一种用于小型无人机的机翼折叠机构

1.本发明涉及小型无人机领域，具体涉及一种用于小型无人机的机翼折叠机构。


背景技术：

2.机翼折叠机构是一种能够实现机翼收起和展开的机构，由于其便携和灵活性，在无人机和潜空跨介质航行器中可以有广泛的应用。
3.可以使无人机在起飞、着陆或在空中时折叠翼以减小其体积，增加机动性和便携性。机翼折叠机构可以使小型无人机在起飞前将翼展缩小，减小其占用的空间，使其可以在更小的场地或设备上弹射起飞，提高其起飞的可靠性和适用性。机翼折叠机构还可以使小型无人机在飞行过程中将翼展缩小，以减小其空气阻力和飞行噪音，以适应不同巡航速度下的飞行任务。此外，机翼折叠机构可以使小型无人机在不需要飞行时将翼展折叠，以减小其体积和重量，方便携带和储存，适用于需要频繁移动或远程操作的任务。此外，折叠机翼机构还可以帮助实现小型无人机弹射起飞，以解决无人机在起飞时需要较长的跑道和平坦地形的限制。
4.潜空跨介质航行器是一种具有水陆两栖能力的航行器，它能够在水面和空中自由切换飞行模式。机翼折叠机构可以使得潜空跨介质航行器的机翼在空中飞行时展开，以达到最佳的飞行状态和性能；而在水中航行时，则可以将机翼折叠收起，减小航行器的体积和阻力，提高航行器在水中的速度和稳定性；在跨介质出水时，机翼折叠可以大幅度减小出水阻力，提高出水成功率；由空中入水时，将机翼折叠可减小水体对航行器的冲击损伤，并且折叠机翼时可大幅提高入水速度。此外，机翼折叠机构的应用还可以为潜空跨介质航行器提供弹射起飞的便利，这对于需要在短时间内部署起飞的航行器来说尤为重要。机翼折叠机构的设计可以使得机翼在弹射起飞时快速展开，从而提高起飞的成功率和安全性。总之，折叠机构可以使潜空跨介质航行器在转换飞行模式时更加灵活和快速，提高航行器的适应性和应用范围。
5.综上所述，现有的折叠机翼机构无法推动机翼实现90
°
转动，并且在折叠位置和展开位置时需要舵机持续的输出功率，才能实现自锁的功能，从而导致大量能源的浪费，并且导致舵机使用寿命缩短的问题。


