一种可变弯度机翼

1.本实用新型属于机翼技术领域，具体涉及一种可变弯度机翼。


背景技术：

2.随着飞行器飞行速度和承载能力的不断提升，现代飞机被设计得越来越刚硬，通过机体结构的弹性变形来实现机翼变弯度变得越来越困难。但是由于改变机翼弯度是提升飞行效率，甚至是实现飞机机动控制的重要手段，故而研究人员仍然发展了各种策略来实现变形的目的，最常见的便是目前在各种飞机上依然广泛使用的各类机械式的襟翼、副翼等变形装置。
3.然而，上述变体方式的存在如下缺点：
4.1)气动外形难以实现光滑连续的变形，降低了气动效率；
5.2)机械机构笨重复杂，不利于结构轻量化、高可靠性和良好可维护性的发展趋势。


技术实现要素：

6.为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种可变弯度机翼。
7.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种可变弯度机翼，包括：
9.第一竖板，其两侧分别设置有第二竖板和横板；
10.多组变形组件，每组所述变形组件包括：
11.两个前肋和两个后肋，两个所述前肋前端与所述第二竖板侧壁连接，后端与所述第一竖板连接，两个所述后肋前端分别与两个所述前肋后端卡接，后端与所述横板连接；
12.舵机，位于一个所述后肋前端外侧，并固定在所述第一竖板一侧；
13.转轴，两端分别与两个所述前肋后端转动连接，所述转轴一端通过联轴器与所述舵机输出端传动连接；
14.四个连杆，每个所述后肋上沿长度方向上下相对穿设有两个所述连杆，每个所述连杆一端与所述转轴铰接，另一端与所述后肋后端连接，所述连杆为碳棒。
15.优选的，所述前肋为刚性材料，所述后肋为柔性材料，所述后肋为鱼骨状。
16.优选的，所述前肋包括两个相对设置的肋板，所述后肋的前端卡接在两个所述肋板后端之间。
17.优选的，每个所述转轴两端固定连接有两个摇臂，每个所述摇臂位于与其对应的两个相对设置的所述肋板后端之间，每个所述摇臂内侧通过两个支杆转动连接有两个转轮，每个所述后肋的两个所述连杆前端与两个所述转轮固定连接。
18.优选的，所述连杆的直径为0.8mm。
19.优选的，所述转轴为碳杆。
20.优选的，还包括舵机控制板，所述舵机控制板通过控制每个所述舵机的转动控制对应的所述后肋的弯曲变形量。
21.还包括多个第一加强板，所述第一竖板两侧均间隔设置有多个所述第一加强板，多个所述第一加强板分别位于相邻两个前肋之间。
22.还包括第二加强板，所述第二加强板设置于多个所述后肋之间。
23.本实用新型提供的可变弯度机翼具有以下有益效果：
24.本实用新型通过刚性的前肋和柔性的后肋的结合，既能保证强度又能使机翼后肋产生弯曲；通过在沿后肋长度方向设置连杆，通过舵机带动转轴转动从而带动连杆变形，拉动后肋发生变形，实现机翼发生连续顺滑的弯度变形，另外，该结构在满足强度要求的同时减轻了机翼的重量。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例及其设计方案，下面将对本实施例所需的附图作简单地介绍。下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，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。
26.图1为本实用新型实施例的可变弯度机翼的结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例的变形组件结构示意图；
28.图3为本实用新型实施例的变形组件内部结构示意图；
29.图4为本实用新型实施例的肋板的结构示意图；
30.图5为本实用新型实施例的后肋的结构示意图；
31.图6为本实用新型实施例的摇臂结构示意图；
32.图7为本实用新型实施例的控制流程图。
33.附图标记说明：
