變體飛行器外機翼折展機構的製作方法
2023-05-10 23:51:51 2
變體飛行器外機翼折展機構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種變體飛行器外機翼折展機構。現有行星輪式外機翼折展機構傳動比相對較小，且不具有單向自鎖能力，對伺服電機的選取要求高。本實用新型包括鉸鏈支撐機構、折展機構動力傳入機構和外機翼同軸式折展關節鉸機構；鉸鏈支撐機構包括基座和第一耳片；折展機構動力傳入機構包括伺服電機、絲槓、絲槓螺母、第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪、第五齒輪和滑動杆；外機翼同軸式折展關節鉸機構包括主動圓錐齒輪、第一從動圓錐齒輪、主動外嚙合同向傳動齒輪、從動外嚙合同向傳動齒輪、主動齒輪、從動齒輪、第二耳片、第二從動圓錐齒輪和第三耳片。本實用新型具有減速比大，可折展大型外機翼，且具有單向自鎖能力。
【專利說明】變體飛行器外機翼折展機構
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於變體飛行器【技術領域】，具體涉及一種變體飛行器外機翼折展機 構。
【背景技術】
[0002] 變體飛行器是從仿生學的角度提出的，可以根據飛行任務及外界環境變化不斷 自適應地調整機翼形狀，以保持最佳翼載。目前已有的行星輪式外機翼折展機構能夠通過 其較為緊湊和簡單的機構實現對外機翼的折展運動，但由於其傳動比不大，且不具有單向 自鎖能力，這就對伺服電機的選取提出了較高的要求；且在飛行過程中需要長期對伺服電 機供電，以保持其飛行姿態。由於採用熱聚合激勵器和壓電作動器的機翼折展機構仍處於 試驗階段，尚沒有實用化。因此，在現階段設計一種變體飛行器機翼折展機構是進一步深入 研究摺疊翼變體飛行器的必要條件。
【發明內容】
[0003] 本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種變體飛行器外機翼折展機 構，該折展機構具有大減速傳動比，能夠折展質量大的外機翼，且具有單向自鎖能力。
[0004] 本實用新型包括鉸鏈支撐機構、折展機構動力傳入機構和外機翼同軸式折展關節 鉸機構；所述的鉸鏈支撐機構包括基座和第一耳片；所述的基座與內機翼的翼梁固定，第 一耳片與基座鉸接。
[0005] 所述的折展機構動力傳入機構包括伺服電機、絲槓、絲槓螺母、第一齒輪、第二齒 輪、第三齒輪、第四齒輪、第五齒輪和滑動杆；所述的伺服電機固定在電機座上，伺服電機的 輸出軸與絲槓通過聯軸器連接；所述的絲槓通過軸承支承在兩塊側支撐板上；兩塊側支撐 板分別與滑動杆的一端固定，滑動導杆與絲槓平行設置；所述的絲槓螺母套置在滑動杆上， 並與絲槓連接；絲槓螺母為橫置的方柱形，上、下側面均設有齒條；所述的第一齒輪和第三 齒輪均固定在第一安裝軸上，且第一齒輪與絲槓螺母上側面的齒條嚙合；所述的第二齒輪 和第四齒輪均固定在第二安裝軸上，且第二齒輪與絲槓螺母下側面的齒條嚙合；所述的第 五齒輪固定在第三安裝軸上，第五齒輪同時與第三齒輪、第四齒輪嚙合；所述的第一安裝軸 通過軸承座支承在上支撐板上，第二安裝軸、第三安裝軸分別通過軸承座支承在下支撐板 上；所述的電機座、上支撐板、兩塊側支撐板和下支撐板均與內機翼的翼梁通過螺栓連接。 [0006] 所述的外機翼同軸式折展關節鉸機構包括主動圓錐齒輪、第一從動圓錐齒輪、主 動外嚙合同向傳動齒輪、從動外嚙合同向傳動齒輪、主動齒輪、從動齒輪、第二耳片、第二從 動圓錐齒輪和第三耳片；所述的主動圓錐齒輪固定在第三安裝軸上；所述的第一從動圓錐 齒輪和主動外嚙合同向傳動均固定在第四安裝軸上；所述的第二從動圓錐齒輪和第三耳片 均固定在第五安裝軸上；主動圓錐齒輪的兩側分別與第一從動圓錐齒輪、第二從動圓錐齒 輪嚙合；所述的從動外嚙合同向傳動齒輪和主動齒輪均固定在第六安裝軸上；所述的第二 耳片固定在從動齒輪的端面上，從動齒輪固定在第七安裝軸上；所述的主動外嚙合同向傳 動齒輪與從動外嚙合同向傳動齒輪嚙合，主動齒輪與從動齒輪嚙合。所述的第四安裝軸、第 五安裝軸、第六安裝軸和第七安裝軸分別通過軸承座支承在下支撐板上。
[0007] 本實用新型的有益效果：
