机翼变形驱动结构及飞机

1.本技术涉及机翼技术领域，尤其涉及一种机翼变形驱动结构及飞机。


背景技术：

2.机翼是飞机产生升力的主要部件，机翼蒙皮上的微小凸起和凹陷都会使气动力在翼表面进行重新分布。所以，在飞机飞行过程中，通过使机翼蒙皮产生可控的变形，能够提升飞机的稳定性、机动性等。
3.但是，机翼蒙皮的内部空间较小，且通常分布有翼梁、纵墙等结构。目前的驱动结构通常需要占用较大的空间且质量较大，不适于布置于机翼内来控制机翼蒙皮产生变形。


技术实现要素：

4.本技术实施例通过提供一种机翼变形驱动结构及飞机，解决了现有技术中的驱动结构不适于布置于机翼内来控制机翼蒙皮产生变形的技术问题。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种机翼变形驱动结构，该机翼变形驱动结构包括：传动件；多根记忆合金丝，所述记忆合金丝的一端与所述传动件连接，所述记忆合金丝的另一端固定，并且多根所述记忆合金丝被配置为部分通电以驱动所述传动件转动和/或移动；以及至少一根连接杆，所述连接杆的一端与所述传动件连接，所述连接杆的另一端用于与机翼蒙皮连接。
6.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述机翼变形驱动结构还包括与所述传动件的外侧面连接的外壳，并且所述外壳与所述传动件间具有间隔；所述连接杆的一端与所述外壳连接。
7.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述外壳的外侧面为球面，所述外壳的外侧面的球心与所述传动件的转动中心重合。
8.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述机翼变形驱动结构包括五根所述连接杆，且五根所述连接杆与所述外壳的连接位置分布于矩形的四个顶点和矩形两条对角线的交点。
9.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述机翼变形驱动结构还包括用于设置于所述机翼蒙皮内壁的球形轴承座；所述连接杆的远离所述传动件的端部为球头结构，所述球头结构位于所述球形轴承座内。
10.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述机翼变形驱动结构包括八根所述记忆合金丝，所述传动件的两侧均分布有四根所述记忆合金丝；位于所述传动件同侧的四根所述记忆合金丝在所述传动件上的连接位置分布于矩形的四个顶点。
11.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述传动件为球形。
12.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述机翼变形驱动结构还包括开设有容纳腔的固定架；所述传动件和多根所述记忆合金丝位于所述容纳腔内，所述记忆合金丝的背离所述传动件的端部连接于所述容纳腔的内壁；所述连接杆的一端伸入所述容纳腔与
所述传动件连接。
13.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述容纳腔的内壁开设有凹槽，所述传动件位于所述凹槽内。
14.第二方面，本技术实施例提供了一种飞机，该飞机包括机翼蒙皮和至少一个如第一方面或第一方面任一项所述的机翼变形驱动结构；所述连接杆的远离所述传动件的端部与所述机翼蒙皮连接。
15.本技术实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果：
16.本技术实施例提供了一种机翼变形驱动结构，该机翼变形驱动结构在使用时，连接杆的远离传动件的端部与机翼蒙皮的内侧连接。在需要控制机翼蒙皮产生变形时，对其中一根或几根记忆合金丝通电，被通电的记忆合金丝发热并收缩，进而带动传动件转动和/或移动。传动件通过连接杆带动机翼蒙皮产生变形。本技术实施例提供的机翼变形驱动结构采用记忆合金丝驱动，并通过传动件和连接杆带动机翼蒙皮产生变形，所占用空间较小且整体质量较小。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本技术实施例提供的机翼变形驱动结构安装于机翼的示意图；
19.图2为本技术实施例提供的机翼变形驱动结构的俯视图；
20.图3为本技术实施例提供的传动件与记忆合金丝的连接示意图；
