定槽110内转动。所述的二级剪叉式机构200在锥形体节100左右两边对称布置。所述的锥形体节100为6个且直径依次减小，6个锥形体节100的直径依次为1168毫米、1069毫米、931毫米、758毫米、545毫米、274毫米，且锥形体节100的壁厚为20毫米。所述的二级剪叉式机构200沿锥形体节100的体壁设置。本专利技术的有益效果：本专利技术飞行器变体头锥能通过二级剪叉式机构200实现较为复杂的变形，具有运动灵活、变形量大、可控性强等优点。多个驱动分担载荷有助于减小飞行器变体头锥1整体结构的重量，变形形式灵活，鲁棒性强，在部分驱动器发生故障时能够保证飞行器具有足够的可控性。二级剪叉式机构200沿锥形体节100的体壁设置，不占用锥形体节100的内部空间。附图说明图1为飞行器变体头锥的外部结构示意图。图2为飞行器变体头锥的内部结构示意图。图3为飞行器变体头锥的二级剪叉式机构的结构示意图。图4为飞行器变体头锥的驱动组件的结构示意图。图5为飞行器变体头锥的第二和第三节体节的初始状态结构示意图。图6为飞行器变体头锥的第二和第三节体节的伸长和弯曲后结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。如图1-图6所示，根据本专利技术实施例的基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥1包括多个锥形体节100、多个二级剪叉式机构200、多个驱动组件300和一个锥头400。多个锥形体节100沿前后方向间隔设置(前后方向如图1-图6中的箭头A所示)，每个锥形体节100包括壳体、固定槽110和滑动槽120。二级剪叉式机构200设在相邻两个锥形体节100之间，相邻两个锥形体节100之间有四个二级剪叉式机构200，二级剪叉式机构200在驱动组件300的作用下驱动前一节锥形体节100伸长、缩短和弯曲，在所述伸长位置时，长剪叉臂210和短剪叉臂220之间的夹角减小，在所述缩短位置时，长剪叉臂210和短剪叉臂220之间的夹角增大，在所述弯曲位置时，长剪叉臂210和短剪叉臂220之间的夹角增大，且伸缩杆230的固定杆231和活塞杆232之间的距离缩短。驱动组件300可以驱动二级剪叉式机构200使得锥形体节100完成伸缩和弯曲变形。锥头400设在多个锥形体节100的最前端。根据本专利技术实施例的基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥1，设置多个二级剪叉式机构200，并将二级剪叉式机构200设在相邻两个锥形体节100之间，通过驱动组件300使得锥形体节100完成相应的变形。这样可以利用二级剪叉式机构200的伸缩和弯曲功能，若锥形体节100仅需完成伸缩变形，长剪叉臂210和短剪叉臂220可在驱动组件300的作用通过改变夹角的大小完成伸缩变形，若锥形体节100需要同时完成伸缩和弯曲变形，长剪叉臂210和短剪叉臂220可在驱动组件300的作用通过改变夹角的大小完成伸缩变形，同时，伸缩杆230的固定杆231和活塞杆232之间的距离缩短，从而改变飞行器变体头锥1在前后方向上的长度和弧度。驱动组件300由电推杆310、横杆320、连杆330和连接轴340组成，电推杆310通过推杆将运动传递到横杆320，横杆320通过连杆330和连接轴340将运动传递到长剪叉臂210和短剪叉臂220，通过控制横杆320运动量的大小来控制锥形体节100的伸缩和弯曲变形量。伸缩杆230均在二级剪叉式机构200的下方(上下方向如图3中的箭头B所示)，从而使得基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥1仅能实现向下的单向弯曲。也就是说，基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥1通过设置二级剪叉式机构200，使基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥1不仅能够实现伸缩变形，而且能够实现弯曲变形，使基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥1能够实现复杂的变形，且每相邻两个锥形体节100之间均可实现上述伸缩和弯曲变形，另外，每个锥形体节100上的驱动组件300为分布式驱动，在减小结构整体重量的同时使得基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥1的变形更为灵活，从而利于所述飞行器针对不同的飞行环境及时做出姿态调整，获得最优的气动效益，提升所述飞行器的机动性。因此，根据本专利技术实施例的基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥1能够实现复杂的变形，同时具有运动灵活、可控性强等优点。下面参考附图描述根据本专利技术具体实施例的基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥1。二级剪叉式机构200在伸缩杆230的固定杆23本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥，其特征在于，包括依次设置的多个锥形体节(100)，锥形体节(100)整体排列为锥形结构，首尾两节内侧设置有一组固定槽(110)和滑动槽(120)，其余中间锥形体节(100)两侧分别设置有两组固定槽(110)和滑动槽(120)，相邻锥形体节(100)之间设置有具备伸缩和弯曲功能的二级剪叉式机构(200)，所述的二级剪叉式机构(200)一端设置与固定槽(110)和滑动槽(120)配合连接，另一端与设置在相邻锥形体节(100)上的二级剪叉式机构(200)相连，所述的二级剪叉式机构(200)在驱动组件(300)的作用下驱动前一节锥形体节(100)伸长、缩短和弯曲，所述首节的锥形体节(100)前端设置有锥头(400)。

【技术特征摘要】
1.基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥，其特征在于，包括依次设置的多个锥形体节(100)，锥形体节(100)整体排列为锥形结构，首尾两节内侧设置有一组固定槽(110)和滑动槽(120)，其余中间锥形体节(100)两侧分别设置有两组固定槽(110)和滑动槽(120)，相邻锥形体节(100)之间设置有具备伸缩和弯曲功能的二级剪叉式机构(200)，所述的二级剪叉式机构(200)一端设置与固定槽(110)和滑动槽(120)配合连接，另一端与设置在相邻锥形体节(100)上的二级剪叉式机构(200)相连，所述的二级剪叉式机构(200)在驱动组件(300)的作用下驱动前一节锥形体节(100)伸长、缩短和弯曲，所述首节的锥形体节(100)前端设置有锥头(400)。2.根据权利要求1所述的基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥，其特征在于，所述的驱动组件(300)包括位于锥形体节(100)的内壁上电推杆(310)，电推杆(310)上的推杆与横杆(320)一端相连，横杆(320)另一端与连杆(330)一端相配合，连杆(330)另一端通过连接轴(340)设置在剪叉臂上。3.根据权利要求1所述的基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥，其特征在于，所述的驱动方式为分布式驱动。4.根据权利要求1所述的基于多环闭链空间可展开机构的飞行器变体头锥，其特征在于，所述的二级剪叉式机构(200)包括剪叉臂，剪叉臂分为长剪叉臂(210)与短剪叉臂(220)，长剪叉臂(210)与短剪叉臂(220)相互交叉相连，所述的长剪叉臂(210)一端固定在固定槽(110)内或与滑动槽(120)相切，另一端通过球铰(240)与下一级剪叉式机构的长剪叉臂(210)相连；所述的短剪叉臂(220)一端固定在固定槽内或与滑动槽相切，另一端通...

【专利技术属性】
技术研发人员：阎绍泽，梁友鉴，张玉玲，赵杰亮，卢晟昊，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11