一种机翼伸出驱动装置的制作方法

1.本实用新型涉及但不限于航空传动及作动技术领域，尤指一种机翼伸出驱动装置。


背景技术：

2.变体无人飞行器将机翼收缩折叠形成柱状体以方便储运、装载，为单载体多架份发射提供基础条件。通过运载装置将多架变体无人飞行器发射到预定空域后，各变体无人飞行器机翼分别展开、伸出，变体为大展弦比固定翼无人机，开展后续集群任务，可提升发射效率并发挥飞行器组合工作效能。
3.现有技术中公开一种伸缩式变形机翼传动机构，包括减速电机、绞盘、滑轮，其中钢索、绞盘、滑轮形成闭环结构，机翼伸出段与单侧钢索固连，绞盘缠绕钢索产生位移带动机翼伸缩运动。然而，上述伸缩式变形机翼传动机构适应机翼形变能力较差。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的为：本实用新型提供一种机翼伸出驱动装置，以解决现有伸缩式变形机翼传动机构存在适应机翼形变能力较差的问题。
5.本实用新型的技术方案为：
6.本实用新型实施例提供一种机翼伸出驱动装置，包括：内翼1，外翼2，滚动导向组件，柔性传送介质3，动力收紧机构4，以及2根导轨6；
7.其中，所述2根导轨6沿展向平行对称设置于内翼1两侧内部，且外翼2两侧分别活动安装在2根导轨6上，使得外翼2沿导轨6轴向运动；
8.所述滚动导向组件包括：沿展向安装于内翼1一侧的至少2个第一固定滑轮11，沿展向安装于内翼1另一侧的至少2个第二固定滑轮12，沿航向安装于内翼1外侧两端的第三固定滑轮13和第四固定滑轮14，以及沿航向安装于外翼2内侧的至少1个活动滑轮21；
9.所述柔性传送介质3依次穿过所述滚动导向组件中的第一固定滑轮11、第三固定滑轮13、活动滑轮21、第四固定滑轮14、第二固定滑轮12，两端固定在动力收紧机构4上；
10.所述机翼伸出驱动装置，用于通过动力收紧机构4旋转缠绕柔性传送介质3使其总长度变短，带动外翼2在活动滑轮21的驱动下，沿导轨6轴向向外运动，从而展开外翼2。
11.可选地，如上所述的机翼伸出驱动装置中，
12.安装于内翼1对称两侧的第一固定滑轮11和第二固定滑轮12，用于约束柔性传送介质3的运动轨迹；
13.安装于内翼1外侧的第三固定滑轮13和第四固定滑轮14，用于转换柔性传送介质3的运动方向。
14.可选地，如上所述的机翼伸出驱动装置中，
15.所述安装于外翼2内侧的至少1个活动滑轮21，作为驱动外翼2的作用点，使得外翼2跟随活动滑轮21的移动形成伸出运动。
16.可选地，如上所述的机翼伸出驱动装置中，
17.所述外翼2内侧具体安装有2个活动滑轮21，且2个个活动滑轮21沿2根导轨6的中心线m对称安装。
18.可选地，如上所述的机翼伸出驱动装置中，
19.所述机翼伸出驱动装置中，外翼2伸出运动的驱动行程为从最接近动力收紧机构4的一个第一固定滑轮11到同侧设置的第三固定滑轮13的距离。
20.可选地，如上所述的机翼伸出驱动装置中，还包括：机体定滑轮51；
21.所述机体定滑轮51和动力收紧机构4均位于无人机机体5内，穿过滚动导向组件中各滑轮的柔性传送介质3的两端同时绕过机体定滑轮51后，固定连接到动力收紧机构4上。
22.可选地，如上所述的机翼伸出驱动装置中，
23.无人机机体5两侧对称的一组机翼共用一个动力收紧机构4，两侧对称的一组机翼的内翼1中外翼2分别布置如上述任一项所述的滚动导向组件，柔性传送介质3和2根导轨6；且无人机机体5中对称布设有2个机体定滑轮51，两侧机翼中柔性传送介质3的两端分别穿过1个机体定滑轮51后，固定在动力收紧机构4的一端。
24.可选地，如上所述的机翼伸出驱动装置中，
25.所述动力收紧机构4包括：电机41，传动组件44，位于传动组件44两侧的槽轮42，以及分别安装于一侧槽轮42上的锁定组件43。
26.本实用新型的有益效果为：