技术实现要素：

6.本发明为解决现有的折叠机翼机构无法推动机翼实现90
°
转动，并且在折叠位置和展开位置时需要舵机持续的输出功率，才能实现自锁的功能，从而导致大量能源的浪费，并且导致舵机使用寿命缩短的问题，而提出一种用于小型无人机的机翼折叠机构。
7.本发明的一种用于小型无人机的机翼折叠机构，其具体结构包括一号舵机安装板1、二号舵机安装板2、舵机3、舵机连杆4、舵盘5、滑块6、转动机翼连接件8和机翼9；
8.一号舵机安装板1和二号舵机安装板2上下平行相对设置，且一号舵机安装板1和二号舵机安装板2之间设有转动机翼连接件8，且转动机翼连接件8的一端与一号舵机安装
板1和二号舵机安装板2铰连接，转动机翼连接件8的另一端与机翼9固定连接，二号舵机安装板2的下表面设有一个舵机3，舵机3的输出轴穿过二号舵机安装板2之后，与舵盘5的内孔固定连接，且舵盘5上表面通过销钉与舵机连杆4的一端铰连接，舵机连杆4的另一端与滑块6的侧面中部固定连接，转动机翼连接件8的一端端面上设有一对铰连接爪，且铰连接爪与滑块6的另一侧面铰连接，一号舵机安装板1和二号舵机安装板2相对内侧面的一端加工有波浪形滑道10，且滑块6的顶端插入到一号舵机安装板1的波浪形滑道10内部，滑块6的底端插入到二号舵机安装板2的波浪形滑道10内部；
9.进一步的，所述的转动机翼连接件8通过转轴7与一号舵机安装板1和二号舵机安装板2铰连接；
10.进一步的，所述的转轴7的底端依次穿过一号舵机安装板1和转动机翼连接件8之后，与二号舵机安装板2转动连接；
11.进一步的，所述的滑块6包括销轴和两个限位片，销轴的外表面上沿长度方向均匀的套设有两个限位片，且限位片与销轴一体设置；
12.进一步的，所述的舵机连杆4的另一端与销轴的中部固定连接，且转动机翼连接件8端面上的一对铰连接爪与销轴铰连接；
13.进一步的，所述的铰连接爪设置在两个限位片之间；
14.进一步的，所述的滑块6中销轴的顶端插入到一号舵机安装板1的波浪形滑道10内部，销轴的底端插入到二号舵机安装板2的波浪形滑道10内部；
15.进一步的，所述的舵机3通过电机座与二号舵机安装板2的下表面固定连接；
16.进一步的，在使用时，当舵机3逆时针转动时，滑块6会沿滑道向左运动，从而带动转动机翼连接件8逆时针转动；当滑块6滑过波浪形滑道10的拐点时，滑块6和转轴7轴心连线的角度不会再改变，转动机翼连接件8停止转动，机翼9到达折叠位置。但在舵机3的持续推动下，滑块6会沿滑道继续滑动至波浪形滑道10的左上方端点，此时如果机翼受到了外界的扰动力矩而使转动机翼连接件8产生围绕转轴7旋转的趋势，且滑块6的受力方向将垂直于滑块6和转轴7轴心连线，从而滑块6将被波浪形滑道10卡住，进而实现机构自锁。当机翼需要展开时，舵机反向旋转，原理与机翼折叠时完全一致；该折叠机构的优势在于可在折叠或展开状态下实现自锁，在自锁状态下不需要舵机扭矩输出，消耗能量少。
17.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
18.本发明克服了现有技术的缺点，当舵机逆时针转动时，滑块会沿波浪形滑道向左运动，从而带动转动机翼连接件逆时针转动；当滑块滑过波浪形滑道的拐点时，滑块和转轴轴心连线的角度不会继续改变，转动机翼连接件停止转动，机翼到达折叠位置，从而推动机翼实现90
°
的转动；但在舵机的持续推动下，滑块会沿滑道继续滑动至波浪形滑道的左上方端点，此时如果机翼受到了外界的扰动力矩而使转动机翼连接件产生围绕转轴旋转的趋势，且滑块的受力方向将垂直于滑块和转轴轴心的连线，从而滑块将被波浪形滑道卡住，进而实现机构自锁。当机翼需要展开时，舵机反向旋转，原理与机翼折叠时完全一致；该折叠机构的优势在于可在折叠或展开状态下实现自锁，在自锁状态下不需要舵机扭矩输出，节约了大量的能源，从而还可以使舵机的工作时间缩短，进而延长了舵机的使用寿命。
附图说明
19.图1是本发明所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构去除一号舵机安装板的三维立体结构示意图；
20.图2是本发明所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构的三维立体结构示意图；
21.图3是本发明所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构的俯视图。
具体实施方式
22.具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构，其具体结构包括一号舵机安装板1、二号舵机安装板2、舵机3、舵机连杆4、舵盘5、滑块6、转动机翼连接件8和机翼9；
23.一号舵机安装板1和二号舵机安装板2上下平行相对设置，且一号舵机安装板1和二号舵机安装板2之间设有转动机翼连接件8，且转动机翼连接件8的一端与一号舵机安装板1和二号舵机安装板2铰连接，转动机翼连接件8的另一端与机翼9固定连接，二号舵机安装板2的下表面设有一个舵机3，舵机3的输出轴穿过二号舵机安装板2之后，与舵盘5的内孔固定连接，且舵盘5上表面通过销钉与舵机连杆4的一端铰连接，舵机连杆4的另一端与滑块6的侧面中部固定连接，转动机翼连接件8的一端端面上设有一对铰连接爪，且铰连接爪与滑块6的另一侧面铰连接，一号舵机安装板1和二号舵机安装板2相对内侧面的一端加工有波浪形滑道10，且滑块6的顶端插入到一号舵机安装板1的波浪形滑道10内部，滑块6的底端插入到二号舵机安装板2的波浪形滑道10内部；
24.本具体实施方式，在使用时，当舵机3逆时针转动时，滑块6会沿滑道向左运动，从而带动转动机翼连接件8逆时针转动；当滑块6滑过波浪形滑道10的拐点时，滑块6和转轴7轴心连线的角度不会再改变，转动机翼连接件8停止转动，机翼9到达折叠位置。但在舵机3的持续推动下，滑块6会沿滑道继续滑动至波浪形滑道10的左上方端点，此时如果机翼受到了外界的扰动力矩而使转动机翼连接件8产生围绕转轴7旋转的趋势，且滑块6的受力方向将垂直于滑块6和转轴7轴心连线，从而滑块6将被波浪形滑道10卡住，进而实现机构自锁。当机翼需要展开时，舵机反向旋转，原理与机翼折叠时完全一致；该折叠机构的优势在于可在折叠或展开状态下实现自锁，在自锁状态下不需要舵机扭矩输出，消耗能量少。
25.具体实施方式二：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的机翼折叠机构的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构，所述的转动机翼连接件8通过转轴7与一号舵机安装板1和二号舵机安装板2铰连接。
26.具体实施方式三：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二所述的机翼折叠机构的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构，所述的转轴7的底端依次穿过一号舵机安装板1和转动机翼连接件8之后，与二号舵机安装板2转动连接。
27.具体实施方式四：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的机翼折叠机构的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构，所述的滑块6包括销轴和两个限位片，销轴的外表面上沿长度方向均匀的套设有两
个限位片，且限位片与销轴一体设置。
28.具体实施方式五：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式四所述的机翼折叠机构的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构，所述的舵机连杆4的另一端与销轴的中部固定连接，且转动机翼连接件8端面上的一对铰连接爪与销轴铰连接。
29.具体实施方式六：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式四所述的机翼折叠机构的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构，所述的铰连接爪设置在两个限位片之间；
30.本具体实施方式，采用铰连接爪设置在两个限位片之间，避免转动机翼连接件8在销轴上下窜动，提高该装置在使用时的稳定性。
31.具体实施方式七：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式四所述的机翼折叠机构的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构，所述的滑块6中销轴的顶端插入到一号舵机安装板1的波浪形滑道10内部，销轴的底端插入到二号舵机安装板2的波浪形滑道10内部；
32.本具体实施方式，采用滑块6中销轴的顶端插入到一号舵机安装板1的波浪形滑道10内部，销轴的底端插入到二号舵机安装板2的波浪形滑道10内部；利用一号舵机安装板1和二号舵机安装板2上的波浪形滑道10，再配合滑块6中的销轴，从而可以利用波浪形滑道10的左右两端对销轴进行锁紧固定，进而实现自锁的功能。
33.具体实施方式八：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的机翼折叠机构的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构，所述的舵机3通过电机座与二号舵机安装板2的下表面固定连接；
34.本具体实施方式，采用舵机3通过电机座与二号舵机安装板2的下表面固定连接，提高该装置在使用时的稳定性。
35.工作原理
36.在使用时，当舵机3逆时针转动时，滑块6会沿滑道向左运动，从而带动转动机翼连接件8逆时针转动；当滑块6滑过波浪形滑道10的拐点时，滑块6和转轴7轴心连线的角度不会再改变，转动机翼连接件8停止转动，机翼9到达折叠位置。但在舵机3的持续推动下，滑块6会沿滑道继续滑动至波浪形滑道10的左上方端点，此时如果机翼受到了外界的扰动力矩而使转动机翼连接件8产生围绕转轴7旋转的趋势，且滑块6的受力方向将垂直于滑块6和转轴7轴心连线，从而滑块6将被波浪形滑道10卡住，进而实现机构自锁。当机翼需要展开时，舵机反向旋转，原理与机翼折叠时完全一致；该折叠机构的优势在于可在折叠或展开状态下实现自锁，在自锁状态下不需要舵机扭矩输出，消耗能量少。