[0008] 1、本實用新型的折展機構動力傳入機構將轉動轉換為平動，再將平動轉換為轉動 的過程中，增大了輸出扭矩，絲槓螺母副起到自鎖的功能；外機翼同軸式折展關節鉸機構則 通過一對外嚙合同向傳動齒輪機構，實現兩片耳片相同的角速度和角加速度，從而實現外 機翼的折展功能。
[0009] 2、本實用新型具有大減速傳動比，能夠折展質量大的外機翼，且結構緊湊。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010] 圖1為本實用新型的整體結構立體圖；
[0011] 圖2為本實用新型中鉸鏈支撐機構的立體圖；
[0012] 圖3為本實用新型中折展機構動力傳入機構的立體圖；
[0013] 圖4-1為本實用新型中折展機構動力傳入機構的工作原理正視圖；
[0014] 圖4-2為本實用新型中折展機構動力傳入機構的工作原理側視圖；
[0015] 圖5為本實用新型中外機翼同軸式折展關節鉸機構的立體圖；
[0016] 圖6為本實用新型中外機翼同軸式折展關節鉸機構的原理示意圖；
[0017] 圖7為本實用新型中主動外嚙合同向傳動齒輪與從動外嚙合同向傳動齒輪嚙合 時的立體圖；
[0018] 圖8為本實用新型中主動外哨合同向傳動齒輪與從動外哨合同向傳動齒輪哨合 時的端面不意圖；
[0019] 圖9為本實用新型在工作狀態下的裝配立體圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0021] 如圖1和2所示，變體飛行器外機翼折展機構，包括鉸鏈支撐機構1、折展機構動力 傳入機構2和外機翼同軸式折展關節鉸機構3;鉸鏈支撐機構1包括基座1-1和第一耳片 1- 2 ;基座1-1與內機翼的翼梁4固定，第一耳片1-2與基座1-1鉸接。
[0022] 如圖3、4_1和4-2所示，折展機構動力傳入機構2包括伺服電機2-1、絲槓2-3、絲 槓螺母2_4、第一齒輪2_5、第二齒輪2_6、第二齒輪2_7、第四齒輪2_8、第五齒輪2_9和滑動 杆2-10;伺服電機2-1固定在電機座2-11上，伺服電機2-1的輸出軸與絲槓2-3通過聯軸 器2-2連接；絲槓2-3通過軸承支承在兩塊側支撐板2-13上；兩塊側支撐板2-13分別與 滑動杆2-10的一端固定，滑動導杆2-10與絲槓2-3平行設置；絲槓螺母2-4套置在滑動杆 2- 10上，並與絲槓2-3連接；絲槓螺母2-4為橫置的方柱形，上、下側面均設有齒條；第一齒 輪2-5和第三齒輪2-7均固定在第一安裝軸上，且第一齒輪2-5與絲槓螺母2-4上側面的 齒條嚙合；第二齒輪2-6和第四齒輪2-8均固定在第二安裝軸上，且第二齒輪2-6與絲槓螺 母2-4下側面的齒條嚙合；第五齒輪2-9固定在第三安裝軸上，第五齒輪2-9同時與第三齒 輪2-7、第四齒輪2-8嚙合；第一安裝軸通過軸承座支承在上支撐板2-12上，第二安裝軸、 第三安裝軸分別通過軸承座支承在下支撐板2-14上；電機座2-11、上支撐板2-12、兩塊側 支撐板2-13和下支撐板2-14均與內機翼的翼梁4通過螺栓連接。
[0023] 如圖1、5和6所示，外機翼同軸式折展關節鉸機構3包括主動圓錐齒輪3-1、第一 從動圓錐齒輪3-2、主動外嚙合同向傳動齒輪3-3、從動外嚙合同向傳動齒輪3-4、主動齒輪 3-5、從動齒輪3-6、第二耳片3-7、第二從動圓錐齒輪3-8和第三耳片3-9 ;主動圓錐齒輪 3-1固定在第三安裝軸上；第一從動圓錐齒輪3-2和主動外嚙合同向傳動3-3均固定在第 四安裝軸上；第二從動圓錐齒輪3-8和第三耳片3-9均固定在第五安裝軸上；主動圓錐齒 輪3-1的兩側分別與第一從動圓錐齒輪3-2、第二從動圓錐齒輪3-8嚙合，第一從動圓錐齒 輪3-2和第二從動圓錐齒輪3-8的轉向相反；從動外嚙合同向傳動齒輪3-4和主動齒輪3-5 均固定在第六安裝軸上；第二耳片3-7固定在從動齒輪3-6的端面上，從動齒輪3-6固定在 第七安裝軸上；主動外嚙合同向傳動齒輪3-3與從動外嚙合同向傳動齒輪3-4嚙合，主動齒 輪3-5與從動齒輪3-6嚙合，從動齒輪3-6與第一從動圓錐齒輪3-2的轉向相同。第四安 裝軸、第五安裝軸、第六安裝軸和第七安裝軸分別通過軸承座支承在下支撐板2-14上。
