[發明專利]一種薄壁式復雜曲面造型無人飛行器的設備艙門機構

有效

• 申請號: 201410468519.2
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104192293A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 蒙志君;周堯明;平學壽;陳旭智;何維
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64C1/14
• 分類號: B64C1/14
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域

本發明涉及一種薄壁式復雜曲面造型無人飛行器的設備艙門機構，它可用于實現具有較薄且曲面造型復雜的外型的無人飛行器的設備艙門的開啟、關閉及鎖定，屬無人飛行器設計技術領域。

技術背景

日常生活中，常見的門大多是平直門，僅通過安裝合頁等簡易鉸鏈機構就能實現這類門的開啟和關閉。而對于一般的客機、軍機等飛行器，雖然具有曲面外型，但由于機身壁較厚，可以在機身蒙皮內部設計平直結構來為鉸鏈的設計提供方便，很大程度上減少了飛機艙門機構的設計難度。而在無人直升機、無人固定翼飛機等無人飛行器的結構設計過程中，飛行器復雜的氣動曲面造型以及其幾毫米甚至不到一毫米的蒙皮厚度常常對飛行器的設備艙門機構的設計產生很大的障礙。

對于這種蒙皮較薄且曲面造型復雜的無人飛行器的設備艙門的設計，目前最常見的是采用安裝快卸螺栓的方法來實現艙門的打開和關閉。這種方法較多用在小口徑(外形尺寸15厘米以內)艙門的設計上，因為小艙門需要的快卸螺栓較少，可以實現快速的拆卸。而較大艙門采用這種快卸螺栓的設計則不是很可取，原因在于：第一，較大艙門采用這種方法需要較多的快卸螺栓，實現艙門的安裝和拆卸費時費力，違背飛行器使用和維護中的簡便迅速的基本理念。第二，這種方法完成艙門的開啟和關閉需要將整個艙門卸下或安裝，大艙門采用此種方法在飛行器裝配和維護過程中必然需要多人配合才能完成艙門的裝卸，嚴重降低了工作效率。此外，在頻繁地裝卸和挪動艙門過程中難以避免會對艙門造成損害，影響飛行器的可靠性和使用壽命，同時也無疑會增加作業的安全隱患。

發明內容

本發明針對具有較薄的復雜曲面造型蒙皮結構的無人飛行器的設備艙門提出一種全新的艙門機構，它是一種根據無人飛行器蒙皮結構和艙門構型來設計的一套可以實現艙門開啟、關閉以及鎖定等功能的機構裝置。該機構采用鉸鏈機構將艙門連接在機身蒙皮上，只需打開保險鎖便可以輕松實現艙門的啟閉?？捎行Ы鉀Q傳統采用快卸螺栓的方法中需要拆裝大量快卸螺栓才能完成艙門的開啟和關閉以及需要頻繁拆卸和挪動艙門等缺點，大大提高了飛行器使用和維護的效率、可靠性及安全性等。

本發明的基本原理為：艙門啟閉采用普通的搖桿機構來設計完成，用以實現具有較薄的復雜曲面造型蒙皮結構的無人飛行器的設備艙門啟閉動作；而艙門保險鎖定則利用搖塊機構來設計，飛行器表面空氣有較強對流，所以艙門的邊緣采用保險鎖定設計可有效增加飛行的可靠性和安全性。在復雜曲面造型的蒙皮上設計艙門機構，設計難點在于轉軸的設計定位。由于曲面造型沒有直接可用的直線作為軸線，故與平直門采用的門合頁的轉軸設計方法不同，本發明將合頁組件安裝固定在機身蒙皮上艙門上下角對應處，再將一根曲軸兩端分別穿過兩個合頁組件的合頁銷孔形成轉動副，這樣便可將曲軸作為艙門啟閉機構的轉軸來實現艙門的開啟和關閉。此外，采用曲軸而非直桿作為艙門啟閉機構轉軸是為艙門的保險鎖定機構模塊設計提供支持。本發明可以用作各種具有較薄的復雜曲面造型蒙皮結構的無人飛行器的艙門機構，在飛行器的設計過程中就需要完成相應艙門的機構設計，不同曲面形狀的蒙皮和艙門造型只需更改該艙門機構部分零部件的尺寸和形狀，總體原理并不改變。

本發明一種薄壁式復雜曲面造型無人飛行器的設備艙門機構，它由以下三部分組成：合頁組件、搖桿組件和鎖定組件。它們之間的位置連接關系是：合頁組件中的合頁通過鉚釘或螺栓安裝在機身蒙皮上，鎖定組件中的插銷圓形端套在搖桿組件中的搖桿中部；搖桿組件中的搖桿兩端穿過合頁組件中合頁銷的中部圓孔。

所述合頁組件由合頁和合頁銷組合而成。合頁銷穿過合頁兩頭的圓形套筒；單頁艙門的艙門機構需要兩個合頁組件作為曲軸的安裝支點。其中，合頁由薄的鋼片加工而成，兩端窩成圓筒狀，用于安裝合頁銷。合頁銷是中間徑向開有一個安裝孔的圓桿，套在合頁卷筒內，可自由轉動。合頁采用鉚接或螺栓連接方式固定在蒙皮內部，此外，由于合頁相對艙門來說尺寸很小，所以安裝時基本可以忽略蒙皮曲率的影響。

所述搖桿組件由兩根搖桿和一根曲軸組合而成。曲軸呈凹形，兩端分別穿插在兩個合頁組件的合頁銷中間孔中，曲軸兩端帶有螺紋，用來安裝螺母以保證曲軸不能相對于合頁組件作軸向運動，但保留了曲軸的繞軸旋轉的自由度，其可繞合頁銷中間孔作旋轉運動。搖桿為兩片較薄金屬片折彎而成，一端窩成圓筒狀，圓筒套在曲軸的兩頭，另一端是開有4個固定在艙門圓孔的能與艙門緊密貼合的曲面，并在預定的位置和角度安裝固定，使其與曲軸固連成一體，可共同沿曲軸的安裝孔作旋轉運動。