一种机翼折叠结构及飞行器的制作方法

1.本发明涉及无人机技术领域，更具体地说，涉及一种机翼折叠结构。此外，本发明还涉及一种包括上述机翼折叠结构的飞行器。


背景技术：

2.随着无人机领域的迅速发展，小型化、轻便化、灵活性高已成为新的发展方向。但无人机的机翼较长且分别单独设置于机身上，通常需要对机翼进行折叠以改变整机的占用空间和几何尺寸，使整机便于放置和运输，提高运载数量和作战性能。常见的无人机机翼按机翼展开方式可分为折叠式、v型旋转式、十字折叠式、一字旋转式。
3.一种单轴式机翼机构以及具备该机翼机构的发射体(cn109631684a)中，提出了一种v型旋转机翼的展开方案，该方案左右机翼分别通过一个连接组件与轴筒转动连接，弹簧的两端分别与一个连接组件连接，在弹簧的回复力作用下展开机翼；机翼展开前的形位约束由发射筒筒壁提供，两机翼收拢在远离机翼飞行的方向。此种折叠方式下，左右机翼同轴安装但轴向具有高度差，展开过程稳定性无法保证，不利于保证机翼转动的同步性。
4.一种可控展开的大展弦比无人机机翼旋转折叠机构(cn112572764a)中，提出了一种v型旋转式机翼展开方案，该方案的左右机翼连接接头通过轴承与旋转轴进行转动连接，在两连接接头之间设有扭转弹簧，扭转弹簧在连接接头的旋转带动下扭转上劲使机翼折叠；扭转弹簧展开提供扭转力矩使机翼绕旋转轴旋转使机翼展开。此种折叠方式下，左右机翼同轴上下安装，左右机翼具有垂向高度差，破坏了机翼的左右对称性，无法保证机翼转动的稳定性和同步性。
5.一种机翼折叠机构(cn105711811b)中，提出了一种将机翼分为内外翼，在展向中间位置以弦长方向为旋转轴进行折叠的方案，该方案的展向转轴由液压驱动可带动机翼旋转。此种折叠方式并不适用于较厚的机翼，机翼转动稳定性和可靠性无法保证，且折叠机构复杂，占用作业空间较大。
6.在现有机翼折叠方案中，主要为折叠式与v型旋转式。折叠式方案在机翼折叠后固定的内翼段占用的空间仍然较大，且当翼型厚度较大时折叠难度更大；v型旋转式在左右机翼同轴安装时需上下布置，左右机翼有垂向高度差，破坏了机翼左右对称性，异轴安装则需要连杆机构或齿轮机构保证同步性，增加了系统的复杂度。
7.综上所述，如何使机翼展开可靠稳定且结构简单，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本发明的目的是提供一种机翼折叠结构，该机翼折叠结构，结构简单且不占用空间，机翼在展开与折叠过程中通过拉簧直接带动机翼转动，使机翼展开稳定性较好，可保证较高的同步性和一致性。本发明的另一目的是提供一种包括上述机翼折叠结构的飞行器。
9.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
10.一种机翼折叠结构，包括：
11.机翼；
12.连接组件，具有可转动连接的转盘和转轴部件，所述转盘与所述机翼连接；
13.拉簧，所述拉簧的两端分别对应与所述转轴部件、所述机翼连接，所述拉簧用于带动所述转盘、所述机翼绕所述转轴部件转动一定角度以实现所述机翼的折叠与展开；
14.锁紧组件，所述锁紧组件的一侧设于所述机翼上，所述锁紧组件的另一侧与所述转轴部件可拆卸连接，用于将展开或折叠状态下的所述机翼锁定。
15.优选的，所述转轴部件包括从上到下依次连接的上端盖、空心转轴以及下端盖，所述转盘套设于所述空心转轴的外侧且可绕所述空心转轴转动。
16.优选的，所述转盘的上下侧均设有轴承，所述轴承与所述转盘卡接。
17.优选的，所述拉簧两端通过两个支座对应连接所述下端盖、所述机翼。
18.优选的，所述上端盖的下底面上设有缓冲件，所述转盘的上顶面上设有凸台，所述缓冲件设于所述凸台的转动路径上。
