一种变展长与面积的伸缩翼机构制造技术

一种变展长与面积的伸缩翼机构，所述的伸缩翼由内翼和能够在内翼中伸缩的外翼组成；其特征在于：整个机构包括电机(5)和以机身左右对称的支承、传力、缓冲锁紧机构；所述的支承、传力、缓冲锁紧机构包括两组导轨(2)、滑块(9)和末端锁紧块(8)、两组扇形齿轮(3，6)、一组菱形伸缩机构(4)；菱形伸缩机构(4)的两端安装铰链，一端通过连杆连接在外翼根部扇形齿轮(6)上，另一端通过连杆连在根部扇形齿轮(3)上，通过齿轮转动带动伸缩机构变形；电机(5)安装在内翼根部，内翼根部的其中一个齿轮安装在电机(5)的输出轴上，内翼前后缘设置导轨(2)，导轨(2)外侧安装末端锁紧块(8)，固定在外翼上的滑块(9)置于导轨中，展开到位后通过末端锁紧块(8)卡住滑块(9)。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于无人机
，用于设计变外形无人机结构。
技术介绍
早期的飞机以密度小的木材、布及金属丝作为原材料，多数利用柔性机翼的弯曲或扭曲变形来产生气动操纵力，如莱特兄弟的第一架动力飞机。随着飞机速度和承载能力的提高，飞机结构的刚度要求使得柔性机翼被固定翼和操纵舵面所取代。为了提高飞机的操纵效率、适应不同的飞行环境和不同的飞行任务，人们设计了刚性变形结构，包括舵面偏转进行飞行控制、机翼变后掠角实现短距起降和超声速巡航等。但是刚性变形结构笨重复杂，特别对于变后掠翼机构，由于重量增加和可靠性降低几乎抵消了变形所带来的收益。传感器、驱动器技术的发展和智能材料结构概念的提出，为可变外形的飞机带来了新的曙光。用无缝的、连续光滑的气动控制部件取代机构关节式的传统气动控制部件，可以有效避免传统链杆系统重量大、铰链结构易疲劳、操纵性和机动性不很理想及升阻比小等问题，直接依靠机翼变形来改变空气动力进行飞行操纵，可以显著提高飞行器的气动控制性能。但是，这种基于自适应气动结构的机翼变形尺度小，只是对固定式机翼在一定程度上的补充和完善，远远无法满足未来无人机全空域、全速域的需求。因此，符合气动承载要求、满足大尺度几何变形之需，结构重量轻、控制性能优的机翼变形机构，是未来变外形无人机结构设计的关键。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种承载能力强、变形尺度大、结构轻质、控制高效的变展长与面积的伸缩翼机构。本技术的技术解决方案是一种变展长与面积的伸缩翼机构，所述的伸缩翼由内翼和能够在内翼中伸缩的外翼组成；机构包括电机和以机身左右对称的支撑、传力、缓冲锁紧机构；所述的支撑、传力、缓冲锁紧机构包括两组导轨、滑块和末端锁紧块、两组扇形齿轮、一组菱形伸缩机构；菱形伸缩机构的两端安装铰链，一端通过连杆连接在外翼根部扇形齿轮上，另一端通过连杆连在内翼根部扇形齿轮上，通过齿轮转动带动菱形伸缩机构变形；电机安装在整个菱形变形机构对称面，内翼根部靠近菱形变形机构对称面的扇形齿轮安装在电机的输出轴上，内翼前后缘设置导轨，导轨外侧安装末端锁紧块，固定在外翼上的滑块置于导轨中，完全伸展开后通过末端锁紧块卡住滑块。所述的末端锁紧块为端部不封闭的槽型结构，一端为大口端、一端为小口端，滑块从大口端进入在小口端卡住。本技术与现有技术相比的有益效果是(I)本技术通过采用导轨-滑块进行支承和传力，既能满足强度和刚度要求，又能保证外翼的长行程灵活伸缩运动，实现了承载能力强、变形尺度大。(2)本技术通过采用一个电机和两组左右对称的同步齿轮和菱形放大机构进行驱动与传动，可减少驱动器数量，实现了结构轻质。(3)本技术通过采用一个电机和两组左右对称的同步齿轮和菱形放大机构进行驱动与传动，可解决两侧机翼同步问题，并降低控制系统的复杂度，实现了控制高效。附图说明图1、图2为本技术的展开和收缩状态；图3为本技术的导轨、滑块及锁紧机构相对位置示意图；图4为本技术的缓冲与锁死机构示意图；图5为本技术的滑块示意图；图6为本技术的总体装配示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的技术方案做进一步说明可变形飞行器在飞行过程中根据飞行任务的不同改变飞行器的布局，已达到气动性能和飞行任务的完美匹配。