一种被动式机翼伸缩结构的制作方法

1.本发明涉及航空飞行器设计技术领域，具体涉及一种被动式机翼伸缩结构。


背景技术：

2.高空长航时无人机的特点是能够在高空进行长时间的侦察任务，为了提升无人机升力、降低诱导阻力以及延长无人机的留空时间，高空长航时无人机普遍具有非常长的翼展。而翼展过长导致高空长航时无人机在运输、存放时占用非常大的空间，不仅增加了地面维护和运输的难度，变相的提高了维护成本，同时也非常容易在运输与存放时被侦察到错失战机。
3.为了解决这一问题，在大翼展无人机存放和运输的时候通常会采用改变机翼的展长或者折叠的变形方式降低无人机占用的空间，考虑到系统的可靠性和便捷性，机翼的变形结构将是设计难点。


技术实现要素：

4.本发明为了解决现有无人机翼展过大导致占用空间大、维护成本高、被侦察发现的几率大的问题，提出了一种被动式机翼伸缩结构，可以在存放和运输时改变无人机机翼的展长。
5.本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
6.一种被动式机翼伸缩结构包括机翼、伸缩翼、联动绳索、牵引机构和可复位伸缩机构，机翼前端面的中部设有插槽，伸缩翼的末端插装在插槽内，伸缩翼通过可复位伸缩机构与机翼连接，联动绳索的一端与伸缩翼的末端固接，联动绳索的另一端穿过插槽的槽底后与位于机身的控制机构连接，联动绳索通过牵引机构控制伸缩翼伸缩。
7.进一步地，所述可复位伸缩机构包括弹性件、固定杆和滑竿，固定杆的一端固接在机翼插槽的槽底上，固定杆的另一端插装在滑竿的一端内，滑竿的一端与插槽的槽底之间设有弹性件，滑竿的另一端延伸到伸缩翼的内部。
8.进一步地，所述弹性件为压缩弹簧，压缩弹簧套装在固定杆上。
9.进一步地，所述牵引机构包括钢丝、限位销和滑轮，限位销垂直固接在固定杆另一端的内部，滑竿另一端的两侧分别设有一个滑轮，钢丝的一端固接在伸缩翼末端的一侧，钢丝的另一端依次绕过滑竿另一端一侧的滑轮、限位销和滑竿另一端另一侧的滑轮后固接在伸缩翼末端的另一侧。
10.进一步地，所述伸缩翼末端的两侧分别各垂直固接有一个固定销，钢丝的端部固接在所述固定销上。
11.进一步地，所述固定杆的外形为六边形，滑竿是内侧形状为六边形的中空杆体。
12.进一步地，所述机翼插槽的槽底设有通孔，联动绳索设置在通孔内，通孔的正前方设有一个固定销，所述固定销固接在伸缩翼的末端，联动绳索的一端固接在所述固定销上。
13.进一步地，所述机翼前端插槽的外侧设有堵头，堵头的内孔型线与伸缩翼的外侧
型线相配合。
14.进一步地，所述伸缩翼末端的外侧壁上沿圆周方向设有限位凸缘。
15.进一步地，所述伸缩翼与机翼之间设有锁定机构，锁定机构包括锁销、锁销弹簧和锁销孔，锁销孔设置在机翼堵头的侧壁上，锁销嵌装在伸缩翼末端的外侧壁上，锁销弹簧固接在伸缩翼与锁销之间，锁销孔的位置与锁销的位置相对应设置。
16.本发明与现有技术相比包含的有益效果是：
17.1、本发明提供了一种被动式机翼伸缩结构，利用动滑轮工作原理，采用压缩弹簧作为驱动件，实现机翼的伸展和收缩功能，不仅缩减了弹性件5的压缩行程，加快了伸缩机翼2伸缩的速度，而且降低了弹性件的加工难度，提高了弹性件的使用寿命。
18.2、本发明采用被动方式伸缩，相比于现有的电机拉线、齿轮齿条驱动、液压推杆等伸缩方式，不需要其他动力源，不受高空低温影响，机构简单，零件少，便于加工，制作和维护成本低，机翼1和伸缩机翼2内部中空，重量轻，伸缩机翼2与钢丝4具有两个固定端，受力均匀，伸缩稳定性好。
19.3、本发明所涉及的被动式机翼伸缩结构，可以通过简单的零部件组装实现机翼收缩和展开功能，实现伸缩功能的所有零部件都位于伸缩机翼内部，不需要电力驱动，不受机身结构限制，可作为一个独立的系统应用于不同的无人机上，具有质量轻、结构简单、安装方便、成本低等特点。
