[发明专利]一种基于正、负泊松比蜂窝芯主动变形的柔性蒙皮及设计和驱动控制方法

权利要求书

1.一种基于正、负泊松比蜂窝夹芯主动变形的柔性蒙皮设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将机翼初始翼型以及目标翼型各自的上翼型和下翼型均沿弦长等分为N段，计算每一段翼型的弯曲角度，要求每一段翼型的弯曲角度均不能大于设定值，如果超过设定值，则增加分段数；

步骤2：根据步骤1确定的分段数N，设计柔性蒙皮中蜂窝夹芯的蜂窝单胞结构参数：

所述蜂窝夹芯中的蜂窝单胞包括负泊松比蜂窝单胞和正泊松比蜂窝单胞；

首先确定负泊松比蜂窝单胞的结构参数：

根据步骤1确定的分段数N，以及已知的机翼弦长L，确定每一分段的弦长为L/N，则负泊松比蜂窝单胞x向的长度为L/N，并在0.5L/N＜h₁＜L/N范围内，设定负泊松比蜂窝单胞水平胞壁的长h₁，则得关系式

h₁-l₁cosθ₁＝0.5L/N (1)

再设定负泊松比蜂窝单胞的y向等效泊松比为ν_yx1，得关系式：

联立(1)式和(2)式得到负泊松比蜂窝单胞的倾斜胞壁长度l₁和倾斜胞壁的角度θ₁，并设定负泊松比蜂窝单胞胞壁的厚度为t₁，高度为b₁；从而确定负泊松比蜂窝单胞的结构参数；

其次根据负泊松比蜂窝单胞的结构参数确定正泊松比蜂窝单胞的结构参数：

正泊松比蜂窝单胞x向的长度为L/N，在0＜h₂＜0.5L/N范围内，设定正泊松比蜂窝单胞水平胞壁的长h₂，得关系式

h₂+l₂cosθ₂＝0.5L/N (3)

再由正、负泊松比蜂窝单胞在y方向上的长度相等，得关系式：

2l₂sinθ₂＝2l₁sinθ₁ (4)

联立(3)式和(4)式求得正泊松比蜂窝单胞的倾斜胞壁长度l₂和倾斜胞壁的角度θ₂，并设定正泊松比蜂窝单胞胞壁的厚度为t₂，高度为b₂；从而确定正泊松比蜂窝单胞的结构参数；

步骤3：将步骤2设计的正、负泊松比蜂窝单胞组合成变形单元；所述变形单元由正泊松比蜂窝多胞、负泊松比蜂窝多胞和两块形状记忆合金驱动器组合而成；

其中正泊松比蜂窝多胞为正泊松比蜂窝单胞沿y方向排列组合而成的纵向多胞；负泊松比蜂窝多胞为负泊松比蜂窝单胞沿y方向排列组合而成的纵向多胞；且纵向多胞中的单胞数量n由机翼展长M除以蜂窝单胞y向的长度所得结果取整得到；

正泊松比蜂窝多胞与负泊松比蜂窝多胞沿z方向重合叠加在一起，且变形单元中每一个正泊松比蜂窝单胞的一侧中间水平胞壁端部和与其对应重合的负泊松比蜂窝单胞的同一侧中间水平胞壁端部焊接固定；两块形状记忆合金驱动器布置在正、负泊松比蜂窝多胞组合体的正面和背面，沿y向放置且位于中间位置，分别和正、负泊松比蜂窝多胞连接，多胞中每个和驱动器接触的水平胞壁的接触部分都和驱动器焊接在一起；

每个变形单元对应一个翼型分段，将N个分段对应的变形单元沿弦向依次焊接固定，就得到柔性蒙皮中的蜂窝夹芯。

2.根据权利要求1所述一种基于正、负泊松比蜂窝芯主动变形的柔性蒙皮设计方法，其特征在于：步骤1中，所述设定值为15°。