一种自主定位可折叠货运滑翔机制造技术

本发明专利技术提出一种自主定位可折叠货运滑翔机，包括机身、右机翼、左机翼、平尾、垂尾；机身中部两侧分别通过机翼折叠机构与右机翼、左机翼连接；机身尾部安装的平尾和垂尾为H型尾翼布局，且在机身尾部还设置有尾翼折叠机构；机身分为三个舱段：机头舱，机身舱和机尾舱；三个舱段相互独立，三个货舱可独立放置货物。滑翔机的飞行控制设备采用基于PIXHAWK飞控平台的无人滑翔机自主定位系统。本发明专利技术能够通过大型固定翼运输机进行范围性的投放，并实现无人滑翔机的自主定位和航迹规划，使其能够精准降落在既定地点，解决偏远地区最后运输阶段困难问题。

【技术实现步骤摘要】
一种自主定位可折叠货运滑翔机
本专利技术涉及飞行器
，具体为一种自主定位可折叠货运滑翔机。
技术介绍
近些年来，随着无人机技术的发展，各种各样的无人机开始广泛应用于各个方面。在物流方面，随着配送需求激增、人力成本飙升、服务场景复杂等多因素驱动，加之相关软硬件的进步，使无人机达到了实用性的基本要求，无人机越来越受到人们的重视，促成了无人机物流配送业的迅速发展。目前市场上出现的货运无人机主要为四旋翼和六旋翼，用于物流末端的配送服务。当然，也出现了一些大型的固定翼无人机，用于物流支干线级的运输服务。但是传统的旋翼类无人机普遍存在着价格高昂、飞行速度低、载荷量小、续航里程短等问题，极大地限制了旋翼类无人机应用于物流运输体系的适用范围。而传统的固定翼货运无人机，虽然有着非常可观的载重量和续航里程，但固定翼货运无人机往往需要一段非常平整的跑道滑跑才能实现起降，对于环境提出了非常高的要求，这也就使它在很多情况下并不能适用。因此急需一种满足载重和续航要求的低成本自主定位货运无人机。在文献(武耀罡；魏新超；黄亚东；王帅琪；张辉.一种自动装卸垂直起降固定翼货运无人机[P].中国专利：CN208306996U，2019-01-01.)中提出了一种垂直起降固定翼无人机，将四旋翼与固定翼无人机融合，能够实现垂直起降；但该无人机升力有限，不能满负荷起飞；体积过大，运输较为不方便；维修维护成本较大。在文献(一种基于多旋翼布局的物流无人机[P].中国专利：CN209870732U，2019-12-31.)中则提出了一种基于多旋翼布局的物流无人机，机械结构简单、灵活性高；但该类无人机续航能力差，无法保证长时间、大航程的作业；载荷量小，多用于单件物品运输；抗干扰能力差。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，实现对偏远地区等交通不便利地区进行低成本、精定位的物资运输，本专利技术提出一种自主定位可折叠货运滑翔机，其能够通过大型固定翼运输机进行范围性的投放，并实现无人滑翔机的自主定位和航迹规划，使其能够精准降落在既定地点。