[發明專利]Z型折疊翼無人飛行器機翼折疊構架及其工作方法

有效

• 申請號: 202210722270.8
• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN115056966B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 郭翔鷹;黃永暢;張嘉奕;詹天宇;楊曉東;付文昌;張競宇;趙天瑀;付雨頎;王振
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B64C3/56
• 分類號: B64C3/56
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 林佳純

本發明公開Z型折疊翼無人飛行器機翼折疊構架及其工作方法，構架主體兩側均轉動連接有偏轉部，兩組偏轉部對稱布置；偏轉部包括用于驅動折疊動作并保持折疊角度的折疊機構以及用于連接主機翼并保持翼面水平的機翼連接機構；折疊機構的一側與構架主體轉動連接，折疊機構的另一側與機翼連接機構轉動連接。Z型折疊翼無人飛行器機翼折疊機構布置于無人飛行器機身頂部，用于實現Z型折疊翼由上單翼轉變為下單翼或者由下單翼轉變為上單翼的折疊過程，并且能在任意折疊角度停止折疊動作。還能夠使Z型折疊翼無人飛行器的主機翼在保持水平的情況下，在不超出折疊范圍內的任意折疊角度進行飛行，改變其有效翼展，使無人飛行器獲得不同的氣動性能。

技術領域

本發明涉及航空技術領域，特別是涉及一種Z型折疊翼無人飛行器機翼折疊構架及其工作方法。

背景技術

無人飛行器的空氣動力學設計對其飛行性能好壞起決定性作用。在特種無人飛行器上，要求飛行器能夠適應各種不同的飛行條件和飛行任務，需要實時地改變其空氣動力學特性。比如柔性翼無人機，在空中實時地改變其翼型，適應不同的飛行高度及飛行速度以獲得當前飛行條件下最優的氣動性能；對于變展長無人機，在空中增加翼展以獲得更高的升力，使其在巡航過程中能耗減小，而在地面時收縮機翼以利于存放；

隨著無人飛行器在軍事領域的廣泛應用，對無人飛行器適應各類飛行條件以及飛行任務的能力也愈發嚴苛。折疊翼無人飛行器作為一種有潛力具備此類能力的無人飛行器，逐漸受到越來越多的關注。但是此類折疊翼無人飛行器，目前少有折疊翼飛行器具備在空中根據飛行條件及任務變化實時折疊機翼的功能，此類飛行器當前大多僅僅具有機翼展開和機翼折疊兩個狀態的設計。

對于折疊翼無人飛行器的研發，設計思路十分廣泛，主要的研發思路分為以下兩種：

一種是利用形狀記憶合金簡化飛行器的設計，將復雜的機械、液壓和機電致動器替換為以形狀記憶合金構成的致動器，甚至由形狀記憶合金制成整個機翼部件，使其自身彎曲。以此類設計，可以大幅度減小致動器的重量，以及致動器的體積。

另一種研發思路則是使用傳統的機械傳動，如液壓、機電傳動等等，通過齒輪、鉸鏈、拉桿等構件完成機翼折疊的動作，但設計中并沒有考慮如何使機翼在飛行過程中完成任意折疊動作并保持正常飛行。

上述中，采用形狀記憶合金來改變機翼折疊角度，可以實現在任意折疊角度下保持飛行，但其成本較高，且工藝較為復雜。而傳統的機械傳動，大都難以保證飛行器在飛行過程中保持任意折疊角度飛行，且在需要進行多段機翼折疊的時候，需要額外設計的控制系統。

除此之外，現有折疊翼無人飛行器，大都不具備使機翼大幅度折疊的功能，例如將機翼由上單翼位置變換到下單翼位置。而利用折疊翼實現這樣的機翼變形，既改變了展長，也改變了機翼位置，對于折疊翼飛行器適應復雜飛行條件及任務是有所幫助的，但是此類設計的一個問題在于如何保證提供升力的主要翼面保持水平，且需要確保其在任意折疊角度下折疊構架的剛度足夠而不會影響到飛行器的穩定性。

發明內容

本發明的目的是提供Z型折疊翼無人飛行器機翼折疊構架及其工作方法，以解決上述現有技術存在的問題，該Z型折疊翼無人飛行器折疊構架能根據飛行任務不同，改變折疊構型，從而改善飛行器的操控靈敏性、飛行升阻比、縱向及橫向的靜穩定性和動穩定性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種Z型折疊翼無人飛行器機翼折疊構架，包括用于與機身固定連接的構架主體，所述構架主體兩側均轉動連接有偏轉部，兩組所述偏轉部關于所述構架主體對稱布置；

所述偏轉部包括用于驅動折疊動作并保持折疊角度的折疊機構以及用于連接主機翼并保持翼面水平的機翼連接機構；所述折疊機構的一側與所述構架主體轉動連接，所述折疊機構的另一側與所述機翼連接機構轉動連接。