20.4、本发明所涉及的机翼伸缩结构可以通过联动绳索与机身其它主动机构连接进行联动控制或主动控制，以保证在合适的时机控制机翼伸出，同时也可通过手动固定装置手动控制伸缩机翼的伸出。
附图说明
21.图1是本发明的伸缩翼2伸出时的主视图；
22.图2是图1中的a-a向剖视图；
23.图3是图2中g处的局部放大图；
24.图4是图2中b处的局部放大图；
25.图5是本发明的伸缩翼2收回时的主视图；
26.图6是图5中的f-f向剖视图；
27.图7是图5的侧视图；
28.图8是图6中c处的局部放大图；
29.图9是图6中d处的局部放大图；
30.图10是图6中e处的局部放大图；
31.图11是本发明中锁定机构的结构示意图。
具体实施方式
32.具体实施方式一：结合图1至图11说明本实施方式，本实施方式所述一种被动式机翼伸缩结构包括机翼1、伸缩翼2、联动绳索7、牵引机构和可复位伸缩机构，机翼1前端面的中部设有插槽，伸缩翼2的末端插装在插槽内，伸缩翼2通过可复位伸缩机构与机翼1连接，联动绳索7的一端与伸缩翼2的末端固接，联动绳索7的另一端穿过插槽的槽底后与位于机
身的控制机构连接，联动绳索7通过牵引机构控制伸缩翼2伸缩。
33.所述联动绳索7用来锁定可复位伸缩机构和牵引机构的运动，在合适的时机控制机构剪断联动绳索7可放开伸缩机翼2的伸缩运动。
34.所述机翼1为中空结构通过机身上机翼安装机构连接在机身上或固定在机身上，所述伸缩翼2为中空结构，牵引机构和可复位伸缩机构设置在伸缩翼2内。联动绳索7的另一端穿过插槽的槽底后与控制机构连接，控制伸缩翼2伸出时机。
35.本实施方式中采用联动绳索7通过牵引机构控制伸缩翼2伸缩，采用被动方式伸缩，结构简单、成本低、收放方便。而现有的电机拉线、齿轮齿条驱动、液压推杆等方式的结构会比较复杂、成本高、重量大，零部件多导致故障率升高。
36.本发明利用动滑轮工作原理，采用压缩弹簧作为驱动件，缩减了弹性件5的压缩行程，降低了弹性件5的加工难度，不需要其他动力源，不受高空低温影响，机构简单，重量轻，可作为一个独立的系统应用于不同的无人机上。
37.具体实施方式二：结合图1至图11说明本实施方式，本实施方式所述可复位伸缩机构包括弹性件5、固定杆6和滑竿8，固定杆6的一端固接在机翼1插槽的槽底上，固定杆6的另一端插装在滑竿8的一端内，滑竿8的一端与插槽的槽底之间设有弹性件5，滑竿8的另一端延伸到伸缩翼2的内部。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
38.如此设计的可复位伸缩机构利用了动滑轮运动原理，弹性件5从图6中所示压缩状态伸展到图2中所示伸展状态，伸展长度约为压缩长度的二分之一，即可保证伸缩翼2从收缩状态到完全伸出状态，如果采用常见的单根长弹簧驱动方式，弹簧需要伸展到伸缩翼的前端，伸展长度约为压缩长度的一倍，且需要两倍伸缩翼长度的伸缩导杆，占用空间大，增加系统重量。因此，本发明不仅降低了弹性件5的运动行程，降低了弹性件的加工难度，提高了弹性件的使用寿命，同时在有限的空间下也更加容易保证弹性件5在伸出状态时的伸出力，加快了伸缩翼2伸缩的速度，使得无人机可以更快的进入工作状态。
39.具体实施方式三：结合图1至图11说明本实施方式，本实施方式所述弹性件5为压缩弹簧，压缩弹簧套装在固定杆6上。其它组成和连接方式与具体实施方式二相同。
40.具体实施方式四：结合图1至图11说明本实施方式，本实施方式所述牵引机构包括钢丝4、限位销9和滑轮10，限位销9垂直固接在固定杆6另一端的内部，滑竿8另一端的两侧分别设有一个滑轮10，钢丝4的一端固接在伸缩翼2末端的一侧，钢丝4的另一端依次绕过滑竿8另一端一侧的滑轮10、限位销9和滑竿8另一端另一侧的滑轮10后固接在伸缩翼2末端的另一侧。其它组成和连接方式与具体实施方式三相同。