19.优选的，所述锁紧组件包括拔销器，所述拔销器包括拔销器主体和插销，所述拔销器主体固定于所述机翼的翼盒上，插销与所述下端盖可拆卸连接。
20.优选的，所述锁紧组件还包括设于所述翼盒上的锁定销，所述锁定销穿过所述转盘与所述上端盖固定连接。
21.优选的，所述上端盖的下侧设有滑槽，所述滑槽的末端设有锁定孔，所述机翼转动展开时，所述锁定销可沿所述滑槽方向滑动至所述锁定孔内。
22.优选的，所述锁定销的下侧设有压缩弹簧，用于驱动所述锁定销运动。
23.本发明还提供一种飞行器，包括机身以及上述任一项所述的机翼折叠结构，所述机翼折叠结构固定于所述机身。
24.本发明提供的机翼折叠结构，包括机翼，连接组件包括转动连接的转盘和转轴部件，机翼与转盘连接，即转盘的转动可带动机翼的转动；该折叠结构还包括拉簧，拉簧的两侧对应与转轴部件、机翼连接，拉簧可直接带动转盘、机翼共同绕转轴部件进行旋转以实现机翼的折叠与展开，即拉簧被拉长时机翼绕转轴部件旋转以实现机翼折叠，拉簧拉长的弹性力释放可带动机翼绕转轴部件进行旋转以实现机翼展开；该折叠结构还包括锁紧组件，一侧设于机翼上，另一侧与转轴部件连接，可实现机翼展开或折叠状态下的锁定，具体的，锁紧部件在拉簧拉长到位时即机翼折叠时将机翼与转轴部件锁定，在拉簧拉长的弹性力释放后即机翼展开到位时将机翼与转轴部件锁定。上述机翼折叠结构，结构简单且不占用空间，机翼在展开与折叠过程中可保证较高的同步性和一致性，机翼展开稳定性较好。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
26.图1为本发明所提供的机翼折叠结构的结构示意图；
27.图2为本发明所提供的机翼折叠结构的爆炸图；
28.图3为本发明所提供的机翼折叠结构工作示意图；
29.图4为本发明所提供的机翼展开状态锁紧示意图。
30.图1-图4中，附图标记包括：
31.上端盖1、缓冲件2、轴承3、空心转轴4、转盘5、下端盖6、锁定销7、拔销器8、支座9、拉簧10、机身11、翼盒12、压缩弹簧13、凸台14；
32.拔销器主体81、插销82。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
34.本发明的核心是提供一种机翼折叠结构，该机翼折叠结构，结构简单且不占用空间，机翼在展开与折叠过程中可保证较高的同步性和一致性。本发明的另一核心是提供一种包括上述机翼折叠结构的飞行器。
35.本发明所提供的机翼折叠结构包括机翼、连接组件、拉簧10以及锁紧组件，连接组件具有转动连接的转盘5和转轴部件，转盘5与机翼连接，转盘5的转动可带动机翼转动；拉簧10的两端对应与转轴部件、机翼连接，拉簧10被拉长时机翼绕转轴部件旋转以实现机翼折叠，拉簧10拉长的弹性力释放可带动机翼共同绕转轴部件进行旋转以实现机翼展开；锁紧部件在拉簧10拉长到位时即机翼折叠时将机翼与转轴部件锁定，在拉簧10拉长的弹性力释放后即机翼展开到位时将机翼与转轴部件锁定。以上，通过拉簧10、转盘5的设置，可使机翼及转盘5绕转轴部件进行旋转，以实现机翼展开与折叠，结构简单，机翼展开与折叠无需其他复杂部件，展开过程可靠稳定，展开一致性较好。
36.在本实施例中，连接组件具有转动连接的转盘5和转轴部件，转盘5与机翼连接。在转盘5绕转轴部件转动时，对应可带动机翼的旋转。其中，转盘5与机翼的连接为可拆卸连接，优选为螺栓连接，通过螺栓将机翼的安装面与转盘5固定连接。
37.需要说明的是，转轴部件的转轴中心与机翼的中心同心设置，以保证展开后机翼的对称性。