27.本实用新型实施例提供一种机翼伸出驱动装置，一者，采用滚动导向组件(例如滑轮)约束柔性传送介质3的运动轨迹，采用类似柔性传送介质3传递载荷，通过动力收紧机构4缠绕柔性传动介质，减小柔性传送介质的长度产生位移，实现对运动部件驱动的构型；二者，采用4组或4组以上滚轮(即包括第一固定滑轮11和第二固定滑轮12)安装于内翼1相对两侧的固定端，用来约束和导向柔性传动介质3的轨迹；采用1组或1组以上活动滑轮21安装于外翼2内侧的移动端，作为驱动力作用点改变移动端的位移；采用2组滚轮(包括第三固定滑轮13和第四固定滑轮14)安装于内翼1外侧的固定端，用来导向和转换柔性传送介质3的运动方向，并且约束柔性传输介质的运动轨迹，现驱动伸缩翼的大行程伸出驱动；三者，采用单套动力收紧机构，可同步收紧多组伸缩机翼的柔性传输介质，实现多组机翼伸出一致性的构型；四者，采用多组滑轮或类似滚动的导向组件在机翼内部、机翼与机身连接组件处或机身等区域适应性布局，实现钢索等柔性传输介质在小空间导向传输的构型。本实用新型实施例提供的机翼伸出驱动装置具有以下有益效果：
28.1)形变适应性强，机翼变形对本机翼伸出驱动装置的影响较小；
29.2)构型简单，尺寸小，布局灵活，可在狭小空间安装，实现大位移伸出驱动；
30.3)重量轻，采用滑轮或其它滑动类的滚动导向组件，钢索或其它柔性传送介质构型，相较于其它诸如齿条、作动器等刚性传动方案，重量优势明显，尤为适用于对重量敏感的航空领域；
31.4)同步性优，动力收紧机构同步缠绕收紧柔性传送介质，可实现多个机翼伸出驱动的一致性；
32.5)安全可靠，传递效率高；
33.6)成本低，本实用新型技术方案中各组件的设计、制造、装配、材料等成本低，在无
人飞行器中应用优势明显。
附图说明
34.附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。
35.图1为本实用新型实施例提供的一种机翼伸出驱动装置的原理结构示意图；
36.图2为本实用新型实施例提供的一种机翼伸出驱动装置的安装于机体单侧的结构示意图；
37.图3为本实用新型实施例提供的机翼伸出驱动装置处于机翼收回状态的示意图；
38.图4为本实用新型实施例提供的机翼伸出驱动装置处于机翼伸出过程的示意图；
39.图5为本实用新型实施例提供的机翼伸出驱动装置处于机翼伸出到位状态的示意图；
40.图6为本实用新型实施例提供的机翼伸出驱动装置中动力收紧机构的结构示意图。
具体实施方式：
41.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
42.上述背景技术中已经说明变体无人飞行器的飞行发射方式，其机翼分别展开、伸出，变体为大展弦比固定翼无人机，以开展后续集群任务。现有技术中公开的伸缩式变形机翼传动机构的结构形式和变形方式，该伸缩式变形机翼传动机构具有一定的机翼形变适应性，但是存在以下具体问题：
43.第一，由于整个传动装置为闭环式结构，当机翼形变量达到一定程度，将对固定滑轮或绞盘的结构件产生机械损伤；
44.第二，闭环式结构要解决钢索与绞盘之间的打滑问题；
45.第三，该实用新型绞盘、滑轮布局固化，适应性较差。
46.针对现有机翼伸出驱动装置存在的上述问题，本实用新型实施例提供一种机翼伸出驱动装置，具体考虑到以下几点设计需求：基于变体无人飞行器机翼内部空间有限，要求机翼伸出驱动装置外形尺寸应满足限制；基于大展弦比机翼有利于飞行器巡航的经济性，要求机翼伸出传动装置应具备大位移驱动能力；另外，在巡航过程中，机翼会产生形变，伸缩传动装置应具备一定的形变适应性，此外伸缩传动装置还需具备重量轻，结构简单的特点。
47.本实用新型提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
48.图1为本实用新型实施例提供的一种机翼伸出驱动装置的原理结构示意图。本实用新型实施例提供的机翼伸出驱动装置的主要结构包括：内翼1，外翼2，滚动导向组件，柔性传送介质3，动力收紧机构4，以及2根导轨6。