技术特征：
1.一种用于小型无人机的机翼折叠机构，其特征在于：它包括一号舵机安装板(1)、二号舵机安装板(2)、舵机(3)、舵机连杆(4)、舵盘(5)、滑块(6)、转动机翼连接件(8)和机翼(9)；一号舵机安装板(1)和二号舵机安装板(2)上下平行相对设置，且一号舵机安装板(1)和二号舵机安装板(2)之间设有转动机翼连接件(8)，且转动机翼连接件(8)的一端与一号舵机安装板(1)和二号舵机安装板(2)铰连接，转动机翼连接件(8)的另一端与机翼(9)固定连接，二号舵机安装板(2)的下表面设有一个舵机(3)，舵机(3)的输出轴穿过二号舵机安装板(2)之后，与舵盘(5)的内孔固定连接，且舵盘(5)上表面通过销钉与舵机连杆(4)的一端铰连接，舵机连杆(4)的另一端与滑块(6)的侧面中部固定连接，转动机翼连接件(8)的一端端面上设有一对铰连接爪，且铰连接爪与滑块(6)的另一侧面铰连接，一号舵机安装板(1)和二号舵机安装板(2)相对内侧面的一端加工有波浪形滑道(10)，且滑块(6)的顶端插入到一号舵机安装板(1)的波浪形滑道(10)内部，滑块(6)的底端插入到二号舵机安装板(2)的波浪形滑道(10)内部。2.根据权利要求1所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构，其特征在于：所述的转动机翼连接件(8)通过转轴(7)与一号舵机安装板(1)和二号舵机安装板(2)铰连接。3.根据权利要求2所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构，其特征在于：所述的转轴(7)的底端依次穿过一号舵机安装板(1)和转动机翼连接件(8)之后，与二号舵机安装板(2)转动连接。4.根据权利要求1所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构，其特征在于：所述的滑块(6)包括销轴和两个限位片，销轴的外表面上沿长度方向均匀的套设有两个限位片，且限位片与销轴一体设置。5.根据权利要求4所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构，其特征在于：所述的舵机连杆(4)的另一端与销轴的中部固定连接，且转动机翼连接件(8)端面上的一对铰连接爪与销轴铰连接。6.根据权利要求4所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构，其特征在于：所述的铰连接爪设置在两个限位片之间。7.根据权利要求4所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构，其特征在于：所述的滑块(6)中销轴的顶端插入到一号舵机安装板(1)的波浪形滑道(10)内部，销轴的底端插入到二号舵机安装板(2)的波浪形滑道(10)内部。8.根据权利要求1所述的一种用于小型无人机的机翼折叠机构，其特征在于：所述的舵机(3)通过电机座与二号舵机安装板(2)的下表面固定连接。

技术总结
一种用于小型无人机的机翼折叠机构，涉及小型无人机领域。为解决现有的折叠机翼机构无法推动机翼实现90


技术研发人员：孙祥仁 曹建 李晔 韩兆亮 王宝旭
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/6/7