21.图4为本技术实施例提供的外壳、传动件与记忆合金丝间的连接示意图；
22.图5为本技术实施例提供的球形轴承座在机翼蒙皮上的分布图；
23.图6为本技术实施例提供的连接杆与外壳的连接示意图。
24.附图标记：10、机翼蒙皮；20、传动件；30、外壳；40a-40h、记忆合金丝；50、连接杆；51、球头结构；60、球形轴承座；70、固定架；71-容纳腔；72、凹槽；80、挂钩。
具体实施方式
25.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
27.本技术实施例提供了一种机翼变形驱动结构，如图1至图6所示。为了方便观察和理解，在本技术的部分附图中标示出了坐标轴。本技术实施例中的方位参照图1中所示的飞机；具体地，x轴表示与机身长度方向垂直并远离机身的方向，y轴表示机头至机尾的方向，z轴表示飞机高度的方向。
28.同时参照图1和图2所示，本技术实施例提供的机翼变形驱动结构包括传动件20、多根记忆合金丝40a-40h和至少一根连接杆50。
29.示例性地，图2中的传动件20为球形。球形的传动件20在绕球心转动时，在各方位的质量分布不会发生变化，能够避免传动件20转动对飞机的飞行产生影响。当然，本技术的传动件20并不以球形为限制，还可以为正方体、十二面体等其他形状。
30.记忆合金丝40a-40h的一端与传动件20连接，记忆合金丝40a-40h的另一端固定。记忆合金丝40a-40h与传动件20的具体连接结构如图4所示，传动件20的表面设置有挂钩80，记忆合金丝40a-40h的一端被制作成环状结构，环状结构套在传动件20表面的挂钩80。此外，记忆合金丝40a-40h与传动件20间也可以采用直接粘接或焊接等连接方式。
31.在本技术实施例的机翼变形驱动结构中，部分或全部记忆合金丝40a-40h通过导线与电源连接。当给记忆合金丝40a-40h通电时，记忆合金丝40a-40h发热并产生相变。按照热-力耦合循环变形规律，通过控制记忆合金丝40a-40h上的电流实现对形状记忆合金丝40a-40h加热量的精确控制，使其达到奥氏体相结束温度。记忆合金丝40a-40h向纯奥氏体相产生相变能够使记忆合金丝40a-40h的长度缩短。
32.多根记忆合金丝40a-40h被配置为部分通电以驱动传动件20转动和/或移动。具体地，通电的部分记忆合金丝40a-40h产生热量并收缩，另一部分未通电的记忆合金丝40a-40h被已产生收缩的记忆合金丝40a-40h拉伸，进而使传动件20发生转动和/或移动。多根记忆合金丝40a-40h在驱动传动件20转动和/或移动前，以及在驱动传动件20和/或移动后，能够使传动件20保持静止。
33.图2示例性地提供了机翼变形驱动结构包括八根记忆合金丝40a-40h的情况，并且在图2中传动件20的左侧分布有四根记忆合金丝40a-40d，在图2中传动件20的右侧也分布有四根记忆合金丝40e-40h。如图4所示，位于传动件20同侧的四根记忆合金丝40a-40d/40e-40h在传动件20上的连接位置分布于矩形的四个顶点。
34.参照图1至图3所示，以改变机翼前缘部分的弯度为例，来说明图2中八根记忆合金丝40a-40h控制传动件20转动和/或移动的原理。此时，需要对图1和图2中的四个传动件20进行控制，使图1左上角的传动件20沿xoy平面逆时针方向旋转，使图1左下角的传动件20沿y轴正方向位移，使图1右上角的传动件20沿xoy平面顺时针方向旋转，使图1右下角的传动件20沿y轴负方向位移。对于图1左上角的传动件20而言，对图3所示的其中四根记忆合金丝40a、40b、40g、40h按照热-力耦合循环变形规律，通电加热使其收缩，传动件20整体沿xoy平面逆时针方向旋转。对于图1左下角的球形机构而言，对图3所示的其中四根记忆合金丝40e、40f、40g、40h按照热-力耦合循环变形规律，通电加热使其收缩，传动件20整体沿y轴正方向位移。对于图1右上角的球形结构而言，对图3所示的其中四根记忆合金丝40c、40d、40e、40f按照热-力耦合循环变形规律，通电加热使其收缩，传动件20整体沿xoy平面顺时针方向旋转。对于图1右下角的传动件20而言，对图3所示的其中四根记忆合金丝40a、40b、40c、40d按照热—力耦合循环变形规律，通电加热使其收缩，传动件20整体沿y轴负方向位
移。上述控制过程实现了机翼的翼展变形，改变了机翼的弯度。
