[发明专利]一种折叠机翼的柔性可伸缩扩展机构

说明书

本发明公开一种折叠机翼的柔性可伸缩扩展机构，涉及无人机技术领域；包括控制板、电动伸缩电机、气泵、内外压强传感器、翼肋和柔性蒙皮。电动伸缩电机、气泵并排布置在靠近机身折叠铝合金的一端；电动伸缩电机和内侧机翼主梁相连接，用于驱动可伸缩扩展机构延展收缩运动；气泵与内侧机翼副梁相连接，用于维持外侧机翼内部气压；利用控制板驱动伸缩电机即能实现机翼的伸缩，并设计翼肋与柔性蒙皮粘接方式使翼肋沿翼展方向做平动；翼肋之间等距排列，每一段柔性蒙皮原始宽度相同，保证伸缩机构整体协调。内外压强传感器负责监测内部与外部气压，进而利用气泵调节伸缩机翼内部压强。本发明具有结构简单、重量轻、所占空间小的优点。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种折叠机翼的柔性可伸缩扩展机构。

背景技术

传统飞行器大多采用单一的气动布局以满足其单一设计状态下的气动需求。折叠无人机需要满足更多的飞行工况，如兼顾高速巡航与低速留空巡航。此时单一气动布局的机翼已经不能适应折叠无人机的设计要求。这就需要一种能够根据不同飞行工况而改变其气动外形的机翼设计。对于低速巡航飞行工况来说，增加机翼展长可以增大无人机的升阻比，降低巡航速度，实现长时间滞空巡航。

折叠无人机受自身小型化使用要求，飞机翼展设计尺寸受到约束，折叠发射后处在高速巡航状态，飞行速度大使得电量消耗大，续航时间短。为提升折叠无人机的航程，改变机翼长度增加展弦比以提升无人机气动性能成为一条重要途径，无人机起飞后，启动可伸缩扩展机构，伸缩机翼向外延伸，提高飞机有效升力面和升阻比，在所需升力不变的情况下(升力＝重力)，可降低巡航速度，提高飞行效率，增加航程；当无人机高速巡航时，可伸缩扩展机构完全收回，恢复至初始状态，减少飞行阻力，提高巡航速度。

目前，为满足无人机兼顾高速巡航与低速留空巡航的机翼设计，有不同的技术方案。发明专利CN202110216786.0公开了一种折叠无人机，其采用齿轮转轴控制机翼的后掠角度来实现无人机的巡航速度控制，但转轴机构齿轮与电机组机构复杂占用了机体大量空间和飞机重量，无法做到轻量化；发明专利CN202110602628.9公开了适用于小型无人机的可伸缩机翼机构，其采用内、外侧机翼相嵌套的方式构成可伸缩的机翼机构，以内侧机翼相对无人机机身固定，外侧机翼相对内侧机翼滑动的方式调节机翼翼长，可伸缩机翼工作时，内侧机翼的舵机带动滚珠丝杠运动，使丝杠螺母沿导轨移动，完成外侧机翼相对内侧机翼的移动过程，方案中外侧机翼与内侧机翼的U型梁在展开和收缩过程中易导致外侧机翼上反，从而摩擦力增大导致展开和收缩困难；实用新型CN201721827558.2，公开了用于折叠翼无人机的可伸缩机翼，其可伸缩机翼采用前翼为中空结构，内腔中滑动连接有伸缩翼的设计，内部设有伸缩杆与丝母，丝母与丝杠螺纹连接，丝杠的右端与涡轮的轴心固定连接，涡轮与蜗杆相啮合，蜗杆与电机的输出轴连接，电机的开关与微动开关连接实现机翼伸缩，该方案结构复杂，零部件繁多且零部件之间配合要求高并不实用；发明专利

CN202010495384.4提供了一种可伸缩机翼的骨架结构，其结构由舵机驱动装置、翼肋、滑轨梁和运动模块单元组成，每个运动模块单元包括八根传动连杆和与连杆形成铰接的连接结构，该方案创意新颖但驱动机构庞大且复杂，实用性不强。

发明内容

已有技术方案中机翼伸缩扩展机构零件繁多、结构复杂、扩展机翼难以实现轻量化。本发明设计了一种折叠无人机机翼的柔性可伸缩扩展机构，利用微型电动伸缩装置驱动机翼展开，重点克服现有技术方案中驱动机构效率较低、扩展机翼与机翼之间滑动摩擦大等不足，以满足折叠无人机对高速巡航与低速留空巡航飞行工况的需求。

为达到上述目的，解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种折叠机翼的柔性可伸缩扩展机构，包括电动伸缩电机2、翼肋12、伸缩杆、气泵1、内外压强传感器、柔性蒙皮14，控制板C；

折叠机翼的每一侧机翼包括折叠铝合金，内侧机翼、伸缩机翼，两侧机翼左右对称上下错位布局，机翼通过折叠铝合金与机身固定；