一种可变倾角和高度的翼梢结构

技术特征：
1.一种可变倾角和高度的翼梢结构，其特征在于，包括左侧翼肋、驱动机构、变形机构、柔性蒙皮、右侧翼肋和支撑结构；所述左侧翼肋以0
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90
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夹角安装于主机翼，左侧翼肋与所述驱动机构连接，驱动机构与变形机构连接，变形机构与右侧翼肋连接；驱动机构用于带动变形机构变形，改变右侧翼肋相对于左侧翼肋的空间位置；左侧翼肋和右侧翼肋两侧之间通过支撑结构连接；所述支撑结构上覆盖安装有柔性蒙皮形成有封闭的气动外形；所述驱动机构包括电机、驱动齿轮、上齿轮、上凸轮轴、下齿轮和下凸轮轴；所述电机安装于主机翼，电机的输出轴穿过所述左侧翼肋与驱动齿轮连接；所述驱动齿轮与上齿轮和下齿轮啮合形成定轴轮系；上凸轮轴通过键连接于上齿轮，下凸轮轴通过键连接于下齿轮；上凸轮轴和下凸轮轴与变形机构连接；所述变形机构包括上推杆，下推杆，上连杆，下连杆和滑块，变形机构具有2个自由度；所述上推杆一端连接上凸轮轴，另一端铰接于上连杆中部；下推杆一端连接下凸轮轴，另一端铰接于下连杆中部；上推杆与下推杆相互平行；下连杆末端铰接于滑块，滑块连接于上连杆末端；上连杆顶端铰接于右侧翼肋上方，下连杆顶端铰接于右侧翼肋下方。2.根据权利要求1所述的一种可变倾角和高度的翼梢结构，其特征在于，由电机驱动上齿轮和下齿轮转动，从而驱动上凸轮轴和下凸轮轴转动，上凸轮轴和下凸轮轴上设置有螺旋线槽，以螺旋传动的方式推动上推杆和下推杆做直线运动，从而改变上连杆和下连杆的相互位置，进而连续改变右侧翼肋空间位置和姿态以达到变形的目的。3.根据权利要求2所述的一种可变倾角和高度的翼梢结构，其特征在于，通过反转法设计所述螺旋线槽；在已知右侧翼肋相对于左侧翼肋的空间位置变化时，通过实验或者机构运动学分析计算出上推杆和下推杆的运行轨迹，从而逆向设计柱状凸轮螺旋线槽。4.根据权利要求2所述的一种可变倾角和高度的翼梢结构，其特征在于，当上凸轮轴和下凸轮轴的螺旋线槽相同时，翼梢能够实现伸长和缩短；当上凸轮轴和下凸轮轴的螺旋线槽相反时，翼梢能够实现翼梢向上弯曲或向下弯曲；根据不同的螺旋线槽组合，实现若干种变形。5.根据权利要求1所述的一种可变倾角和高度的翼梢结构，其特征在于，所述柔性蒙皮由螺旋骨架结构和弹性基体构成；螺旋骨架结构埋在弹性基体内部；螺旋骨架结构在轴向方向上能够实现伸长、缩短、弯曲和扭转变形，并在纵向上具有承载能力；螺旋骨架结构对弹性基体存在变形约束和基体强化作用，防止弹性基体在变形过程中发生褶皱。6.根据权利要求5所述的一种可变倾角和高度的翼梢结构，其特征在于，弹性基体选用橡胶或形状记忆聚合物材料；当选用橡胶这种难以主动驱动的材质时，柔性蒙皮能够根据翼梢被动变形；当选用形状记忆聚合物时，柔性蒙皮能够在外加物理场的作用下主动变形，以满足机翼在不同飞行任务下对气动外形的要求。7.根据权利要求1所述的一种可变倾角和高度的翼梢结构，其特征在于，所述支撑结构为基于折纸的双瓦楞结构，支撑结构基本单元由两种折纸单元按照镜像的山谷线分布折叠，上下拼接而成；基本单元在三维方向上进行拓展并按照翼肋形状切割而成；基本单元在纵向上能够承担气动载荷，在轴向上能够连续弯曲和拉伸变形。

技术总结
本发明公开一种可变倾角和高度的翼梢结构，包括左侧翼肋、驱动机构、变形机构、柔性蒙皮、右侧翼肋和支撑结构；左侧翼肋以0


技术研发人员：马家耀 虞金瑞
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2022.01.28
技术公布日：2022/4/12