组合式无人机的翼尖连接结构制造技术

技术编号:24322603 阅读:31 留言:0更新日期:2020-05-29 17:10
本发明专利技术公开了一种组合式无人机的翼尖连接结构,包括:在组合式无人机中各个单机的第一翼尖弦向设置导轨,在各个单机的第二翼尖弦向设置卡槽;柔性连接组件,设置于导轨内部,并在外力作用下沿着该导轨移动;旋转电磁阻尼器,设置于卡槽内部;且,旋转电磁阻尼器与柔性连接组件相适配连接,实现不同单机间翼尖的柔性连接;以及,刚性柱销,其头部带有锥度,设置于第一翼尖上;柱销孔,其孔口带有锥度,设置于第二翼尖上;且,刚性柱销和柱销孔相适配连接,实现不同单机间翼尖的刚性连接。本发明专利技术通过的该组合式无人机的翼尖连接结构,可根据风力大小自动调节柔性连接或刚性连接,具有连接模式灵活可变、操作方便、稳定性强等优点。

【技术实现步骤摘要】
组合式无人机的翼尖连接结构
本专利技术涉及飞行器
,尤其涉及一种组合式无人机的翼尖连接结构。
技术介绍
小型固定翼无人机(翼展在0.5m~2m之间)具有体积小、重量轻、成本低、操纵方便、机动灵活、噪音小、隐蔽性好、易组网等特点,在民用和军用领域都有广泛的应用前景,如城市短距离物流运输、电力巡检、灾害的监测调查、蜂群作战以及分布式侦察等。然而,由于单架无人机平台的重量轻、惯量小,导致了飞机的稳定性和抗风性能相对较弱。此外,由于小型固定翼无人机的展弦比小,诱导阻力大,使得航程和航时缩短,不利于执行长航时远距离的飞行任务。基于仿生学和空气动力学原理,一种有效的解决方案是将多个小型固定翼无人机的机翼翼梢连接在一起,组成可拆解的组合式固定翼无人机。相邻两架无人机机翼之间的连接技术是组合式无人机的关键技术。现有的连接方式主要是磁力刚性连接和机械刚性连接,通过这种刚性连接形式组合起来的无人机相当于一架大展弦比无人机,优点是可以延长航程,其最突出的问题就是抗风性能差。而且这种刚性的连接会使翼尖部分承受较大的气动载荷,容易发生断裂事故。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种组合式无人机的翼尖连接结构,已至少部分解决以上所提出的技术问题。具体技术方案是:本专利技术提供了一种组合式无人机的翼尖连接结构,主要包括:在组合式无人机中各个单机的第一翼尖弦向设置导轨,在各个单机的第二翼尖弦向设置卡槽;柔性连接组件,设置于导轨内部,并在外力作用下沿着该导轨左右移动;旋转电磁阻尼器,设置于卡槽内部;且,该旋转电磁阻尼器与柔性连接组件相适配连接,实现不同单机间翼尖的柔性连接;以及刚性柱销,其头部带有锥度,设置于第一翼尖上;柱销孔,其孔口带有锥度,设置于第二翼尖上;且,该刚性柱销和柱销孔相适配连接,实现不同单机间翼尖的刚性连接。一些实施例中,该导轨内部还包括:步进电机,固定在该导轨的底部;螺旋副,包括丝杠和丝杠螺母,丝杠通过联轴器与步进电机相连,丝杠螺母与柔性连接组件固连。进一步的,该柔性连接组件包括:左连接片,连接至丝杠螺母;柔性空心柱,套接于丝杠上,一些实施例中,该柔性空心柱使用弹性橡胶材料;右连接片,连接一凸台,一些实施例中,该凸台为外六角凸台,该外六角凸台使用导磁材料。一些实施例中,上述旋转电磁阻尼器包括:转动部分,与柔性连接组件的凸台相配合连接,进一步的,该转动部分的后端还连接一平面涡卷弹簧,且该平面涡卷弹簧和旋转电磁阻尼器连接后均安装于卡槽中;固定部分,实现旋转电磁阻尼器在卡槽内部的固定;限位销钉,控制组合式无人机各单机间柔性连接时的最大俯仰角。一些实施例中,该组合式无人机各单机间的翼尖连接为依据风速的大小自动调节为柔性连接或刚性连接,依据风力的等级自动调节柔性连接的强度。一些实施例中,旋转电磁阻尼器通电时,其转动部分产生电磁力,通过该电磁力的作用实现转动部分与柔性连接组件的凸台的吸合连接;旋转电磁阻尼器断电时,该电磁力消失,转动部分和凸台的连接断开。本专利技术提供的该组合式无人机的翼尖连接结构,和其他技术相比较,具有以下有益效果:(1)本专利技术增加了翼尖柔性连接方式,这种柔性连接消除了以往刚性连接时易断裂的缺点;(2)本专利技术结合使用柔性连接和刚性连接实现一种新型的翼尖连接方式,通过刚性连接和柔性连接的转换以发挥出无人机组合体的最佳飞行性能,同时可实现根据不同的风力等级自动调节连接柔性,采用旋转电磁阻尼器和平面涡卷弹簧实现减振自稳;(3)本专利技术设置旋转电磁阻尼器,其在转动过程中可以吸收由阵风产生的能量,起到缓冲减振的作用,从而可抑制无人机俯仰角的最大超调量,防止无人机发生失速;本专利技术还设置平面涡卷弹簧,借助弹簧的恢复力矩可抵消相邻两个无人机之间的俯仰角差;(4)本专利技术的翼尖连接结构,兼具刚性连接和柔性连接的优势。