本实施例是一种变展长与面积的伸缩翼变形机构，如图1、2、6所示，为了描述方便，图中省略了机翼机构及连接件。所述的伸缩翼由内翼和能够在内翼中伸缩的外翼I组成；机构包括电机5和以机身左右对称的支撑、传力、缓冲锁紧机构；所述的支撑、传力、缓冲锁紧机构包括两组导轨2、滑块8和末端锁紧块9 (相对位置如图3所示)、两组扇形齿轮3，6、一组菱形伸缩机构4。菱形伸缩机构4的两端安装铰链，一端铰接在外翼根部，另一端铰接在机身内部的变形机构驱动机构上，每端的铰链之间安装连杆并通过扇形齿轮3、6为机翼伸缩传力；电机5安装在变形机构对称面位置,变形机构中其中一个齿轮安装在电机5的输出轴上，内翼前后缘设置导轨2，导轨2外侧安装末端锁紧块8，固定在外翼上的滑块9置于导轨2中(如图5所示)，完全伸展开后通过末端锁紧块8卡住滑块9，导轨2本身和机翼结构固连，内侧和机身框7连接。飞行过程中，当需要机翼进行伸缩变形时，电机5驱动齿轮3，通过齿轮啮合传力到铰链处连杆，连杆带动菱形伸缩机构4，进而带动齿轮6，齿轮带动外翼，实现伸缩翼的展向伸缩。为了减轻变形结构重量和控制系统的复杂度，采用单个动力源来带动两侧外翼实现同步伸缩，为了强化菱形伸缩机构4的承载能力、运动精度和稳定性，将菱形伸缩机构两端采用铰链和扇形齿轮3，6。主翼根部的两个铰链处的连杆通过齿轮啮合实现同步运动，并通过电机驱动其中一个铰链处的连杆旋转来带动整个机构进行伸缩变形。当外翼完全伸缩出时，为了防止抖动和消耗电机能量，采用导轨末端锁紧块8来卡住滑块9的方式，靠锥面的摩擦力将变形结构的驱动与传动系统锁死。末端锁紧块8如图4所示为端部不封闭的槽型结构，一端为大口端、一端为小口端，滑块9从大口端进入在小口端卡住。当伸缩翼部件离开主翼之后，外翼将受到气动力和气动力矩的作用。外翼所受气动载荷中尤以气动升力和气动升力引起的弯矩和扭矩影响最为显著，外翼所受到的气动载荷通过与外翼支架固结的滑块9传递到导轨2上，然后由导轨2传递到机身肋框7上，滑块9与导轨2之间存在较为复杂的相互作用。整个机构收缩和展开原理相同，可实现连续变形。本技术未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变展长与面积的伸缩翼机构，所述的伸缩翼由内翼和能够在内翼中伸缩的外翼组成；其特征在于：机构包括电机(5)和以机身左右对称的支撑、传力、缓冲锁紧机构；所述的支撑、传力、缓冲锁紧机构包括两组导轨(2)、滑块(9)和末端锁紧块(8)、两组扇形齿轮、一组菱形伸缩机构(4)；菱形伸缩机构(4)的两端安装铰链，一端通过连杆连接在外翼根部扇形齿轮上，另一端通过连杆连在内翼根部扇形齿轮上，通过齿轮转动带动菱形伸缩机构(4)变形；电机(5)安装在整个菱形变形机构对称面，内翼根部靠近菱形变形机构对称面的扇形齿轮安装在电机(5)的输出轴上，内翼前后缘设置导轨(2)，导轨(2)外侧安装末端锁紧块(8)，固定在外翼上的滑块(9)置于导轨中，完全伸展开后通过末端锁紧块(8)卡住滑块(9)。

【技术特征摘要】
1.一种变展长与面积的伸缩翼机构，所述的伸缩翼由内翼和能够在内翼中伸缩的外翼组成；其特征在于机构包括电机(5)和以机身左右对称的支撑、传力、缓冲锁紧机构；所述的支撑、传力、缓冲锁紧机构包括两组导轨(2)、滑块(9)和末端锁紧块(8)、两组扇形齿轮、一组菱形伸缩机构(4)； 菱形伸缩机构(4)的两端安装铰链，一端通过连杆连接在外翼根部扇形齿轮上，另一端通过连杆连在内翼根部扇形齿轮上，通过齿轮转动带动菱形伸缩机构(4)变形；...

【专利技术属性】
技术研发人员：石永彬，白鹏，董二宝，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：实用新型
国别省市：