[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于柔性機(jī)翼的剛度補(bǔ)償裝置及其工作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010021686.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111152912B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周麗;支彭勃;邱濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B64C3/38
• 分類(lèi)號(hào): B64C3/38
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 王慧穎

1.一種用于柔性機(jī)翼的剛度補(bǔ)償裝置，包括機(jī)身（1），其特征在于，所述的機(jī)身（1）中設(shè)置有剛度補(bǔ)償裝置（2），所述的剛度補(bǔ)償裝置（2）包括預(yù)載施加裝置（13）以及固定安裝在預(yù)載施加裝置（13）頂部的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置；

所述的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置包括外筒（8），外筒（8）頂端設(shè)置有螺套（3），并在外筒（8）頂端開(kāi)口設(shè)置止推軸承（7），通過(guò)外筒（8）、止推軸承（7）的配合限制螺套（3）的軸向位移；所述的螺套（3）的內(nèi)螺紋中設(shè)置有螺桿（9）；

所述的預(yù)載施加裝置（13）內(nèi)部中分別設(shè)置上活塞板（14）、下活塞板（15）；所述的上活塞板（14）、下活塞板（15）之間設(shè)置彈簧（19），且在上活塞板（14）、下活塞板（15）的活塞桿之間設(shè)置定位銷(xiāo)和定位孔（18）確保上活塞板（14）以及下活塞板（15）的軸線重合；所述的下活塞板（15）與預(yù)載施加裝置（13）底部形成的空間填充有油液（17）；

所述的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置通過(guò)螺桿（9）與預(yù)載施加裝置（13）中的上活塞板（14）連接，實(shí)現(xiàn)力的傳遞。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于柔性機(jī)翼的剛度補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的剛度補(bǔ)償裝置（2）安裝在與機(jī)身（1）與翼根連接處，剛度補(bǔ)償裝置的外筒（8）與根部翼肋固定連接；剛度補(bǔ)償裝置（2）后利用空心復(fù)材管（4）連接若干個(gè)翼肋（5）；翼根處的翼肋（5）與剛度補(bǔ)償裝置（2）的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置連接；空心復(fù)材管（4）一端與運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的螺套（3）相連，另一端與根部翼肋相鄰翼肋相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于柔性機(jī)翼的剛度補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的預(yù)載施加裝置（13）的頂部套在運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的底部，且預(yù)載施加裝置（13）通過(guò)螺釘（12）與運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的外筒（8）固定連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于柔性機(jī)翼的剛度補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的預(yù)載施加裝置（13）在填充有油液（17）的外側(cè)設(shè)置進(jìn)油嘴（16），所述的進(jìn)油嘴（16）通過(guò)連接輸油管（6）調(diào)整油液液壓。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于柔性機(jī)翼的剛度補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的螺桿（9）設(shè)置有導(dǎo)向板（10）以及導(dǎo)向槽（11）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1~5任一所述的一種用于柔性機(jī)翼的剛度補(bǔ)償裝置的工作方法，其特征在于，所述的方法中通過(guò)預(yù)載施加裝置以及運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的配合實(shí)現(xiàn)剛度補(bǔ)償和主動(dòng)控制扭轉(zhuǎn)變形，具體如下：

運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置主實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)的相互轉(zhuǎn)化，將機(jī)翼相鄰翼肋之間受到的扭矩轉(zhuǎn)化為推力，扭矩通過(guò)空心復(fù)材管（4）傳遞到翼根的剛度補(bǔ)償裝置后，會(huì)首先傳遞到運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，作用在螺套（3）上，帶動(dòng)螺套（3）旋轉(zhuǎn)，由于螺桿（9）被導(dǎo)向板（10）和導(dǎo)向槽（11）限制，螺桿（9）不能旋轉(zhuǎn)，因此會(huì)在螺桿（9）和螺套（3）之間產(chǎn)生相互沿軸向的推力；螺套（3）被外筒（8）和止推軸承（7）限制了軸向位移，該推力推動(dòng)螺桿（9）產(chǎn)生軸向位移，從而實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化，也實(shí)現(xiàn)了將機(jī)翼受到的扭矩轉(zhuǎn)化為推力；

預(yù)載施加裝置的工作方法：運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置將推力傳遞到預(yù)載施加裝置后，會(huì)先傳遞給上活塞板（14），上活塞板（14）傳遞給彈簧，壓縮彈簧（19），此時(shí)的機(jī)翼單位扭轉(zhuǎn)角產(chǎn)生的扭矩就對(duì)應(yīng)著彈簧單位位移產(chǎn)生的推力，柔性機(jī)翼的抗扭剛度就對(duì)應(yīng)著彈簧的抗壓剛度；

當(dāng)機(jī)翼需要進(jìn)行剛度補(bǔ)償時(shí)，由于下活塞板（15）與油液（17）相接觸，通過(guò)增加液壓調(diào)節(jié)油液的量，帶動(dòng)下活塞板（15）壓縮彈簧，并將產(chǎn)生的彈力通過(guò)上活塞板（14）傳遞給螺桿（9），然后通過(guò)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置將彈力轉(zhuǎn)化為扭矩與氣動(dòng)力作用下在相鄰翼肋之間產(chǎn)生的扭矩相平衡，此時(shí)彈簧單位位移產(chǎn)生的推力與機(jī)翼單位扭轉(zhuǎn)角產(chǎn)生的扭矩對(duì)應(yīng)起來(lái)，柔性機(jī)翼的抗扭剛度就和彈簧的抗壓剛度相對(duì)應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)柔性機(jī)翼抗扭剛度的補(bǔ)償；

當(dāng)需要對(duì)機(jī)翼進(jìn)行主動(dòng)扭轉(zhuǎn)控制時(shí)，通過(guò)調(diào)整油液（17）的液壓，上活塞板（14）、下活塞板（15）通過(guò)定位銷(xiāo)和定位孔（18）保證其軸線始終重合，然后逐漸靠近并最終接觸，液壓推動(dòng)活塞板，傳遞到運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，由運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將推力轉(zhuǎn)化為扭矩傳遞給空心復(fù)材管（4），使得相鄰翼肋之間產(chǎn)生相對(duì)扭轉(zhuǎn)，從而主動(dòng)控制機(jī)翼扭轉(zhuǎn)。