一种使用舵机的三段折叠机翼动力学特性实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种使用舵机的三段折叠机翼动力学特性实验装置，属于飞行器实验技术领域。该实验装置包括固定底座、折叠机翼内段翼、折叠机翼中段翼和折叠机翼外段翼，该实验装置用以模拟折叠机翼的结构。固定底座与折叠机翼内段翼中的支撑铝型材、角码通过螺栓进行螺纹连接，折叠机翼内段翼的内段舵机与折叠机翼中段翼的舵机臂通过螺栓进行螺纹连接，折叠机翼中段翼)的舵机臂和折叠机翼外段翼的外段舵机通过螺栓进行螺纹连接，组成折叠机翼模型装置。本发明专利技术通过闭环控制系统保持内段翼与外段翼在运动当中的平行关系，同时操作简单、方便，极大程度上减少了占地空间，减轻了机构的整体质量和加工难度，降低了成本。

An experimental device for dynamic characteristics of three follower wing using steering gear

The invention discloses an experimental device for dynamic characteristics of a three segment folding wing using a steering gear, belonging to the technical field of aircraft experiments. The experimental device consists of a fixed base, a folded wing inner wing, a folded wing middle wing and a folded wing outer wing. The experimental device is used to simulate the structure of a folding wing. The supporting aluminum profile of the fixed base and the wing of the folding wing is threaded through the bolt, the inner segment of the wing of the wing of the wing and the rudder arm of the middle wing of the wing of the wing are threaded through the bolt, the middle wing of the wing is folded and the outer segment of the outer wing of the wing is bolt through the bolt to carry on the screw. The lines are connected to form a folding wing model device. The closed loop control system keeps the parallel relationship between the inner wing and the outer wing in the movement, and the operation is simple and convenient. The space is reduced greatly, the overall quality and processing difficulty of the mechanism are reduced, and the cost is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种使用舵机的三段折叠机翼动力学特性实验装置
本专利技术涉及一种航空飞行器实验装置，特别是用于研究折叠机翼动力学特征的实验装置，尤其可以模拟变体飞行器折叠机翼在展开过程中的振动特性，属于飞行器实验

技术介绍
作为新概念可变体飞行器的一种，折叠翼飞行器能够通过机翼的伸展和折叠主动改变机翼面积，从而始终保持最优飞行状态，最大限度地拓展飞行包络线，可以执行不同任务，满足不同飞行环境要求。当折叠翼飞行器在不同折叠角度飞行过程中，由于机翼构型的变化引起的气动与结构的变化，会使折叠翼飞行器在不同角度下具有不同的振动特性。因此，设计一种实验模型用以研究对折叠翼飞行器不同折叠角度时的振动特性，对指导折叠翼飞行器的结构设计和安全飞行都具有非常重要的价值。针对飞行器的设计，飞行器翼面多采用变截面尺寸设计，而目前的实验模型多采用定截面设计，在一定程度上影响了实验研究的可靠性。本实验模型可以进行变截面折叠翼的动态振动特性分析。