本专利技术的技术方案为：所述一种自主定位可折叠货运滑翔机，包括机身、右机翼、左机翼、平尾、垂尾；所述机身中部两侧分别通过机翼折叠机构与右机翼、左机翼连接；机身尾部连接平尾和垂尾；所述机翼折叠机构，包括一次折叠驱动装置、二次折叠驱动装置和锁定支撑组件；所述锁定支撑组件安装在机身内，用于在机翼正常展开状态下，对机翼进行支撑和承力，并对机翼的展开状态进行锁定；同时当需要机翼折叠时，能够对机翼进行解锁；所述一次折叠驱动装置实现机翼相对滑翔机机体坐标系X轴的折叠转动，每侧机翼各对应安装有一组一次折叠驱动装置；所述一次折叠驱动装置包括第一驱动装置和滑轨；第一驱动装置固定安装在机身内，滑轨平行与X轴并安装在机身一侧的滑槽内，且滑轨能够在第一驱动装置的驱动下，绕自身轴线转动；当机翼与机身解锁后，滑轨绕自身轴线的转动能够实现同一侧机翼相对X轴的折叠转动；所述二次折叠驱动装置包括第二驱动装置、螺纹杆、滑块、前连杆和后连杆；螺纹杆平行与滑轨，并通过固定安装在滑轨上的前支架和后支架进行支撑，螺纹杆一端与前支架通过转动配合，螺纹杆另一端穿过后支架后与第二驱动装置固定连接，且螺纹杆与后支架转动配合，螺纹杆能够在第二驱动装置驱动下绕自身轴线转动；所述滑块既安装在螺纹杆上，也安装在滑轨上，滑块与螺纹杆螺纹配合，同时滑块也配合安装在滑轨上，通过滑轨限制滑块绕螺纹杆轴线的转动自由度，当第二驱动装置驱动螺纹杆转动时，能够带动滑块沿滑轨直线移动；所述前连杆端部和后连杆端部之间通过铰链连接，前连杆另一端部与固定在滑轨上的前凸台铰链连接，后连杆另一端部与固定在滑块上的后凸台铰链连接，三个铰链轴均垂直于机翼展向平面；机翼靠近翼根部位的翼面上具有连接件，连接件与后连杆固定连接；在机翼处于展开状态时，前连杆与后连杆处于最大展开状态；当机翼进行一次折叠时，滑轨绕自身转动时，前连杆与后连杆保持最大展开状态，同步随滑轨转动，带动机翼实现其相对X轴的折叠转动；当机翼一次折叠到位后，通过第二驱动装置带动螺纹杆转动，驱动滑块沿轴线运动，进而带动前连杆与后连杆相对折叠，后连杆在运动过程中带动机翼同步进行二次折叠。进一步的，所述锁定支撑组件包括支撑梁和折叠展开锁定组件；支撑梁安装在机身内部，是机翼正常展开状态下的主承力结构；所述折叠展开锁组件采用电磁锁定和解锁方式，在支撑梁端面安装有折叠展开锁以及第一铁块，折叠展开锁与第一铁块之间通过套有第一弹簧的导杆连接，导杆一端与第一铁块固连，另一端能够向支撑梁内部滑动；折叠展开锁非通电状态下，第一弹簧提供推力将第一铁块推出，第一铁块伸入机翼翼根端面对应形状的凹槽中，将机翼与支撑梁刚性连接；当折叠展开锁通电后，折叠展开锁吸引第一铁块克服第一弹簧的推力向支撑梁方向移动，使第一铁块脱离机翼根部对应的凹槽，解开机身对机翼的锁定。进一步的，在机身内还安装了电磁锁定设备，对一次折叠驱动装置进行电磁锁定和释放；所述电磁锁定设备包括电磁锁、第二铁块和第二弹簧；电磁锁固定在机身内部，具有轴向通孔，第二铁块上具有导杆，导杆伸入电磁锁的轴向通孔内，且导杆上套有第二弹簧；电磁锁非通电状态下，第二弹簧提供推力将第二铁块推出，第二铁块伸入一次折叠驱动装置中滑轨侧面的对应凹槽或通孔内，将滑轨锁定；而当电磁锁通电后，电磁锁吸引第二铁块克服第二弹簧推力向电磁锁方向移动，使第二铁块脱离滑轨，解开对滑轨的锁定。进一步的，在机身内部安装了两组电磁锁定设备，分别对应在滑轨两端侧面对其进行转动自由度的锁定和释放。进一步的，所述第一驱动装置采用舵机，第二驱动装置采用步进电机。进一步的，在前连杆端部和后连杆端部之间的连接铰链处可以设置限位装置，使前连杆与后连杆只能向外折叠。进一步的，机身分为三个舱段：机头舱，机身舱和机尾舱；三个舱段相互独立，机头舱与机身舱通过第一挡板相隔离，机身舱与机尾舱通过第二挡板相隔离，两个挡板与机身固连，三个货舱可独立放置货物。