[發明專利]變形翼機構

有效

• 申請號: 201210157421.6
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN102673774A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 雷娟棉;王賢勇;黃燦;鄭志偉
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B64C3/38
• 分類號: B64C3/38;B64C3/40;B64C3/48
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕;郭德忠

技術領域

本發明涉及無人飛行器的變形翼，屬于可變形無人飛行器結構技術領域。

背景技術

傳統的飛行器由于幾何外形基本保持不變，其系統功能是基本固定的，在相同的大氣環境中，只能完成特定的飛行動作。然而，技術的飛速發展和進步使得我們對飛行器的多功能化要求也在不斷提高。

可變形無人飛行器是指飛行器在飛行過程中可以改變外形，以適應寬廣變化的飛行環境，完成各種任務使命，有效實施控制，提高飛行器的機動能力，改善飛行性能。與現有飛行器不連續改變后掠角或控制面角度的傳統方法不同，它可以有效地實現外形的光滑連續變形。可變形無人飛行器將對未來高技術飛行器的發展產生巨大影響。在可變形無人飛行器變形機構技術上的知識、技術創新，將為我國可變形飛行器的研究和發展提供科學技術儲備，加速智能變形技術的實用化進程，但由于其研究起步晚，且技術較為復雜，在目前的應用中基本上還處于空白狀態。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種變形翼機構，能夠通過作動器的驅動使可變形無人飛行器機翼的展長、后掠角和翼型實現連續改變。

本發明變形翼機構包括兩個以上的變展長結構單元、變后掠液壓缸和蒙皮，其中變展長結構單元包括兩根以上的展向梁、兩根弦向梁和柱狀伸縮機構，展向梁包括展向梁套、展向梁軸、電機和絲杠，弦向梁包括主弦向梁、前緣弦向短梁和后緣弦向短梁和變彎度電機,柱狀伸縮機構由電機、絲桿和絲桿套組成，電機通過正轉和反轉使絲桿套沿絲桿上下移動。

主弦向梁上等間距加工水平安裝孔，前緣弦向短梁和后緣弦向短梁分別銷接在主弦向梁的兩端，變彎度電機安裝在主弦向梁上與前緣弦向短梁和后緣弦向短梁的連接部位以控制其彎曲度；展向梁套為縱向剖面為矩形的筒形結構，其中部固定變展長電機，變展長電機兩端固定絲杠，絲杠與展向梁軸螺紋配合，同時展向梁軸位于展向梁套內部并與其配合；

在一個變展長結構單元中，弦向梁水平且平行設置在同一平面內，展向梁與弦向梁相互垂直相交，展向梁的展向梁軸通過銷軸安裝在相對應的主弦向梁上的水平安裝孔內，銷軸的安裝方向垂直于水平安裝孔方向，柱狀伸縮機構垂直固定且對稱安裝在弦向梁的上下表面和兩端；

兩組以上的變展長結構單元之間通過展向梁軸和展向梁套并列銷接在一起組成變形翼的整體結構，展向梁的末端展向梁軸與機身的固定部位鉸鏈連接，弦向梁的末端主弦向梁與固定在機身內的變后掠液壓缸鉸鏈連接，整個機翼的外表面采用蒙皮使機翼整體外形在變形前后始終保持光滑。

工作方式：

（1）變展長

展向梁套內的電機帶動絲杠轉動，絲杠帶動展向梁軸在展向運動，從而展向梁軸與展向梁套之間以某種速度相對運動并達到所需要的某個位置，繼而使展長變長或縮短。

（2）變后掠

在變后掠液壓缸的驅動下，弦向梁和展向梁之間會產生相對轉動，因此可改變機翼的后掠（或前掠）角，且后掠（或前掠）角的改變量等于弦向梁和展向梁之間夾角的變化量。

（3）變翼型

在變彎度電機的驅動下，前緣弦向短梁和后緣弦向短梁會產生相對轉動，繼而翼型就會出現相應的彎度；當弦向梁上的柱狀伸縮機構伸縮時，翼型就會有相應的改變。

有益效果：

1、本發明在變翼型時利用弦向梁上的變彎度電機和柱狀伸縮機構配合實現翼型的改變，變形幅度大；

2、在變后掠時利用變展長結構單元之間多個銷接點實現平行旋轉，使平行于來流方向的平面切割翼所得翼型保持不變，從而簡化了對流場的控制，使變后掠的控制和操作實現簡單可靠；

3、在變展長時采用展向梁套內的電機帶動絲杠實現長度伸縮變化，變形過程無突變，因此可保證蒙皮在變形過程中保持光滑；

4、本發明為可變形無人飛行器的發展積累了技術基礎。

附圖說明

圖1為本發明變展長結構單元示意圖；

圖2為本發明變展長結構縮短時剖面示意圖；

圖3為本發明變展長結構伸長時剖面示意圖；

圖4為本發明機翼展長改變時內部結構示意圖；

圖5為本發明機翼變后掠時內部結構示意圖；

圖6為本發明變翼型機構示意圖；

圖7為本發明機翼變彎度時內部結構示意圖；

圖8為本發明機翼變翼型時內部結構示意圖；

其中，1-柱狀伸縮機構、2-前緣弦向短梁、3-主弦向梁、4-第一后緣弦向短梁、5-第二后緣弦向短梁、6-展向梁軸、7-展向梁套、8-變展長電機、9-絲杠、10-變彎度電機、11-變后掠液壓缸。

具體實施方式