一种用于双向可变后缘机翼的换向机构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于双向可变后缘机翼的换向机构,属于航空航天装备技术领域。该换向机构置于双向可变后缘机翼的固定段和变形段之间，主要包括上滑片1、下滑片2、电磁铁安装块3、弹簧预紧过渡块4和弹簧组、限位块5。通过上下滑片的相对锁定和滑动，增加上侧或下侧弦长，减少双向变形的阻力，提高双向变形的稳定性。实验证明，通过电源给一侧电磁铁进行通电，卡销弹出，完成滑片锁死，从而实现换向，减少变形阻力。经过多次测试，可以实现换向的动作，且为一次性瞬间通断电，能耗小。

【技术实现步骤摘要】
一种用于双向可变后缘机翼的换向机构所属领域本专利技术属于航空航天装备
，特别是涉及一种双向可变后缘机翼。现有技术变形机翼技术从提出以来，共经历了两个阶段。第一阶段的变形机翼是采用传统的机械结构驱动的，虽然可以较好的得到不同飞行环境下的气动性能，但由于其主要驱动方式是液压驱动、电机驱动和气动驱动，故大多存在驱动结构复杂笨重、不够灵活、难以用于小型无人机等问题。随着智能材料的提出以及控制理论的不断完善，变形机翼逐渐由传统刚性变形方式向柔性智能变形方式转变。新型智能变形机翼技术主要利用形状记忆合金(ShapeMemoryAlloy，SMA)、压电陶瓷等智能材料作为驱动器，利用现代控制理论算法进行变形控制，相比传统的刚性变形技术有极大的优势，如响应快、结构简单等。变形机翼能够像鸟类一样，在不同的飞行环境自行调整机翼的状态，从而实现在环境变化很大以及可执行多种任务情况下仍能保持良好性能。对于双向可变后缘机翼来说，其双向可变后缘机翼根据需要产生垂直翼面向上或向下的偏转，对于这种运动，为了减少驱动力不必要的损耗，在双向可变后缘机翼的固定段和变形段之间增加一个适用于双向可变后缘机翼结构的换向机构。换向机构的工作机理是：当机翼后缘向上偏转时，换向机构会增加下侧弦长，当机翼后缘向下偏转时，换向机构会增加上侧弦长，从而提高驱动力的利用率，因此换向机构是双向可变后缘机翼不可忽略的结构。此前有文章中提出了一种利用吸盘式电磁铁的吸力对合金丝固定端进行状态切换的换向结构。但是这种机构在实际的应用中存在着一些问题：首先，这种结构当电磁铁处于不工作状态时，两端合金固定端滑块处于弦向的自由状态，仅以后缘结构的组成材料维持回复能力；其次，小尺寸吸盘式电磁铁吸力不足，且随着被拉开距离的增加，吸力越来越小，在一定的风载或其他外力作用下可能会完全脱开恢复自由状态而导致控制失效；最后，在工作过程中，电磁铁模块需要始终保持通电状态来保持两侧拉紧平衡，实际工作中功耗较大，不适用于飞行器的实际工作状态。因此，在此基础上，针对存在着的问题，提出了一种铁芯卡销锁死式的换向机构，以提高换向机构及双向偏转的稳定性。
技术实现思路
为了实现双向变形并提高其可靠性，本专利技术的目的在于提供一种用于双向可变后缘机翼的换向机构。为了达到上述目的，本专利技术提供的用于双向可变后缘机翼的换向机构,置于双向可变后缘机翼的固定段和变形段之间；所述换向机构主要包括上滑片1、下滑片2、电磁铁安装块3、弹簧预紧过渡块4和弹簧组、限位块5；所述上滑片1和下滑片2平行对应安装，上滑片1和下滑片2的上分别有上卡槽6和下卡槽7；所述电磁铁安装块3内部安装有一种微型自保持式推拉电磁铁，整个电磁铁安装块介于上滑片1和下滑片2之间，微型自保持式推拉电磁铁控制一铁芯卡销在上卡槽6或下卡槽7内转换；所述机翼与固定段相连的弹簧预紧过渡块4和变形段连接处的侧壁上分别开有上下两个槽，当两者对接时候，所述的两个槽分别对接形成上通槽11和下通槽12；换向机构安装好以后，固定于机翼固定段和变形段连接处的壳体内部，且换向机构的上滑片1和下滑片2分别在上通槽11和下通槽12内可自由滑动；换向机构弹簧组的一端固定于上滑片1或下滑片2的弹簧固定孔9或10，另一端通过弹簧预紧过渡块4固定于机翼固定段；换向机构限位块5置于机翼变形段前端，其保证上滑片1和下滑片2在弦向方向的滑动限位。工作过程：当机翼变形段产生向上偏转的运动时，由于翼面下方相对上方产生更大变形，为了减少变形阻力，需要相对增加翼面下侧弦长。此时，自保持式推拉电磁铁将其铁芯卡销锁定于上卡槽6内，上滑片1处于锁定状态，下滑片2则在机翼变形段变形带动下产生向翼尖方向的滑动，使得机翼变形段的翼面下方产生变形；相反，当机翼变形段产生向下偏转的运动时，由于翼面上方相对下方产生更大变形，为了减少变形阻力，需要相对增加翼面上侧弦长。此时，自保持式推拉电磁铁将其锁定销锁定于下卡槽7内，下滑片2处于锁定状态，上滑片1则在机翼变形段变形带动下产生向翼尖方向的滑动，使得机翼变形段的翼面上方产生变形。本专利技术的有益效果是：针对双向可变后缘机翼变形需要，巧妙地在其固定段和变形段之间设计一个换向机构，通过上下滑片的相对锁定和滑动，增加上侧或下侧弦长，减少双向变形的阻力，提高双向变形的稳定性。