41.如此设计的牵引机构对伸缩翼2在伸缩的过程中起到牵引的作用，用钢丝与滑轮替代了硬质的连杆结构或齿轮齿条等结构减轻了结构重量，满足无人机的轻量化需求，且伸缩翼2与钢丝4具有两个固定端，受力均匀，伸缩稳定性好。
42.具体实施方式五：结合图1至图11说明本实施方式，本实施方式所述伸缩翼2末端的两侧分别各垂直固接有一个固定销11，钢丝4的端部固接在所述固定销11上。其它组成和连接方式与具体实施方式四相同。
43.具体实施方式六：结合图1至图11说明本实施方式，本实施方式所述固定杆6的外形为六边形，滑竿8是内侧形状为六边形的中空杆体。其它组成和连接方式与具体实施方式四相同。
44.所述固定杆6外形为六边形与滑竿8内孔六边形尺寸一致，具有导向作用，保证滑竿8在固定杆6外滑动。
45.具体实施方式七：结合图1至图11说明本实施方式，本实施方式所述机翼1插槽的槽底设有通孔，联动绳索7设置在通孔内，通孔的正前方设有一个固定销11，所述固定销11固接在伸缩翼2的末端，联动绳索7的一端固接在所述固定销11上。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
46.具体实施方式八：结合图1至图11说明本实施方式，本实施方式所述机翼1前端插槽的外侧设有堵头3，堵头3的内孔型线与伸缩翼2的外侧型线相配合。其它组成和连接方式与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。
47.所述堵头3内孔与伸缩翼2外形配合滑动保证来回滑动时机翼不上下摆动。
48.具体实施方式九：结合图1至图11说明本实施方式，本实施方式所述伸缩翼2末端的外侧壁上沿圆周方向设有限位凸缘。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
49.限位凸缘使伸翼运动到根部时不脱落同时起到限位作用。
50.具体实施方式十：结合图1至图11说明本实施方式，本实施方式所述伸缩翼2与机翼1之间设有锁定机构，锁定机构包括锁销13、锁销弹簧12和锁销孔，锁销孔设置在机翼1堵头3的侧壁上，锁销嵌装在伸缩翼2末端的外侧壁上，锁销弹簧12固接在伸缩翼2与锁销之间，锁销孔的位置与锁销13的位置相对应设置。其它组成和连接方式与具体实施方式八相同。
51.工作原理
52.当无人机转运与储存时，压缩伸缩翼2带动钢丝4拉动滑竿8压缩弹性件5使伸缩翼2缩入机翼1内中空部位，通过手动固定装置固定或联动机构相连拉住伸缩翼2使其不被弹性件5的回弹力将伸缩翼2伸出。
53.无人机伸缩翼被动式机翼伸缩结构采用手动固定装置锁定伸缩翼2时，在无人机发射时需要手动拔下固定插销或其他手动释放装置固定装置，伸缩翼2在蓄能后的弹性件5回弹力的作用下推动滑竿8滑出，滑竿8推动其上滑轮10安装的钢丝4带动伸缩翼2伸出，直至顶到安装在机翼1翼尖位置的堵头3停止，同时锁销孔与锁销正好对其，锁销弹簧推动锁销滑出插入锁销孔，完成锁定，无人机可以正常进行滑行起飞或弹射起飞等方式飞入高空。
54.无人机伸缩翼被动式机翼伸缩结构采用联动机构锁定伸缩翼2时，完全可以将无人机使用其它方式送入高空后，通过远程遥控解除伸缩翼固定装置，伸缩翼2在蓄能后的弹性件5回弹力的作用下推动滑竿8滑出，滑竿8推动其上滑轮10安装的钢丝4带动伸缩翼2伸出，直至顶到安装在机翼1翼尖位置的堵头3停止，同时锁销孔与锁销正好对其，锁销弹簧推动锁销滑出插入锁销孔，完成锁定进行飞行，保证在任何情况下进行飞行任务。
55.虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。