49.如图1所示机翼伸出驱动装置的原理结构中，2根导轨6沿展向平行对称设置于内翼1两侧内部，且外翼2两侧分别活动安装在2根导轨6上，使得外翼2沿导轨6轴向运动。
50.本实用新型实施例中的滚动导向组件包括以下各组滑轮：
51.(1)沿展向安装于内翼1一侧的第一固定滑轮11，该第一固定滑轮11的数量至少为2个，布设于图1中a点到d点之间，图1中布设有3个；
52.(2)沿展向安装于内翼1另一侧的第二固定滑轮12，该第二固定滑轮12的数量至少为2个，布设于图1中b点到c点之间，图1中布设有3个；
53.(3)沿航向安装于内翼1外侧两端的第三固定滑轮13和第四固定滑轮14，其中第三固定滑轮13接近第一固定滑轮11一侧安装，布设于图1中e点位置，第四固定滑轮14接近第二固定滑轮12一侧安装，布设于图1中f点位置；
54.(4)沿航向安装于外翼2内侧的活动滑轮21，该活动滑轮21的数量为至少1个，沿2根导轨6的中心线m对称安装。
55.本实用新型实施例中的柔性传送介质3依次穿过所述滚动导向组件中的第一固定滑轮11、第三固定滑轮13、活动滑轮21、第四固定滑轮14、第二固定滑轮12，两端固定在动力收紧机构4上；实际应用中，柔性传送介质3可以采用钢索、带、绳等柔性传送介质。
56.基于上述各滑轮的设置和柔性传送介质3的缠绕形式，本实用新型实施例提供的机翼伸出驱动装置，可以通过动力收紧机构4旋转缠绕柔性传送介质3使其总长度变短，带动外翼2在活动滑轮21的驱动下，沿导轨6轴向向外运动，从而展开外翼2。
57.本实用新型实施例中，利用滚动导向组件包括滑轮、滚轮等具有传动摩擦阻力小，传递效率高的优势；并且利用钢索、带、绳等柔性传送介质具有体积小、重量轻、传输路径可塑性强的特点，通过适应性布局，实现小空间大位移驱动传动功能。
58.另外，需要说明的是，滚动导向组件中的各个滑轮，包括第一固定滑轮11、第二固定滑轮12、第四固定滑轮14、第三固定滑轮13和活动滑轮21应位于同一平面内。
59.本实用新型上述实施例提供的滚动导向组件中各滑轮的作用如下说明：
60.(1)至少2个第一固定滑轮11和至少2个第二固定滑轮12分别沿内翼1对称两侧固定安装，其作用是约束柔性传送介质3的运动轨迹；
61.(2)第三固定滑轮13和第四固定滑轮14安装于内翼1外侧的固定端，用于转换柔性传送介质3的运动方向，分别安装于图1中e点和f点位置，且e点和f点相对于m对称，m为导轨6的中心线；
62.其中，内翼1整体为固定结构，向各滑轮提供安装的固定端。
63.(3)安装于外翼2内侧的至少1个活动滑轮21，作为驱动外翼2的作用点，使得外翼2跟随活动滑轮21的移动形成伸出运动；
64.在本实用新型实施例的一种实现方式中，如图1所示，外翼2内侧具体安装有2个活动滑轮21，且2个个活动滑轮21沿2根导轨6的中心线m对称安装；活动滑轮21作为驱动外翼2的作用点，在柔性传输介质3张紧力作用下产生驱动力。
65.从图1可以看出，本实用新型实施例中，机翼伸出驱动装置的外翼2伸出运动的驱动行程为从最接近动力收紧机构4的一个第一固定滑轮11即a点位置的第一固定滑轮11到同侧设置的第三固定滑轮13的距离，即图1中的行程s。
66.图2为本实用新型实施例提供的一种机翼伸出驱动装置的安装于机体单侧的结构
示意图。如图2所示，本实用新型实施例提供的机翼伸出驱动装置，还可以包括：机体定滑轮51。
67.由图2可以看出，机体定滑轮51和动力收紧机构4均位于无人机机体5内，穿过滚动导向组件中各滑轮的柔性传送介质3的两端同时绕过机体定滑轮51后，固定连接到动力收紧机构4上；即柔性传送介质3依次从机体定滑轮51、第一固定滑轮11、第三固定滑轮13、活动滑轮21、第四固定滑轮14、第二固定滑轮12、机体定滑轮51中穿过，柔性传送介质3的两个端点均固定在动力收紧机构4上。