进一步的，对于机头舱而言，机头舱舱门一侧上下两端与机头舱通过弧形卡槽连接，机头舱舱门另一侧装有机头舱舱门磁铁，机头舱舱门磁铁能够与机头舱舱内磁铁相互吸引，以达到关闭舱门的效果；对于机身舱而言，机身舱舱门前端两侧与机身舱通过弧形卡槽连接，机身舱舱门另一端装有机身舱舱门磁铁，机身舱舱门磁铁能够与机身舱舱内磁铁相互吸引，以达到关闭舱门的效果；对于机尾舱而言，机尾舱舱门后端两侧与机尾舱通过弧形卡槽连接，机尾舱舱门另一端装有机尾舱舱门磁铁，机尾舱舱门磁铁能够与机尾舱舱内磁铁相互吸引，以达到关闭舱门的效果；关闭所有舱门后，机身外部保证连续光滑，对于气流的影响降到最小。进一步的，在机身尾部安装的平尾和垂尾为H型尾翼布局，且在机身尾部还设置有尾翼折叠机构；所述尾翼折叠机构包括机身卡槽、电磁锁、前滑块、后滑块、连接滑块、齿轮组、电机；电磁锁固连在机身卡槽上，在展开状态下，电磁锁将平尾与机身锁定；当需要平尾折叠时，电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自主定位可折叠货运滑翔机，包括机身、右机翼、左机翼、平尾、垂尾；/n其特征在于：所述机身中部两侧分别通过机翼折叠机构与右机翼、左机翼连接；机身尾部连接平尾和垂尾；/n所述机翼折叠机构，包括一次折叠驱动装置、二次折叠驱动装置和锁定支撑组件；/n所述锁定支撑组件安装在机身内，用于在机翼正常展开状态下，对机翼进行支撑和承力，并对机翼的展开状态进行锁定；同时当需要机翼折叠时，能够对机翼进行解锁；/n所述一次折叠驱动装置实现机翼相对滑翔机机体坐标系X轴的折叠转动，每侧机翼各对应安装有一组一次折叠驱动装置；/n所述一次折叠驱动装置包括第一驱动装置和滑轨；第一驱动装置固定安装在机身内，滑轨平行与X轴并安装在机身一侧的滑槽内，且滑轨能够在第一驱动装置的驱动下，绕自身轴线转动；当机翼与机身解锁后，滑轨绕自身轴线的转动能够实现同一侧机翼相对X轴的折叠转动；/n所述二次折叠驱动装置包括第二驱动装置、螺纹杆、滑块、前连杆和后连杆；螺纹杆平行与滑轨，并通过固定安装在滑轨上的前支架和后支架进行支撑，螺纹杆一端与前支架通过转动配合，螺纹杆另一端穿过后支架后与第二驱动装置固定连接，且螺纹杆与后支架转动配合，螺纹杆能够在第二驱动装置驱动下绕自身轴线转动；所述滑块既安装在螺纹杆上，也安装在滑轨上，滑块与螺纹杆螺纹配合，同时滑块也配合安装在滑轨上，通过滑轨限制滑块绕螺纹杆轴线的转动自由度，当第二驱动装置驱动螺纹杆转动时，能够带动滑块沿滑轨直线移动；/n所述前连杆端部和后连杆端部之间通过铰链连接，前连杆另一端部与固定在滑轨上的前凸台铰链连接，后连杆另一端部与固定在滑块上的后凸台铰链连接，三个铰链轴均垂直于机翼展向平面；机翼靠近翼根部位的翼面上具有连接件，连接件与后连杆固定连接；/n在机翼处于展开状态时，前连杆与后连杆处于最大展开状态；当机翼进行一次折叠时，滑轨绕自身转动时，前连杆与后连杆保持最大展开状态，同步随滑轨转动，带动机翼实现其相对X轴的折叠转动；当机翼一次折叠到位后，通过第二驱动装置带动螺纹杆转动，驱动滑块沿轴线运动，进而带动前连杆与后连杆相对折叠，后连杆在运动过程中带动机翼同步进行二次折叠。/n...