34.1-前肋，2-后肋，3-转轴，4-连杆，5-摇臂，6-转轮，7-第二竖板，8-第一竖板，9-横板，10-第一加强板，11-第二加强板，101-肋板。
具体实施方式
35.为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案并能予以实施，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
36.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型的技术方案和简化描述，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实用新型的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。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实用新型中的具体含义。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。
38.实施例
39.本实用新型提供了一种可变弯度机翼，具体如图1-6所示，包括第二竖板7、第一竖板8、横板9和多组变形组件。第一竖板8的两侧分别设置有第二竖板7和横板9；多组变形组件并排设置于第二竖板7和横板9之间，每组变形组件包括两个前肋1、两个后肋2、舵机12、转轴3和四个连杆4。两个前肋1靠近第二竖板7的方向为前端，远离第二竖板7的方向为后端，两个前肋1前端与第二竖板7侧壁连接，后端与第一竖板8连接，两个后肋2前端分别与两个前肋1后端卡接，后端与横板9连接；前肋1包括两个相对设置的肋板101，两个肋板101对接在一起，后肋2的前端插入两个肋板101之间，卡接在两个肋板101后端之间；舵机12位于后肋2前端外侧，与第一竖板8一侧连接；转轴3两端分别与两个前肋1后端转动连接，转轴3一端通过联轴器与舵机12输出端传动连接，转轴3为碳杆；每个后肋2上沿长度方向上下相对穿设有两个连杆4，两个连杆4在竖直方向相对设置，每个连杆4一端与转轴3铰接，另一端与后肋2后端连接，连杆4为直径为0.8mm的碳棒。当机翼后肋2需要产生弯曲变化时，启动舵机12，舵机12带动转轴3转动，转轴3带动连杆4运动，从而带动机翼后肋2发生弯曲，从而改变机翼弯度。
40.在本实施例中，前肋1为刚性材料，后肋2为柔性材料，后肋2为鱼骨状，能够使连杆4穿过鱼骨且减轻机翼的重量，刚性材料和柔性材料的配合使得整个机翼既能保证强度又能满足机翼弯曲的要求，后肋2具体由tpu材料制作，可以满足保持强度的同时也改变弯度。另外，为了增加机翼的强度，还包括多个第一加强板10和一个第二加强板11，第一竖板8两侧均间隔设置有多个第一加强板10，多个第一加强板10分别位于相邻两个前肋1之间；第二加强板11设置于多个后肋2之间，第二加强板11与多个后肋2的连接处开设有与多个连杆4及多个后肋2配合的通孔，第二加强板11两端与位于两端的两个后肋2卡接。
41.为了使连杆4插入两个肋板101之间并与转轴3铰接，两个肋板101相对一侧分别开设有两个与连杆4匹配的弧形凹槽，连杆4通过凹槽插入两个肋板101之间与转轴3铰接在一起。每个转轴3两端固定连接有两个摇臂5，每个摇臂5位于与其对应的两个相对设置的肋板101后端之间，每个摇臂5内侧上端和下端通过两个支杆转动连接有两个转轮6，每个后肋2的两个连杆4前端与两个转轮6固定连接。
42.在本实施例中，还设计出了一套舵机控制板，舵机控制板通过控制每个舵机12的转动控制对应的后肋2的弯曲变形量。其控制原理图如图7所示，当接收机接收到执行机翼弯曲的信号时，会将信号传输至舵机控制板stm32单片机，舵机控制板根据接收的指令可统一控制所有舵机12的转动量，也可以单独控制每个舵机12的转动量，从而精确的对每个舵机12的中位进行调整，同时，舵机控制板将机翼的转动量传输至上位机，上位机计算并显示机翼的相对弯度。因此，本装置通过舵机控制板解决了机翼弯度变化非线性的问题，提高了机翼弯度控制的精度。