技术实现思路
本专利技术公开了一种使用舵机作为动力元件的三段折叠机翼动力学特性实验装置，该实验装置减少了目前实验模型的占地面积，同时可以进行变截面折叠机翼的动态振动特性分析。本专利技术公开了一种使用舵机的三段折叠机翼动力学特性实验装置，该实验装置包括固定底座(1)、折叠机翼内段翼(2)、折叠机翼中段翼(3)和折叠机翼外段翼(4)，该实验装置用以模拟折叠机翼的结构。固定底座(1)与折叠机翼内段翼(2)中的支撑铝型材(7)、角码(9)通过螺栓进行螺纹连接，折叠机翼内段翼(2)的内段舵机(10)与折叠机翼中段翼(3)的舵机臂(20)通过螺栓进行螺纹连接，折叠机翼中段翼(3)的舵机臂(20)和折叠机翼外段翼(4)的外段舵机(22)通过螺栓进行螺纹连接，组成折叠机翼模型装置。固定底座(1)通过螺栓连接在激振台上，折叠机翼内段翼(2)安装于固定底座(1)一侧；舵机与折叠机翼模型装置直接连接，固定底座(1)由多个铝型材(5)构成，各个铝型材(5)之间通过角码(6)连接。折叠机翼内段翼(2)由支撑铝型材(7)、内段碳纤维蒙皮(8)、角码(9)、内段舵机(10)、内段折弯肋板(11)及不锈钢固定板(12)组成，其中，支撑铝型材(7)用于保证强度，提高整体装置刚性。内段碳纤维蒙皮(8)通过环氧树脂胶水直接通过粘接方式连接在支撑铝型材(7)上，内段折弯肋板(11)及不锈钢固定板(12)通过螺栓进行螺纹连接在支撑铝型材(7)上。内段碳纤维蒙皮(8)的上表面直接安装振动测试传感器。角码(9)用于两支撑铝型材(7)的连接，通过螺栓将支撑铝型材(7)与角码(9)相连接，其中螺栓已略去。内段舵机(10)为抬升折叠机翼中段翼(3)提供动力，内段舵机(10)通过螺栓与不锈钢固定板(12)相连接。内段折弯肋板(11)用于提升折叠机翼内段翼(2)外侧的局部强度，使折叠机翼内段翼(2)的外侧与内侧形成一整体。折叠机翼中段翼(3)由外六角螺钉(13)、螺母(14)、鱼眼轴承(15)、螺杆(16)、中段内侧折弯肋板(17)、中段外侧折弯肋板(18)、中段肋板(19)、舵机臂(20)和中段碳纤维蒙皮(21)组成。舵机臂(20)用于传动来自内段舵机(10)和外段舵机(24)提供的动力，舵机臂(20)与中段肋板(19)通过螺栓进行螺纹连接，带动折叠机翼中段翼(3)运动。外六角螺钉(13)、螺母(14)、鱼眼轴承(15)及螺杆(16)通过其自带的螺纹线进行螺纹连接形成一结构，结构提供折叠机翼中段翼(3)的强度，起到支撑的作用。中段内侧折弯肋板(17)和中段外侧折弯肋板(18)通过环氧树脂胶水直接通过粘接方式连接在中段碳纤维蒙皮(21)上，用于提升折叠机翼中段翼(3)的局部强度，并使螺杆(16)与中段碳纤维蒙皮(21)形成一整体，使外侧的鱼眼轴承(15)与中段碳纤维蒙皮(21)形成一整体。折叠机翼外段翼(4)由外段舵机(22)、外段碳纤维肋板(23)、外段碳纤维蒙皮(24)及外段折弯肋板(25)组成。外段舵机(22)与舵机臂(20)通过螺栓进行螺纹连接，为折叠机翼外段翼(4)运动提供动力，同时通过pwm驱动伺服电机使折叠机翼外段翼(4)与折叠机翼内段翼(2)始终保持平行。外段碳纤维肋板(23)及外段折弯肋板(25)起支撑作用。外段碳纤维蒙皮(24)通过环氧树脂胶水连接在外段碳纤维肋板(23)及外段折弯肋板(25)上。内段碳纤维蒙皮(8)、中段碳纤维蒙皮(21)外段碳纤维蒙皮(24)在实验中用于模拟机翼的蒙皮。此专利技术在实际使用时可进行以下工作内容：S1：通过单片机PWM控制内段舵机(10)和外段舵机(22)在实验中始终保持一恒定角度，同时，使与折叠机翼内段翼(2)和与折叠机翼外段翼(4)的上表面可始终保持平行，可参照说明书附图中图1图2图3图4图5的结构状态，折叠机翼内段翼(2)与折叠机翼中段翼(3)间夹角分别在0°、30°、60°、90°、120°时的工作状态，用以模拟折叠机翼的静态参量。S2：通过单片机PWM控制内段舵机(10)和外段舵机(22)在实验中保持一特定速度进行圆周运动，使折叠机翼内段翼(2)与折叠机翼中段翼(3)间夹角可从0°逐渐增大到120°，再从120°逐渐减小为0°，同时应保证折叠机翼内段翼(2)和与折叠机翼外段翼(4)的上表面保持平行，用以模拟折叠机翼在机翼展开和收缩过程中的动态参量。本专利技术对于折叠机翼的实验装置，可以通过闭环控制系统保持内段翼与外段翼在运动当中的平行关系，同时操作简单、方便，极大程度上减少了占地空间，减轻了机构的整体质量和加工难度，降低了成本。可以进行折叠机翼的模态实验和折叠机翼的动态振动特性试验。下面结合说明书附图对本专利技术做进一步描述。附图说明图1是折叠机翼实验装置的总装配示意图。