【技术特征摘要】
1.一种自主定位可折叠货运滑翔机，包括机身、右机翼、左机翼、平尾、垂尾；
其特征在于：所述机身中部两侧分别通过机翼折叠机构与右机翼、左机翼连接；机身尾部连接平尾和垂尾；
所述机翼折叠机构，包括一次折叠驱动装置、二次折叠驱动装置和锁定支撑组件；
所述锁定支撑组件安装在机身内，用于在机翼正常展开状态下，对机翼进行支撑和承力，并对机翼的展开状态进行锁定；同时当需要机翼折叠时，能够对机翼进行解锁；
所述一次折叠驱动装置实现机翼相对滑翔机机体坐标系X轴的折叠转动，每侧机翼各对应安装有一组一次折叠驱动装置；
所述一次折叠驱动装置包括第一驱动装置和滑轨；第一驱动装置固定安装在机身内，滑轨平行与X轴并安装在机身一侧的滑槽内，且滑轨能够在第一驱动装置的驱动下，绕自身轴线转动；当机翼与机身解锁后，滑轨绕自身轴线的转动能够实现同一侧机翼相对X轴的折叠转动；
所述二次折叠驱动装置包括第二驱动装置、螺纹杆、滑块、前连杆和后连杆；螺纹杆平行与滑轨，并通过固定安装在滑轨上的前支架和后支架进行支撑，螺纹杆一端与前支架通过转动配合，螺纹杆另一端穿过后支架后与第二驱动装置固定连接，且螺纹杆与后支架转动配合，螺纹杆能够在第二驱动装置驱动下绕自身轴线转动；所述滑块既安装在螺纹杆上，也安装在滑轨上，滑块与螺纹杆螺纹配合，同时滑块也配合安装在滑轨上，通过滑轨限制滑块绕螺纹杆轴线的转动自由度，当第二驱动装置驱动螺纹杆转动时，能够带动滑块沿滑轨直线移动；
所述前连杆端部和后连杆端部之间通过铰链连接，前连杆另一端部与固定在滑轨上的前凸台铰链连接，后连杆另一端部与固定在滑块上的后凸台铰链连接，三个铰链轴均垂直于机翼展向平面；机翼靠近翼根部位的翼面上具有连接件，连接件与后连杆固定连接；
在机翼处于展开状态时，前连杆与后连杆处于最大展开状态；当机翼进行一次折叠时，滑轨绕自身转动时，前连杆与后连杆保持最大展开状态，同步随滑轨转动，带动机翼实现其相对X轴的折叠转动；当机翼一次折叠到位后，通过第二驱动装置带动螺纹杆转动，驱动滑块沿轴线运动，进而带动前连杆与后连杆相对折叠，后连杆在运动过程中带动机翼同步进行二次折叠。


2.根据权利要求1所述一种自主定位可折叠货运滑翔机，其特征在于：所述锁定支撑组件包括支撑梁和折叠展开锁定组件；支撑梁安装在机身内部，是机翼正常展开状态下的主承力结构；所述折叠展开锁组件采用电磁锁定和解锁方式，在支撑梁端面安装有折叠展开锁以及第一铁块，折叠展开锁与第一铁块之间通过套有第一弹簧的导杆连接，导杆一端与第一铁块固连，另一端能够向支撑梁内部滑动；折叠展开锁非通电状态下，第一弹簧提供推力将第一铁块推出，第一铁块伸入机翼翼根端面对应形状的凹槽中，将机翼与支撑梁刚性连接；当折叠展开锁通电后，折叠展开锁吸引第一铁块克服第一弹簧的推力向支撑梁方向移动，使第一铁块脱离机翼根部对应的凹槽，解开机身对机翼的锁定。


3.根据权利要求2所述一种自主定位可折叠货运滑翔机，其特征在于：在机身内还安装了电磁锁定设备，对一次折叠驱动装置进行电磁锁定和释放；所述电磁锁定设备包括电磁锁、第二铁块和第二弹簧；电磁锁固定在机身内部，具有轴向通孔，第二铁块上具有导杆，导杆伸入电磁锁的轴向通孔内，且导杆上套有第二弹簧；电磁锁非通电状态下，第二弹簧提供推力将第二铁块推出，第二铁块伸入一次折叠驱动装置中滑轨侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：周洲，王睿，马嘉豪，丁泓寒，邢晓露，薛馨瑜，杭帅君，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61