一种基于正四面体-八面体机构的多维度变形机翼制造技术

一种基于正四面体

【技术实现步骤摘要】
一种基于正四面体
‑
八面体机构的多维度变形机翼


[0001]本专利技术涉及飞行器
，具体涉及一种基于正四面体
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八面体机构的多维度变形机翼。

技术介绍

[0002]目前，中国将聚焦于持续提升航天运输系统综合性能，拓展多样化便利进出空间能力，发展航天运输系统是国家重大需求，是中美竞争的焦点。航天运输任务要求空天飞行器具备经历航空域、临近空间、太空域的大跨度飞行能力，其飞行速度跨越亚音速、跨音速、超音速和高超音速等速域，因此飞行环境和飞行任务及其复杂，跨域飞行器系统设计是航空航天技术的高度融合。
[0003]在一个完整的跨域往返飞行过程中，飞行器在各个飞行阶段的环境条件和飞行参数是在不断变化的，不同空域、低速飞行和高超声速飞行对于飞行器外形有着截然不同的要求。固定翼的几何外形无法达到最优，飞行效率相对较低、续航能力弱、抗风能力差，无法兼顾高低速飞行特性，因此，研究连续变体飞行器技术成为新的热点发展方向。
[0004]自2001年起美国的NASA与麻省理工学院合作先后进行了大量预研探索，率先提出了变形翼概念方案，由此引发了许多国家纷纷开展了变体飞行器的设计与应用研究。变体飞行器是一种全新概念的多用途、多形态飞行器，可以基于飞行环境以及任务需求进行自适应主动变形，从而提高飞行器的灵活性、适用性及其利用率。迄今为止，现有飞行器的变体主要通过改变局部机翼形状而实现，例如机翼的展向弯度变形、机翼折展变形、机翼变弦长、变厚度以及机翼变后掠等变形方式，但基本上体现为单一或者平面内两个维度的变形，变形能力相对较弱，还无法满足从飞行器从亚音速到高超声速、高空到太空的跨宽速域、跨大空域飞行对于连续改变气动外形的要求；
[0005]综上所述，现有飞行器的变体主要通过改变局部机翼形状而实现，基本上体现为单一或平面内两个维度的变形，变形能力相对较弱，还无法满足从亚音速到高超声速或高空到太空的跨宽速域过程中连续改变机翼气动外形要求的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术为解决现有飞行器的变体主要通过改变局部机翼形状而实现，基本上体现为单一或平面内两个维度的变形，变形能力相对较弱，还无法满足从亚音速到高超声速或高空到太空的跨宽速域过程中连续改变机翼气动外形要求的问题，而提出一种基于正四面体
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八面体机构的多维度变形机翼。
[0007]本专利技术的一种基于正四面体
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八面体机构的多维度变形机翼，其组成包括至少四组机翼组合单元模块；四组机翼组合单元模块依次并联设置；
[0008]所述的机翼组合单元模块包括四面体
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八面体组合骨架2和翼肋1；四面体
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八面体组合骨架2的一端设有翼肋1；
[0009]进一步的，所述的四面体
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八面体组合骨架2包括连接杆4、一号底边固定杆5、一号
旋转接头6、一号驱动电机7、二号驱动电机8、三号驱动电机9、四号驱动电机10、一号旋转支座11、三角固定架Ⅰ12、合页13、三角固定架Ⅱ14、二号旋转支座15、五号驱动电机16、侧边固定杆17、虎克铰关节Ⅱ18、二号旋转接头20、二号底边固定杆21、三号旋转接头23、侧边旋转杆24、两个虎克铰关节Ⅰ26、连接关节件27、四号旋转接头28、复合旋转接头29和五号旋转接头30；
[0010]三角固定架Ⅰ12的斜边通过合页13与三角固定架Ⅱ14的斜边铰连接，三角固定架Ⅰ12的其中一个顶点通过一号旋转支座11与四号驱动电机10的底端铰连接，四号驱动电机10的输出端通过二号旋转支座15与三角固定架Ⅱ14的其中一个顶点铰连接，三角固定架Ⅱ14的下表面沿三角形高的方向设有连接杆4，连接杆4的顶端设有一号旋转接头6，且一号旋转接头6套设在一号底边固定杆5的中部，一号底边固定杆5的一端与五号驱动电机16的底端铰连接，且五号驱动电机16的底端和输出端上分别套设有一个虎克铰关节Ⅱ18，且五号驱动电机16的输出端通过二号旋转接头20与二号底边固定杆21的一端铰连接，二号底边固定杆21的中部套设有三号旋转接头23，三号旋转接头23的底端与侧边旋转杆24的顶端连接，二号底边固定杆21的另一端与一号底边固定杆5的另一端铰连接，五号驱动电机16上两个虎克铰关节Ⅱ18的端部分别设有一个侧边固定杆17，且侧边固定杆17的顶端与虎克铰关节Ⅱ18的端部铰连接，两个侧边固定杆17的底端通过复合旋转接头29一端铰连接，侧边旋转杆24的底端通过其中一个虎克铰关节Ⅰ26与连接关节件27的一端连接，三号驱动电机9的输出端通过连接关节件27的另一端与二号驱动电机8的底端连接，二号驱动电机8的底端与连接关节件27的另一端连接处设有四号旋转接头28，二号驱动电机8的输出端通过另一个虎克铰关节Ⅰ26的一端与一号驱动电机7的底端铰连接，且二号驱动电机8的输出端与另一个虎克铰关节Ⅰ26的一端连接处设有一个五号旋转接头30，三角固定架Ⅱ14的底端顶点与另一个虎克铰关节Ⅰ26另一端铰连接，一号驱动电机7的输出端通过复合旋转接头29的另一端与三号驱动电机9的底端铰连接；