35.连接杆50的一端与传动件20连接。在该机翼变形驱动结构安装于机翼内部时，连接杆50的远离传动件20的端部与机翼蒙皮10连接。在传动件20发生转动和/或移动时，传动件20通过连接杆50带动机翼蒙皮10产生变形。
36.如图4所示，机翼变形驱动结构还包括与传动件20的外侧面连接的外壳30，并且外壳30与传动件20间具有间隔。连接杆50的一端与外壳30连接，即连接杆50通过外壳30与传动件20间接连接。多根记忆合金丝40a-40h带动传动件20转动和/或移动时，传动件20的转动和/或移动的幅度较小，而设置于传动件20外侧的外壳30能够增大转动和/或移动的幅度，进而通过连接杆50使机翼蒙皮10具有较大的变形范围，气动力的分布能够被在较大的范围内进行调节。
37.示例性地，外壳30的外侧面为球面，外壳30的外侧面的球心与传动件20的转动中心重合。在多根记忆合金丝40a-40h带动传动件20转动时，外壳30的外侧面绕传动件20的转动中心转动。
38.本技术机翼变形驱动结构中可以包括一根或多根连接杆50，具体数量可以根据需要来进行设置。如图5所示，本技术实施例的机翼变形驱动结构包括五根连接杆50，并且五根连接杆50与外壳30的连接位置分布于矩形的四个顶点和矩形两条对角线的交点。五根连接杆50被传动件20作为整体带动，五根连接杆50所连接的机翼蒙皮10的部分区域发生整体变形。图6示出了本技术实施例中连接杆50与外壳30的具体连接结构，外壳30上设置有挂钩80，每根连接杆50的与外壳30连接的端部呈环状结构，该环状结构套在外壳30的挂钩80上；在外壳30随传动件20转动和/或移动时，连接杆50与挂钩80相对转动。此外，连接杆50与外壳30之间也可以采用焊接、螺栓连接等方式。
39.继续参照图1所示，机翼变形驱动结构还包括用于设置于机翼蒙皮10内壁的球形轴承座60。连接杆50的远离传动件20的端部为球头结构51，球头结构51位于球形轴承座60内。在连接杆50带动机翼蒙皮10变形时，连接杆50的球头结构51在球形轴承座60转动。
40.相对应地，在机翼变形驱动结构包括五根连接杆50时，本技术实施例包括五个球形轴承座60，如图6所示，五个球形轴承座60在机翼蒙皮10上分布于矩形的四个顶点和矩形两条对角线的交点。五个球形轴承座60将机翼蒙皮10的部分区域围成一个整体，五根连接杆50被带动时，五个球形轴承座60所围出的机翼蒙皮10的部分区域作为整体发生变形，变形区域的各位置的形变平滑且连续。
41.当然，机翼变形驱动结构也可以不设置外壳30，此时，一根或多根连接杆50与传动件20直接相连。连接杆50与传动件20之间的具体连接结构可采用与图6类似的方式。具体地，传动件20上设置有挂钩80，每根连接杆50的与传动件20连接的端部呈环状结构，该环状结构套在外壳30的挂钩80上；在传动件20转动和/或移动时，连接杆50与挂钩80相对转动。此外，连接杆50与传动件20之间也可以采用焊接、螺栓连接等方式。
42.如图1和图2所示，机翼变形驱动结构还包括开设有容纳腔71的固定架70。传动件20和多根记忆合金丝40a-40h位于容纳腔71内，记忆合金丝40a-40h的背离传动件20的端部连接于容纳腔71的内壁。连接杆50的一端伸入容纳腔71与传动件20连接。在该机翼变形驱动结构安装于机翼内部时，固定架70与机翼内的翼梁、纵墙或其他结构固定连接，也使得记忆合金丝40a-40h与固定架70连接的端部实现固定。
43.进一步地，容纳腔71的内壁开设有凹槽72，传动件20位于凹槽72内。在机翼变形驱动结构具有外壳30时，外壳30也位于凹槽72内。在容纳腔71能够满足记忆合金丝40a-40h安装和伸缩所需要的空间的情况下，容纳腔71可以尽可能较小，在传动件20和外壳30所在位置开设凹槽72来满足传动件20和外壳30运动所需要的空间。
44.本技术实施例提供的机翼变形驱动结构采用记忆合金丝40a-40h驱动，并通过传动件20和连接杆50带动机翼蒙皮10产生变形，所占用空间较小且整体质量较小。
45.本技术实施例还提供了一种飞机，该飞机包括机翼蒙皮10和至少一个上述的机翼变形驱动结构。连接杆50的远离传动件20的端部与机翼蒙皮10连接。
46.本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
47.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术技术方案的范围。