图2是折叠机翼实验装置的固定底座示意图。图3是折叠机翼实验装置的内段翼的内部框架的装配示意图。图4是折叠机翼实验装置的中段翼的内部框架的装配示意图。图5是折叠机翼实验装置的外段翼的内部框架的装配示意图。图6是折叠机翼实验装置的中段翼与内段翼外段翼保持水平的示意图。图7是折叠机翼实验装置的中段翼与内段翼外段翼保持30度的示意图。图8是折叠机翼实验装置的中段翼与内段翼外段翼保持60度的示意图。图9是折叠机翼实验装置的中段翼与内段翼外段翼保持90度的示意图。图10是折叠机翼实验装置的中段翼与内段翼外段翼保持120度的示意图。图中：1、固定底座，2、折叠机翼内段翼，3、折叠机翼中段翼，4、折叠机翼外段翼，5、固定底座铝型材，6、角码，7、支撑铝型材，8、内段碳纤维蒙皮，9、折叠翼角码，10、内段舵机，11、内段折弯肋板，12、不锈钢固定板，13、外六角螺钉，14、螺母，15、鱼眼轴承，16、螺杆，17、中段内侧折弯肋板，18、中段外侧折弯肋板，19、中段肋板，20、舵机臂，21、中段碳纤维蒙皮，22、外段舵机，23、外段碳纤维肋板，24、外段碳纤维蒙皮，25、外段折弯肋板。具体实施方式本专利技术专利的实验模型包括固定底座(图2)、折叠机翼内段翼(图3)、折叠机翼中段翼(图4)和折叠机翼外段翼(图5)，用以模拟折叠翼的结构。在进行动态振动特性测试实验时，将固定底座(图2)通过螺栓安装于激振台上，折叠机翼内段翼(图3)、折叠机翼中段翼(图4)和折本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用舵机的三段折叠机翼动力学特性实验装置，其特征在于：该实验装置包括固定底座(1)、折叠机翼内段翼(2)、折叠机翼中段翼(3)和折叠机翼外段翼(4)，该实验装置用以模拟折叠机翼的结构；固定底座(1)与折叠机翼内段翼(2)中的支撑铝型材(7)、角码(9)通过螺栓进行螺纹连接，折叠机翼内段翼(2)的内段舵机(10)与折叠机翼中段翼(3)的舵机臂(20)通过螺栓进行螺纹连接，折叠机翼中段翼(3)的舵机臂(20)和折叠机翼外段翼(4)的外段舵机(22)通过螺栓进行螺纹连接，组成折叠机翼模型装置。

【技术特征摘要】
1.一种使用舵机的三段折叠机翼动力学特性实验装置，其特征在于：该实验装置包括固定底座(1)、折叠机翼内段翼(2)、折叠机翼中段翼(3)和折叠机翼外段翼(4)，该实验装置用以模拟折叠机翼的结构；固定底座(1)与折叠机翼内段翼(2)中的支撑铝型材(7)、角码(9)通过螺栓进行螺纹连接，折叠机翼内段翼(2)的内段舵机(10)与折叠机翼中段翼(3)的舵机臂(20)通过螺栓进行螺纹连接，折叠机翼中段翼(3)的舵机臂(20)和折叠机翼外段翼(4)的外段舵机(22)通过螺栓进行螺纹连接，组成折叠机翼模型装置。2.根据权利要求1所述的一种使用舵机的三段折叠机翼动力学特性实验装置，其特征在于：固定底座(1)通过螺栓连接在激振台上，折叠机翼内段翼(2)安装于固定底座(1)一侧；舵机与折叠机翼模型装置直接连接，固定底座(1)由多个铝型材(5)构成，各个铝型材(5)之间通过角码(6)连接。3.根据权利要求1所述的一种使用舵机的三段折叠机翼动力学特性实验装置，其特征在于：折叠机翼内段翼(2)由支撑铝型材(7)、内段碳纤维蒙皮(8)、角码(9)、内段舵机(10)、内段折弯肋板(11)及不锈钢固定板(12)组成，其中，支撑铝型材(7)用于保证强度，提高整体装置刚性；内段碳纤维蒙皮(8)通过环氧树脂胶水直接通过粘接方式连接在支撑铝型材(7)上，内段折弯肋板(11)及不锈钢固定板(12)通过螺栓进行螺纹连接在支撑铝型材(7)上；内段碳纤维蒙皮(8)的上表面直接安装振动测试传感器；角码(9)用于两支撑铝型材(7)的连接，通过螺栓将支撑铝型材(7)与角码(9)相连接，其中螺栓已略去；内段舵机(10)为抬升折叠机翼中段翼(3)提供动力，内段舵机(10)通过螺栓与不锈钢固定板(12)相连接；内段折弯肋板(11)用于提升折叠机翼内段翼(2)外侧的局部强度，使折叠机翼内段翼(2)的外侧与内侧形成一整体。4.根据权利要求1所述的一种使用舵机的三段折叠机翼动力学特性实验装置，其特征在于：折叠机翼中段翼(3)由外六角螺钉(13)、螺母(14)、鱼眼轴承(15)、螺杆(16)、中段内侧折弯肋板(17)、中段外侧折弯肋板(18)、中段肋板(19)、舵机臂(20)和中段碳纤维蒙皮(21)组成；舵机臂(20)用于传动来自内段舵机(10)和外段舵机(24)提供的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭翔鹰，张子涛，张杨，颜文瀚，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11