68.本实施例中，机体定滑轮51的作用是作为转接点改变柔性传送介质3轨迹，以便与动力收紧机构4连接。
69.图3为本实用新型实施例提供的机翼伸出驱动装置处于机翼收回状态的示意图；图4为本实用新型实施例提供的机翼伸出驱动装置处于机翼伸出过程的示意图；图5为本实用新型实施例提供的机翼伸出驱动装置处于机翼伸出到位状态的示意图。参照图3到图5所示，本实用新型实施例提供的该机翼伸出驱动装置的具体运动过程为：
70.通过动力收紧机构4通过旋转缠绕柔性传送介质3，使绕柔性传送介质3总长度收紧减少，带动活动滑轮21延展向运动，从而驱动外翼2延展向伸出，即外翼2沿导轨6轴向向外运动，从而展开外翼2。
71.本实用新型实施例提供的机翼伸出驱动装置，一者，采用滚动导向组件(例如滑轮)约束柔性传送介质3的运动轨迹，采用类似柔性传送介质3传递载荷，通过动力收紧机构4缠绕柔性传动介质，减小柔性传送介质的长度产生位移，实现对运动部件驱动的构型；二者，采用4组或4组以上滚轮(即包括第一固定滑轮11和第二固定滑轮12)安装于内翼1相对两侧的固定端，用来约束和导向柔性传动介质3的轨迹；采用1组或1组以上活动滑轮21安装于外翼2内侧的移动端，作为驱动力作用点改变移动端的位移；采用2组滚轮(包括第三固定滑轮13和第四固定滑轮14)安装于内翼1外侧的固定端，用来导向和转换柔性传送介质3的运动方向，并且约束柔性传输介质的运动轨迹，现驱动伸缩翼的大行程伸出驱动；三者，采用单套动力收紧机构，可同步收紧多组伸缩机翼的柔性传输介质，实现多组机翼伸出一致性的构型；四者，采用多组滑轮或类似滚动的导向组件在机翼内部、机翼与机身连接组件处或机身等区域适应性布局，实现钢索等柔性传输介质在小空间导向传输的构型。本实用新型实施例提供的机翼伸出驱动装置具有以下有益效果：
72.1)形变适应性强，机翼变形对本机翼伸出驱动装置的影响较小；
73.2)构型简单，尺寸小，布局灵活，可在狭小空间安装，实现大位移伸出驱动；
74.3)重量轻，采用滑轮或其它滑动类的滚动导向组件，钢索或其它柔性传送介质构型，相较于其它诸如齿条、作动器等刚性传动方案，重量优势明显，尤为适用于对重量敏感的航空领域；
75.4)同步性优，动力收紧机构同步缠绕收紧柔性传送介质，可实现多个机翼伸出驱动的一致性；
76.5)安全可靠，传递效率高；
77.6)成本低，本实用新型技术方案中各组件的设计、制造、装配、材料等成本低，在无人飞行器中应用优势明显。
78.需要说明的是，将本实用新型实施例提供的机翼伸出驱动装置应用于无人机机体
5时，无人机机体5两侧对称的一组机翼共用一个动力收紧机构4，两侧对称的一组机翼的内翼1中外翼2分别布置如上述实施例中的一组滚动导向组件，柔性传送介质3和2根导轨6；且无人机机体5中对称布设有2个机体定滑轮51，两侧机翼中柔性传送介质3的两端分别穿过1个机体定滑轮51后，固定在动力收紧机构4的一端。如图3到图5所示，无人机机体中，分别设置有两套对称的机翼，则对称的两个机翼共用一个滚动导向组件。
79.图6为本实用新型实施例提供的机翼伸出驱动装置中动力收紧机构的结构示意图。本实用新型实施例中动力收紧机构4可以包括：电机41，传动组件44，位于传动组件44两侧的槽轮42，以及分别安装于一侧槽轮42上的锁定组件43。
80.该动力收紧机构4中，电机41作为动力收紧机构4的动力来源，为缠绕柔性传送介质3提供扭矩和速度；柔性传送介质3通过锁定组件43固定在槽轮42上，传动组件44将电机41输出进行减速、増扭、换向，输出到槽轮42上。
81.虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

技术特征：