43.工作原理：当舵机12控制转轴3转动，转轴3带动后肋2向下旋转时，上面的连杆4会受到一个拉力，下面的连杆4受到一个压力，然后它们同时都向下弯产生变形，从而带动后肋2弯曲变形。
44.由以上描述可知，本实用新型通过刚性的前肋1和柔性的后肋2的结合，既能保证强度又能使机翼后肋2产生弯曲；通过在沿后肋2长度方向设置碳棒，使后肋2既可以实现连续顺滑的弯度变化，又能使其承受较大的载荷，满足强度要求，保证其可靠性。
45.以上所述实施例仅为本实用新型较佳的具体实施方式，本实用新型的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种可变弯度机翼，其特征在于，包括：第一竖板(8)，其两侧分别设置有第二竖板(7)和横板(9)；多组变形组件，每组所述变形组件包括：两个前肋(1)和两个后肋(2)，两个所述前肋(1)前端与所述第二竖板(7)侧壁连接，后端与所述第一竖板(8)连接，两个所述后肋前端分别与两个所述前肋后端卡接，后端与所述横板(9)连接；舵机(12)，位于一个所述后肋(2)前端外侧，并固定在所述第一竖板(8)一侧；转轴(3)，两端分别与两个所述前肋(1)后端转动连接，所述转轴(3)一端通过联轴器与所述舵机(12)输出端传动连接；四个连杆(4)，每个所述后肋(2)上沿长度方向上下相对穿设有两个所述连杆(4)，每个所述连杆(4)一端与所述转轴(3)铰接，另一端与所述后肋(2)后端连接，所述连杆(4)为碳棒。2.根据权利要求1所述的可变弯度机翼，其特征在于，所述前肋(1)为刚性材料，所述后肋(2)为柔性材料，所述后肋(2)为鱼骨状。3.根据权利要求1所述的可变弯度机翼，其特征在于，所述前肋(1)包括两个相对设置的肋板(101)，所述后肋(2)的前端卡接在两个所述肋板(101)后端之间。4.根据权利要求3所述的可变弯度机翼，其特征在于，每个所述转轴(3)两端固定连接有两个摇臂(5)，每个所述摇臂(5)位于与其对应的两个相对设置的所述肋板(101)后端之间，每个所述摇臂(5)内侧通过两个支杆转动连接有两个转轮(6)，每个所述后肋(2)的两个所述连杆(4)前端与两个所述转轮(6)固定连接。5.根据权利要求1所述的可变弯度机翼，其特征在于，所述连杆(4)的直径为0.8mm。6.根据权利要求1所述的可变弯度机翼，其特征在于，所述转轴(3)为碳杆。7.根据权利要求1所述的可变弯度机翼，其特征在于，还包括舵机控制板，所述舵机控制板通过控制每个所述舵机(12)的转动控制对应的所述后肋(2)的弯曲变形量。8.根据权利要求1所述的可变弯度机翼，其特征在于，还包括多个第一加强板(10)，所述第一竖板(8)两侧均间隔设置有多个所述第一加强板(10)，多个所述第一加强板(10)分别位于相邻两个前肋(1)之间。9.根据权利要求1所述的可变弯度机翼，其特征在于，还包括第二加强板(11)，所述第二加强板(11)设置于多个所述后肋(2)之间。

技术总结
本实用新型提供了一种可变弯度机翼，属于机翼技术领域，第一竖板两侧分别设置有第二竖板和横板，每组变形组件的两个前肋后端与两个后肋前端卡接；舵机通过安装座设置在一个后肋前端一侧；转轴两端分别与两个前肋后端连接，转轴一端通过联轴器与舵机输出端传动连接；四个连杆每个后肋上沿长长度方向穿设有两个连杆，两个连杆在竖直方向相对设置，每个连杆一端与转轴铰接，另一端与后肋后端连接，连杆为碳棒。本实用新型通过刚性的前肋和柔性的后肋的结合，既能保证强度又能使机翼后肋产生弯曲；通过在沿后肋长度方向设置碳棒，使后肋既可以实现连续顺滑的弯度变化，又能使其承受较大的载荷，满足强度要求，保证其可靠性。保证其可靠性。保证其可靠性。


技术研发人员：张云羿 毕家骏 郭庆 康寅初 胡一阳 徐轲
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：2022.12.24
技术公布日：2023/4/28