在起飞和巡航阶段,将多个无人机的机翼连接在一起,在无风或风力较小时,相邻两无人机的机翼通过定位销钉和电磁铁刚性连接,延长航程和航时;遇到较大的阵风时,通过柔性连接组件实现两机翼间的柔性连接,提高无人机组合体的抗风性能;(5)本专利技术的翼尖连接结构,在任务执行阶段,将旋转电磁阻尼器断电,实现无人机之间的拆解,每个无人机单独执行任务,具有连接方式可变、操作简单、功能完备、稳定性高等优点。附图说明图1为本专利技术一实施例翼尖连接结构的装配体的拆解图;图2为本专利技术一实施例翼尖连接结构中左机翼的连接端面示意图;图3为本专利技术一实施例翼尖连接结构中右机翼的连接端面示意图;图4为本专利技术一实施例中柔性连接组件的示意图;图5A-图5B为本专利技术一实施例中旋转电磁阻尼器的示意图;图6为本专利技术一实施例组合式无人机的两机翼间刚性连接的组合示意图;图7为本专利技术一实施例应用于多架小型无人机的刚性组合示意图;图8为本专利技术一实施例组合式无人机的两机翼间柔性连接的组合示意图;图9为本专利技术一实施例应用于多架小型无人机的柔性组合示意图;图10为本专利技术一实施例组合式无人机的翼尖断电拆解后的示意图。图中:左机翼1步进电机2联轴器3丝杠4丝杠螺母5柔性连接组件6旋转电磁阻尼器7平面涡卷弹簧8右机翼9刚性柱销11、13导轨12柱销孔91、93卡槽92左连接片61柔性空心柱62右连接片63外六角凸台64转动部分71旋转限位销钉72、73同定限位销钉74固定部分75具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述,所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本专利技术保护的范围。本专利技术设计的装置技术,使得组合式无人机能够按需组合和拆解,在无风或风力较低时采用刚性连接,相邻无人机的两机翼通过定位销和电磁铁紧密连接在一起,可以最大限度地提高航程和航时;当遇到较大的阵风时,两机翼之间转化为柔性连接,通过柔性组合体、旋转电磁阻尼器和平面涡卷弹簧可以很好地消除阵风对无人机稳定性的影响;在到达任务区执行任务时,通过电磁力控制使两无人机在空中实现拆解,每架无人机单独执行既定的任务。有鉴于此,本专利技术一实施例提供了该组合式无人机的翼尖连接结构,包括:在组合式无人机中各个单机的第一翼尖弦向设置导轨,在各个单机的第二翼尖弦向设置卡槽;柔性连接组件,设置于导轨内部,并在外力作用下沿着该导轨左右移动;旋转电磁阻尼器,设置于卡槽内部;且,该旋转电磁阻尼器与柔性连接组件相适配连接,实现不同单机间翼尖的柔性连接。需要说明的是,本实施例中,第一翼尖和第二翼尖分别表示一个单机的两侧机翼的翼尖,在具体实施过程中,对于在第一翼尖上设置导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合式无人机的翼尖连接结构,其特征在于,包括:/n在组合式无人机中各个单机的第一翼尖弦向设置导轨,在各个所述单机的第二翼尖弦向设置卡槽;/n柔性连接组件,设置于所述导轨内部,并在外力作用下沿着所述导轨左右移动;/n旋转电磁阻尼器,设置于所述卡槽内部;/n且,所述旋转电磁阻尼器与所述柔性连接组件相适配连接,实现不同单机间翼尖的柔性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种组合式无人机的翼尖连接结构,其特征在于,包括:
在组合式无人机中各个单机的第一翼尖弦向设置导轨,在各个所述单机的第二翼尖弦向设置卡槽;
柔性连接组件,设置于所述导轨内部,并在外力作用下沿着所述导轨左右移动;
旋转电磁阻尼器,设置于所述卡槽内部;
且,所述旋转电磁阻尼器与所述柔性连接组件相适配连接,实现不同单机间翼尖的柔性连接。


2.根据权利要求1所述的组合式无人机的翼尖连接结构,其特征在于,还包括:
刚性柱销,其头部带有锥度,设置于所述第一翼尖上;
柱销孔,其孔口带有锥度,设置于所述第二翼尖上;
且,所述刚性柱销和所述柱销孔相适配连接,实现不同单机间翼尖的刚性连接。


3.根据权利要求2所述的组合式无人机的翼尖连接结构,其特征在于,所述导轨内部还包括:
步进电机,固定在所述导轨的底部;
螺旋副,包括丝杠和丝杠螺母,所述丝杠通过联轴器与所述步进电机相连,所述丝杠螺母与所述柔性连接组件固连。


4.根据权利要求3所述的组合式无人机的翼尖连接结构,其特征在于,所述柔性连接组件包括:
左连接片,连接至所述丝杠螺母;
柔性空心柱,套接于所述丝杠上;
右连接片,连接一凸台。


5.根据权利要求4所述的组合式无人机的翼...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵昕辉杨延平张子健李梓荣袁子薇
申请(专利权)人:中国科学院工程热物理研究所
类型:发明
国别省市:北京;11

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