[0024] 如圖7所示，主動外嚙合同向傳動齒輪3-3和從動外嚙合同向傳動齒輪3-4均為 右旋齒輪，主動外哨合同向傳動齒輪3-3與從動外哨合同向傳動齒輪3-4哨合實現同向傳 動。
[0025] 如圖8所示，O1、O2分別為主動外嚙合同向傳動齒輪3-3和從動外嚙合同向傳 動齒輪3-4的迴轉中心。若主動外嚙合同向傳動齒輪3-3順時針旋轉30°，則從動外嚙合 同向傳動齒輪3-4在主動外哨合同向傳動齒輪3-3的推動下同樣也做順時針旋轉30°，即 實現同向轉動，且轉動角速度和角加速度大小一致。主動外嚙合同向傳動齒輪3-3和從動 外嚙合同向傳動齒輪3-4在這兩個位置上的嚙合點&、J 2在兩個外嚙合同向傳動齒輪基圓 的外公切線上。
[0026] 該變體飛行器外機翼折展機構的工作原理：
[0027] 如圖2、5和9所示，第一耳片1-2、第二耳片3-7和第三耳片3-9均與外機翼5固 定，使外機翼與內機翼的連接強度的增加。
[0028] 伺服電機2-1驅動絲槓2-3轉動，絲槓螺母2-4做平移運動，從而帶動第一齒輪 2- 5和第二齒輪2-6轉動，第一齒輪2-5和第二齒輪2-6對絲槓2-3的徑向力相反，防止絲 槓長期受徑向力導致變形，使傳動失效。第三齒輪2-7和第四齒輪2-8同時與第五齒輪2-9 嚙合，主動圓錐齒輪3-1將動力傳遞到外機翼同軸式折展關節鉸機構3。
[0029] 主動圓錐齒輪3-1同時與第一從動圓錐齒輪3-2和第二從動圓錐齒輪3-8嚙合， 第一從動圓錐齒輪3-2與第二從動圓錐齒輪3-8做共軸反向運動。主動外嚙合同向傳動齒 輪3-3與從動外嚙合同向傳動齒輪3-4嚙合，主動齒輪3-5與從動齒輪3-6嚙合，使得從 動齒輪3-6與第二從動圓錐齒輪3-8做共軸同向運動；從動齒輪3-6將動力傳給第二耳片 3- 7,第二從動圓錐齒輪3-8將動力傳給第三耳片3-9,使第二耳片3-7和第三耳片3-9具有 相同的角速度和角加速度，從而實現外機翼的折展功能。
【權利要求】
1.變體飛行器外機翼折展機構，包括鉸鏈支撐機構、折展機構動力傳入機構和外機翼 同軸式折展關節鉸機構，其特徵在於： 所述的鉸鏈支撐機構包括基座和第一耳片；所述的基座與內機翼的翼梁固定，第一耳 片與基座鉸接； 所述的折展機構動力傳入機構包括伺服電機、絲槓、絲槓螺母、第一齒輪、第二齒輪、第 三齒輪、第四齒輪、第五齒輪和滑動杆；所述的伺服電機固定在電機座上，伺服電機的輸出 軸與絲槓通過聯軸器連接；所述的絲槓通過軸承支承在兩塊側支撐板上；兩塊側支撐板分 別與滑動杆的一端固定，滑動導杆與絲槓平行設置；所述的絲槓螺母套置在滑動杆上，並與 絲槓連接；絲槓螺母為橫置的方柱形，上、下側面均設有齒條；所述的第一齒輪和第三齒輪 均固定在第一安裝軸上，且第一齒輪與絲槓螺母上側面的齒條嚙合；所述的第二齒輪和第 四齒輪均固定在第二安裝軸上，且第二齒輪與絲槓螺母下側面的齒條嚙合；所述的第五齒 輪固定在第三安裝軸上，第五齒輪同時與第三齒輪、第四齒輪嚙合；所述的第一安裝軸通過 軸承座支承在上支撐板上，第二安裝軸、第三安裝軸分別通過軸承座支承在下支撐板上；所 述的電機座、上支撐板、兩塊側支撐板和下支撐板均與內機翼的翼梁通過螺栓連接； 所述的外機翼同軸式折展關節鉸機構包括主動圓錐齒輪、第一從動圓錐齒輪、主動外 嚙合同向傳動齒輪、從動外嚙合同向傳動齒輪、主動齒輪、從動齒輪、第二耳片、第二從動圓 錐齒輪和第三耳片；所述的主動圓錐齒輪固定在第三安裝軸上；所述的第一從動圓錐齒輪 和主動外嚙合同向傳動均固定在第四安裝軸上；所述的第二從動圓錐齒輪和第三耳片均固 定在第五安裝軸上；主動圓錐齒輪的兩側分別與第一從動圓錐齒輪、第二從動圓錐齒輪齧 合；所述的從動外嚙合同向傳動齒輪和主動齒輪均固定在第六安裝軸上；所述的第二耳片 固定在從動齒輪的端面上，從動齒輪固定在第七安裝軸上；所述的主動外嚙合同向傳動齒 輪與從動外哨合同向傳動齒輪哨合，主動齒輪與從動齒輪哨合；所述的第四安裝軸、第五安 裝軸、第六安裝軸和第七安裝軸分別通過軸承座支承在下支撐板上。
【文檔編號】B64C3/38GK204124360SQ201420574633
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】金永平, 陸飛, 胡明, 錢萍, 周健 申請人:浙江水利水電學院