技术特征：
1.一种机翼变形驱动结构，其特征在于，包括：传动件；多根记忆合金丝，所述记忆合金丝的一端与所述传动件连接，所述记忆合金丝的另一端固定，并且多根所述记忆合金丝被配置为部分通电以驱动所述传动件转动和/或移动；以及至少一根连接杆，所述连接杆的一端与所述传动件连接，所述连接杆的另一端用于与机翼蒙皮连接。2.根据权利要求1所述的机翼变形驱动结构，其特征在于，还包括与所述传动件的外侧面连接的外壳，并且所述外壳与所述传动件间具有间隔；所述连接杆的一端与所述外壳连接。3.根据权利要求2所述的机翼变形驱动结构，其特征在于，所述外壳的外侧面为球面，所述外壳的外侧面的球心与所述传动件的转动中心重合。4.根据权利要求2所述的机翼变形驱动结构，其特征在于，包括五根所述连接杆，且五根所述连接杆与所述外壳的连接位置分布于矩形的四个顶点和矩形两条对角线的交点。5.根据权利要求1或4所述的机翼变形驱动结构，其特征在于，还包括用于设置于所述机翼蒙皮内壁的球形轴承座；所述连接杆的远离所述传动件的端部为球头结构，所述球头结构位于所述球形轴承座内。6.根据权利要求1所述的机翼变形驱动结构，其特征在于，包括八根所述记忆合金丝，所述传动件的两侧均分布有四根所述记忆合金丝；位于所述传动件同侧的四根所述记忆合金丝在所述传动件上的连接位置分布于矩形的四个顶点。7.根据权利要求1所述的机翼变形驱动结构，其特征在于，所述传动件为球形。8.根据权利要求1所述的机翼变形驱动结构，其特征在于，还包括开设有容纳腔的固定架；所述传动件和多根所述记忆合金丝位于所述容纳腔内，所述记忆合金丝的背离所述传动件的端部连接于所述容纳腔的内壁；所述连接杆的一端伸入所述容纳腔与所述传动件连接。9.根据权利要求8所述的机翼变形驱动结构，其特征在于，所述容纳腔的内壁开设有凹槽，所述传动件位于所述凹槽内。10.一种飞机，其特征在于，包括机翼蒙皮和至少一个如权利要求1-9任一项所述的机翼变形驱动结构；所述连接杆的远离所述传动件的端部与所述机翼蒙皮连接。

技术总结
本申请公开了一种机翼变形驱动结构及飞机，涉及机翼技术领域，解决了现有技术中的驱动结构不适于布置于机翼内来控制机翼蒙皮产生变形的技术问题。该机翼变形驱动结构包括：传动件；多根记忆合金丝，记忆合金丝的一端与传动件连接，记忆合金丝的另一端固定，并且多根记忆合金丝被配置为部分通电以驱动传动件转动和/或移动；以及至少一根连接杆，连接杆的一端与传动件连接，连接杆的另一端用于与机翼蒙皮连接。该机翼变形驱动结构所占用空间较小且整体质量较小。且整体质量较小。且整体质量较小。


技术研发人员：张少斌 秦康伟 杜晨阳 白曦尧 张爱蒙 李春
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：2023.02.15
技术公布日：2023/6/28