[發明專利]一種可控展開的大展弦比無人機機翼旋轉折疊機構

在審

• 申請號: 202011549776.0
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112572764A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 閆奕含;林謝偉;佟陽;崔燦;陳志平;李福德
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: B64C3/56
• 分類號: B64C3/56
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

一種可控展開的大展弦比無人機機翼旋轉折疊機構，包括端蓋、壓縮彈簧、鎖扣、旋轉軸、鍵、扭轉彈簧、機翼連接接頭、拔銷器。兩個機翼連接接頭通過軸承與旋轉軸進行連接。扭轉彈簧布置在機翼連接接頭之間，且扭簧的端頭插入機翼連接接頭的孔內形成連接。兩個機翼連接接頭的上下分別布置一組鎖扣及壓縮彈簧。鎖扣上布置凹槽，通過鍵與軸相連。軸的兩端布置端蓋為壓縮彈簧提供支撐。拔銷器固定在下機翼連接接頭的上表面，通過插銷與上機翼連接接頭進行連接。在折疊狀態下將機翼旋轉至與機身平行的狀態完成鎖死，有效的縮減折疊狀態下占用的空間。展開時，進行可控的鎖定解除，并且無需額外的電機驅動即可完成旋轉展開并自鎖。

技術領域

本發明涉及一種可控展開的大展弦比無人機機翼旋轉折疊機構，屬于無人機技術領域。

背景技術

可折疊無人機作為新概念飛行器，通過機械或充氣等手段實現機翼的變形，在存儲、發射、飛行或回收階段進行折疊展開來改變無人機的性能，大大提高了使用能力和作戰性能。美國陸軍武器研究發展與工程中心研制的Quick Look通過充氣實現機翼空中的展開，充氣機翼的主要問題是其充氣氣壓對剛度的影響限制了其翼載以及展弦比，彎矩過大情況下機翼容易失穩，材料老化問題也難以解決。美國Aero Vironment研制的“彈簧刀”、美國Brock Technologies研制的“Shark”等一系列炮射折疊無人機，其在儲存狀態下是通過筒壁來進行機械限位的，在射出的瞬間就會展開，無法通過指令對其展開進行控制，無法應用于高空投放折疊無人機。美國Draper實驗室研制的“WASP”無人機，以及專利“CN203681865U”中的折疊無人機將機翼在展向中間位置以弦長方向為旋轉軸進行折疊，折疊后占用的空間仍然較大，且當翼型厚度較大時折疊難度更大。專利“CN204527607U”等方案的旋轉折疊通過電機或者伺服舵機進行展開，增加了系統的復雜性以及系統附加的質量。

發明內容

本發明的目的是：克服上述現有技術的不足，設計了一種大展弦比無人機機翼折疊機構。與現有的折疊機構相比，其機翼展開可控，無需電機驅動。展開過程可靠穩定，同步性好，并且展開完成后能夠實現自鎖死。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種可控展開的大展弦比無人機機翼旋轉折疊機構，包括端蓋、壓縮彈簧、鎖扣、旋轉軸、鍵、扭轉彈簧、機翼連接接頭以及拔銷器；

兩個機翼連接接頭通過軸承與旋轉軸進行連接，機翼連接接頭繞旋轉軸進行旋轉以實現折疊或展開；扭轉彈簧布置在兩個機翼連接接頭之間，且扭轉彈簧的端頭插入機翼連接接頭上設置的孔內形成連接；兩個機翼連接接頭的上下分別布置一組鎖扣及壓縮彈簧，鎖扣上布置凹槽，通過鍵與旋轉軸相連；壓縮彈簧為鎖扣提供上下運動的動力，旋轉軸的兩端布置端蓋為壓縮彈簧提供支撐；拔銷器固定在位于下方的機翼連接接頭的上表面，通過插銷與位于上方的機翼連接接頭進行連接。

進一步的，所述鎖扣通過鍵與旋轉軸連接，使得鎖扣具有沿旋轉軸軸向上下運動的自由度，且無法繞旋轉軸進行轉動。

進一步的，所述鎖扣具有兩個凸臺，所述機翼連接接頭具有兩個對應的凹槽，用于扭轉到位后鎖死。

進一步的，所述旋轉折疊機構的展開角度通過鎖扣凸臺與機翼連接接頭上對應凹槽之間的角度來進行控制，從而對機翼展開后的后掠角進行控制。

進一步的，兩側機翼分別與兩個機翼連接接頭連接，機翼旋轉通過旋轉軸及扭轉彈簧進行折疊及展開，兩側機翼同步展開或折疊。

進一步的，通過扭轉彈簧給機翼連接接頭提供扭轉力矩實現展開。

進一步的，所述旋轉折疊機構在折疊狀態下，機翼連接接頭旋轉至與機身平行的狀態完成鎖死。

進一步的，當給出展開指令時，拔銷器上的插銷拔出，使兩個機翼連接接頭解除鎖定，機翼連接接頭同步旋轉，實現可控展開。

本發明相對現有技術的優點是：