实验证明，通过电源给一侧电磁铁进行通电，卡销弹出，完成滑片锁死，从而实现换向，减少变形阻力。经过多次测试，可以实现换向的动作，且为一次性瞬间通断电，能耗小。附图说明图1为本专利技术提供的用于双向可变后缘机翼的换向机构结构示意图。图中，1-上滑片、2-下滑片、3-电磁铁安装块、4-弹簧预紧过渡块、5-限位块、6-上卡槽、7-下卡槽、8-合金丝固定端；9、10-弹簧固定孔、11-上通槽、12-下通槽。具体实施例下面结合附图和具体实施实例对本专利技术提供的用于双向可变后缘机翼的换向结构进行详细说明。如图1所示，本实施例的换向机构用于一个形状记忆合金驱动的双向可变后缘机翼的换向。该换向机构主要包括上滑片1、下滑片2、电磁铁安装块3、弹簧预紧过渡块4和弹簧组、限位块5；所述上滑片1和下滑片2平行对应安装，上滑片1和下滑片2的上分别有上卡槽6和下卡槽7；所述电磁铁安装块3内部安装有一种微型自保持式推拉电磁铁，整个电磁铁安装块介于上滑片1和下滑片2之间，微型自保持式推拉电磁铁控制一铁芯卡销在上卡槽6或下卡槽7内转换；所述与机翼相连的弹簧预紧过渡块和变形段连接处的侧壁上分别开有上下两个槽，当两者对接时候，所述的两个槽分别对接形成上通槽10和下通槽11；换向机构安装好以后，固定于机翼固定段和变形段连接处的壳体内部，且换向机构的上滑片1和下滑片2分别在机翼固定段和变形段形成的上通槽10和下通槽11内可自由滑动；换向机构弹簧组包括5根平行对称分布的弹簧，它们的一端固定于上滑片1或下滑片2一端的弹簧固定孔9或10，另一端通过弹簧预紧过渡段4固定于机翼固定段内部，用来提供一定的预紧力，抵消变形段通过滑片传递到电磁铁锁定销的侧向作用力，从而提高换向机构的稳定性；换向机构限位块5置于机翼变形段前端，其保证上滑片1和下滑片2在弦向方向的滑动限位。由于本实施例中的机翼是形状记忆合金驱动，其记忆合金丝分别置于上下翼面，其排布方向与翼展方向一致，若需要机翼后缘向上偏转，首先通过给控制下侧滑片的电磁铁通电释放电磁铁铁芯卡销，使下侧滑片处于可自由滑动状态，然后对上侧排布的形状记忆合金丝进行加热，此时合金丝会产生形变，提供一定的驱动力来驱动机翼后缘向上偏转，由于下侧机翼弦长相对增加，会带动下侧未锁滑片滑动，从而完成机翼后缘向上偏转的动作；同理，若需要机翼向下偏转，首先通过给控制上侧滑片的电磁铁通电释放电磁铁铁芯卡销，使上侧滑片处于可自由滑动状态，给控制下侧滑片的电磁铁反向通电弹出铁芯卡销锁死下侧滑片，然后对下侧排布的形状记忆合金丝进行加热，此时合金丝会产生形变，提供一定的驱动力来驱动机翼后缘向下偏转，由于上侧机翼弦长相对增加，会带动上侧未锁滑片滑动，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于双向可变后缘机翼的换向机构,置于双向可变后缘机翼的固定段和变形段之间；其特征在于，所述换向机构主要包括上滑片1、下滑片2、电磁铁安装块3、弹簧预紧过渡块4和弹簧组、限位块5；所述上滑片1和下滑片2平行对应安装，上滑片1和下滑片2的上分别有上卡槽6和下卡槽7；所述电磁铁安装块3内部安装有一种微型自保持式推拉电磁铁，整个电磁铁安装块介于上滑片1和下滑片2之间，微型自保持式推拉电磁铁控制一铁芯卡销在上卡槽6或下卡槽7内转换；/n所述机翼与固定段相连的弹簧预紧过渡块4和变形段连接处的侧壁上分别开有上下两个槽，当两者对接时候，所述的两个槽分别对接形成上通槽11和下通槽12；/n换向机构安装好以后，固定于机翼固定段和变形段连接处的壳体内部，且换向机构的上滑片1和下滑片2分别在上通槽11和下通槽12内可自由滑动；换向机构弹簧组的一端固定于上滑片1或下滑片2的弹簧固定孔9或10，另一端通过弹簧预紧过渡块4固定于机翼固定段；换向机构限位块5置于机翼变形段前端，其保证上滑片1和下滑片2在弦向方向的滑动限位。/n

【技术特征摘要】
1.用于双向可变后缘机翼的换向机构,置于双向可变后缘机翼的固定段和变形段之间；其特征在于，所述换向机构主要包括上滑片1、下滑片2、电磁铁安装块3、弹簧预紧过渡块4和弹簧组、限位块5；所述上滑片1和下滑片2平行对应安装，上滑片1和下滑片2的上分别有上卡槽6和下卡槽7；所述电磁铁安装块3内部安装有一种微型自保持式推拉电磁铁，整个电磁铁安装块介于上滑片1和下滑片2之间，微型自保持式推拉电磁铁控制一铁芯卡销在上卡槽6或下卡槽7内转换；
所述机翼与固定段相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓进军，杨杰，张旭博，李诗伟，罗剑，马炳和，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61