[发明专利]一种旋转折叠机构

说明书

本发明提供了一种旋转折叠机构，包括翼轴、纽簧和拉簧，所述的翼轴一端为铰链座，另一端为空心圆管结构；飞行器翼的翼根与所述翼轴的铰链座铰接，翼轴上安装有扭簧，提供翼绕铰接轴转动向飞行器主体外展开的动力；所述圆管远离铰链座的一端设有至少一个沿周向的斜面，与飞行器主体上的销配合，使得翼轴绕圆管轴线旋转时，翼轴伸出或缩入飞行器主体；所述的翼轴与飞行器主体之间连接有拉簧，提供翼轴缩入飞行器主体的动力。本发明能够沉入飞行器主体，减少飞行时的气动阻力。

技术领域

本发明属于航空航天系统技术领域，涉及一种用于无人飞行器的翼或舵的旋转折叠机构。

背景技术

无人飞行器的翼或舵(文中统称为翼)的折叠方式主要为三种：横向折叠、纵向折叠(嵌入式)和旋转折叠。前两种应用较普遍，而旋转折叠应用较少，只见应用于一些翼展相对较大的小型无人飞行器的折叠翼。对于展弦比较大的翼或舵，使用横向折叠会导致翼面多次折叠且相互干涉，使用纵向折叠会因为过多占用飞行器内的空间从而破坏无人飞行器的设计布局。因此，横向折叠和纵向折叠两种方式均不适合，展弦比较大的翼适宜使用旋转折叠方式。

典型的旋转折叠机构有两个运动自由度。

一个是翼面本身在根部沿过翼面垂直于飞行器主体轴线方向的纵轴进行的90°旋转运动，即翼面本身的折叠或展开运动。该轴线为铰链所在位置。展开运动利用杠杆原理，通过由压缩弹簧或作动筒驱动的活塞，在根部推动已折叠的翼面实现绕铰链轴线旋转。又通过限位块或某种类型的锁定装置实现90°旋转之后的到位锁定，最终实现翼面本身的展开。反方向的运动是翼面本身的折叠运动，当松开锁定装置时由手动反向转动实现。

另一个是以翼安装处的垂直于飞行器主体轴线方向的纵轴为轴线的旋转运动。当翼面仅本身折叠时，翼与飞行器主体轴线呈垂直状态，此时需要翼整体绕翼安装处纵轴再旋转90°，才能使翼与飞行器主体重合，达到折叠的最终效果。展开动力为平面涡卷弹簧，又名发条弹簧，拧紧后释放时会带动穿在中心的轴自动旋转。

目前典型的旋转折叠机构的问题是折叠机构外露部分不能沉入飞行器主体。折叠运动需要通过机构实现，相关机构外形复杂，即使经过优化也不可能达到翼的截面的气动特性。相关机构中，涡卷弹簧等部分可设计在飞行器主体之内，但翼面本身折叠的铰链结构等部分无可避免地会露在飞行器主体之外，破坏了无人飞行器的气动外形，增加了气动阻力。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种旋转折叠机构，能够沉入飞行器主体，减少飞行时的气动阻力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种旋转折叠机构，包括翼轴、纽簧和拉簧。

所述的翼轴一端为铰链座，另一端为空心圆管结构；飞行器翼的翼根与所述翼轴的铰链座铰接，翼轴上安装有扭簧，提供翼绕铰接轴转动向飞行器主体外展开的动力；所述圆管远离铰链座的一端设有至少一个沿周向的斜面，与飞行器主体上的销配合，使得翼轴绕圆管轴线旋转时，翼轴伸出或缩入飞行器主体；所述的翼轴与飞行器主体之间连接有拉簧，提供翼轴缩入飞行器主体的动力。

所述的翼轴上设置有限位结构，与翼根上的凸榫结构配合，将翼向飞行器主体外展开的最大转动角度限制在90°。

所述的翼轴中部为圆盘结构，圆盘外径比另一端的圆管外径大，且与圆管同轴；所述飞行器主体外壁开孔，所述圆盘外径与开孔内径相同，引导翼轴沿开孔伸出或缩入飞行器主体。

所述的翼轴上设置有锁位板簧，锁位板簧前端为弯曲的弹片结构，自由状态时与后端的主体不在同一平面，后端与翼轴铰链座固连；在翼的折叠状态，锁位板簧前部弹片被翼根压在其主体平面内，不限制翼的转动；当翼展开到位时，弹片脱离翼根压制，自由释放从而挡住翼实现锁定。

所述的翼轴在圆管末端设置有轴对称的两个螺旋斜面。