[0011]进一步的，所述的二号底边固定杆21的一端与虎克铰关节Ⅰ26之间通过拉索25连接；
[0012]进一步的，所述的二号底边固定杆21的另一端与虎克铰关节Ⅰ26之间通过拉索25连接；
[0013]进一步的，所述的一号底边固定杆5的另一端与五号旋转接头30之间通过拉索25连接；
[0014]进一步的，所述的虎克铰关节Ⅱ18与五号驱动电机16输出端连接处设有一号限位环19；
[0015]进一步的，所述的三号旋转接头23内孔与二号底边固定杆21外表面的连接处设有二号限位环22；
[0016]进一步的，所述的四面体
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八面体组合骨架2还包括连接支架3，三角固定架Ⅰ12和三角固定架Ⅱ14的斜边侧面分别设有一个连接支架3；
[0017]进一步的，所述的每两组机翼组合单元模块的翼肋1之间设有复合蒙皮31；
[0018]进一步的，在使用时，假定变形翼初始状态如图1所示，此时四面体
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八面体组合骨架2中由四号驱动电机10、一号旋转支座11、三角固定架Ⅰ12、合页13、三角固定架Ⅱ14和二号旋转支座15构成了一个四面体骨架；
[0019]再由连接杆4、一号底边固定杆5、一号旋转接头6、一号驱动电机7、二号驱动电机8、三号驱动电机9、五号驱动电机16、侧边固定杆17、虎克铰关节Ⅱ18、二号旋转接头20、二号底边固定杆21、三号旋转接头23、侧边旋转杆24、两个虎克铰关节Ⅰ26、连接关节件27、四号旋转接头28、复合旋转接头29和五号旋转接头30构成了一个八面体骨架；
[0020]控制八面体骨架中的二号驱动电机8、五号驱动电机16和四面体骨架中的四号驱动器10同步运动，从而使侧边固定杆17带动四面体骨架运动，四面体骨架中三角固定架Ⅰ12做展开运动，两者互相补偿，经过多组机翼组合单元模块的的拓展传递，实现多维度变形机翼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于正四面体
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八面体机构的多维度变形机翼，其特征在于：至少四组机翼组合单元模块；四组机翼组合单元模块依次并联设置；所述的机翼组合单元模块包括四面体
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八面体组合骨架(2)和翼肋(1)；四面体
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八面体组合骨架(2)的一端设有翼肋(1)。2.根据权利要求1所述的一种基于正四面体
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八面体机构的多维度变形机翼，其特征在于：所述的四面体
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八面体组合骨架(2)包括连接杆(4)、一号底边固定杆(5)、一号旋转接头(6)、一号驱动电机(7)、二号驱动电机(8)、三号驱动电机(9)、四号驱动电机(10)、一号旋转支座(11)、三角固定架Ⅰ(12)、合页(13)、三角固定架Ⅱ(14)、二号旋转支座(15)、五号驱动电机(16)、侧边固定杆(17)、虎克铰关节Ⅱ(18)、二号旋转接头(20)、二号底边固定杆(21)、三号旋转接头(23)、侧边旋转杆(24)、两个虎克铰关节Ⅰ(26)、连接关节件(27)、四号旋转接头(28)、复合旋转接头(29)和五号旋转接头(30)；三角固定架Ⅰ(12)的斜边通过合页(13)与三角固定架Ⅱ(14)的斜边铰连接，三角固定架Ⅰ(12)的其中一个顶点通过一号旋转支座(11)与四号驱动电机(10)的底端铰连接，四号驱动电机(10)的输出端通过二号旋转支座(15)与三角固定架Ⅱ(14)的其中一个顶点铰连接，三角固定架Ⅱ(14)的下表面沿三角形高的方向设有连接杆(4)，连接杆(4)的顶端设有一号旋转接头(6)，且一号旋转接头(6)套设在一号底边固定杆(5)的中部，一号底边固定杆(5)的一端与五号驱动电机(16)的底端铰连接，且五号驱动电机(16)的底端和输出端上分别套设有一个虎克铰关节Ⅱ(18)，且五号驱动电机(16)的输出端通过二号旋转接头(20)与二号底边固定杆(21)的一端铰连接，二号底边固定杆(21)的中部套设有三号旋转接头(23)，三号旋转接头(23)的底端与侧边旋转杆(24)的顶端连接，二号底边固定杆(21)的另一端与一号底边固定杆(5)的另一端铰连接，五号驱动电机(16)上两个虎克铰关节Ⅱ(18)的端部分别设有一个侧边固定杆(17)，且侧边固定杆(17)的顶端与虎克铰关节Ⅱ(18)的端部铰连接，两个侧边固定杆(17)的底端通过复合旋转接头(29)一端铰连接，侧边旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖洪，郭伟明，郭宏伟，陶建国，刘荣强，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：