1.一种机翼伸出驱动装置，其特征在于，包括：内翼(1)，外翼(2)，滚动导向组件，柔性传送介质(3)，动力收紧机构(4)，以及2根导轨(6)；其中，所述2根导轨(6)沿展向平行对称设置于内翼(1)两侧内部，且外翼(2)两侧分别活动安装在2根导轨(6)上，使得外翼(2)沿导轨(6)轴向运动；所述滚动导向组件包括：沿展向安装于内翼(1)一侧的至少2个第一固定滑轮(11)，沿展向安装于内翼(1)另一侧的至少2个第二固定滑轮(12)，沿航向安装于内翼(1)外侧两端的第三固定滑轮(13)和第四固定滑轮(14)，以及沿航向安装于外翼(2)内侧的至少1个活动滑轮(21)；所述柔性传送介质(3)依次穿过所述滚动导向组件中的第一固定滑轮(11)、第三固定滑轮(13)、活动滑轮(21)、第四固定滑轮(14)、第二固定滑轮(12)，两端固定在动力收紧机构(4)上；所述机翼伸出驱动装置，用于通过动力收紧机构(4)旋转缠绕柔性传送介质(3)使其总长度变短，带动外翼(2)在活动滑轮(21)的驱动下，沿导轨(6)轴向向外运动，从而展开外翼(2)。2.根据权利要求1所述的机翼伸出驱动装置，其特征在于，安装于内翼(1)对称两侧的第一固定滑轮(11)和第二固定滑轮(12)，用于约束柔性传送介质(3)的运动轨迹；安装于内翼(1)外侧的第三固定滑轮(13)和第四固定滑轮(14)，用于转换柔性传送介质(3)的运动方向。3.根据权利要求2所述的机翼伸出驱动装置，其特征在于，所述安装于外翼(2)内侧的至少1个活动滑轮(21)，作为驱动外翼(2)的作用点，使得外翼(2)跟随活动滑轮(21)的移动形成伸出运动。4.根据权利要求3所述的机翼伸出驱动装置，其特征在于，所述外翼(2)内侧具体安装有2个活动滑轮(21)，且2个个活动滑轮(21)沿2根导轨(6)的中心线(m)对称安装。5.根据权利要求4所述的机翼伸出驱动装置，其特征在于，所述机翼伸出驱动装置中，外翼(2)伸出运动的驱动行程为从最接近动力收紧机构(4)的一个第一固定滑轮(11)到同侧设置的第三固定滑轮(13)的距离。6.根据权利要求4所述的机翼伸出驱动装置，其特征在于，还包括：机体定滑轮(51)；所述机体定滑轮(51)和动力收紧机构(4)均位于无人机机体(5)内，穿过滚动导向组件中各滑轮的柔性传送介质(3)的两端同时绕过机体定滑轮(51)后，固定连接到动力收紧机构(4)上。7.根据权利要求6所述的机翼伸出驱动装置，其特征在于，无人机机体(5)两侧对称的一组机翼共用一个动力收紧机构(4)，两侧对称的一组机翼的内翼(1)中外翼(2)分别布置如权利要求1～6所述的滚动导向组件，柔性传送介质(3)和2根导轨(6)；且无人机机体(5)中对称布设有2个机体定滑轮(51)，两侧机翼中柔性传送介质(3)的两端分别穿过1个机体定滑轮(51)后，固定在动力收紧机构(4)的一端。8.根据权利要求1～4中任一项所述的机翼伸出驱动装置，其特征在于，所述动力收紧机构(4)包括：电机(41)，传动组件(44)，位于传动组件(44)两侧的槽轮
(42)，以及分别安装于一侧槽轮(42)上的锁定组件(43)。

技术总结
本实用新型实施例公开一种机翼伸出驱动装置，2根导轨沿展向平行对称设置于内翼两侧内部，外翼安装在导轨上，可沿导轨运动；滚动导向组件包括：安装于内翼一侧的第一固定滑轮，安装于内翼另一侧的第二固定滑轮，安装于内翼外侧两端的第三固定滑轮和第四固定滑轮，安装于外翼内侧的活动滑轮；柔性传送介质依次穿过第一固定滑轮、第三固定滑轮、活动滑轮、第四固定滑轮、第二固定滑轮，两端固定在动力收紧机构上；通过动力收紧机构旋转缠绕柔性传送介质使其总长度变短，带动外翼在活动滑轮的驱动下，沿轨道轴向向外运动。本实用新型实施例提供的技术方案解决了现有伸缩式变形机翼传动机构存在适应机翼形变能力较差的问题。机构存在适应机翼形变能力较差的问题。机构存在适应机翼形变能力较差的问题。


技术研发人员：蔡海宁 董鹰 孙媛 尹飞行 邓兴民
受保护的技术使用者：庆安集团有限公司
技术研发日：2022.11.18
技术公布日：2023/6/27