38.拉簧10的两端对应与转轴部件、机翼连接，在机翼转动时转轴部件为转轴，不会发生平移或转动。拉簧10的一端固定，另一端随机翼的转动而转动。
39.可选的，拉簧10可沿转轴部件的周向设置多个，以保证足够的弹性力以带动机翼旋转。
40.拉簧10可带动转盘5、机翼绕转轴部件转动一定角度以实现机翼的折叠与展开。具体的，拉簧10拉长时，机翼旋转至机身11平行位置，此时机翼处于折叠状态。折叠状态下的机翼可设于机身11上部或下部平行位置，不占用额外的空间，降低空间占用率。
41.锁紧部件可将折叠或展开状态下的机翼进行锁定，使机翼展开折叠稳定可靠。具体的，在拉簧10拉长到位时即机翼折叠时将机翼与转轴部件锁定，在拉簧10拉长的弹性力充分释放后即机翼展开到位时将机翼与转轴部件锁定。
42.可选的，锁紧部件可为锁定销、锁定钩、弹簧锁等。
43.上述机翼折叠结构，转盘5绕转轴部件转动以带动机翼的转动；拉簧10的两侧对应与转轴部件、机翼连接，拉簧10可带动转盘5、机翼共同绕转轴部件进行旋转以实现机翼的折叠与展开，即拉簧10被拉长时机翼绕转轴部件旋转以实现机翼折叠，拉簧10拉长的弹性力释放可带动机翼绕转轴部件进行旋转以实现机翼展开；锁紧组件，一侧设于机翼上，另一侧与转轴部件连接，锁紧部件在拉簧10拉长到位时即机翼折叠时将机翼与转轴部件锁定，在拉簧10拉长的弹性力释放后即机翼展开到位时将机翼与转轴部件锁定，保证机翼展开与折叠的安全稳定性。上述机翼折叠结构，结构简单且不占用空间，机翼在展开与折叠过程中通过拉簧10可直接带动机翼转动，使机翼展开稳定性较好，在机翼展开与折叠过程中可保证较高的同步性和一致性。
44.在上述实施例的基础之上，转轴部件包括从上到下依次连接的上端盖1、空心转轴4以及下端盖6，转盘5套设于空心转轴4的外侧且可绕空心转轴4转动。
45.请参考图1，上端盖1、空心转轴4以及下端盖6连接成一体，转盘5夹设于上端盖1和下端盖6之间，限制了转盘5在轴向上的移动。转盘5可带动机翼绕空心转轴4转动以实现机翼的折叠与展开，空心转轴4与转盘5的连接处需保持较好的滑动性，使转盘5可以顺畅稳定地转动。其中，上端盖1还用于与机身11连接固定，以实现折叠结构的在整机上的安装固定。
46.在上述任一实施例的基础之上，转盘5的上下侧均设有轴承3，轴承3与转盘5卡接。
47.请参考图1，转盘5上设置有阶梯状的卡槽，两个轴承3的内壁对应对转盘5的上下侧的卡槽进行卡接，即转盘5的卡槽面与轴承3的内壁面配合安装，避免在转盘5转动过程中在空心转轴4径向上的平移。结合上述，轴承3、上端盖1、下端盖6共同限制了转盘5在轴向和径向的运动，使转盘5仅可绕着空心转轴4稳定地转动。
48.轴承3优选为平面滚针轴承，滚针轴承是一种带圆柱滚子的滚子轴承，具有较强的负荷承受能力和运转性能。
49.在上述任一实施例的基础之上，拉簧10的两端通过两个支座9对应连接下端盖6、机翼。
50.拉簧10与下端盖6、机翼之间均设有支座9，以实现拉簧10两端的可靠连接。支座9即拉簧固定机构，可将拉簧10的一端固定且可实现与其他部件的连接。支座9的个数与拉簧10的个数对应设置，一组拉簧10对应两个支座9。
51.支座9需承受拉簧10转动时的扭矩，材料可选用强度较高的复合材料，以保证连接稳定可靠。
52.在上述任一实施例的基础之上，上端盖1的下底面上设有缓冲件2，转盘5的上顶面上设有凸台14，缓冲件2设于凸台14的转动路径上。
53.请参考图3，缓冲件2凸出于上端盖1的底面，且缓冲件2与上端盖1为一体件，缓冲件2可在上端盖1的下底面设置多个以满足转动限制条件。转盘5的上顶面上设有凸台14，凸台14凸出于上顶面且可随转盘5的转动而转动。
54.缓冲件2优选为压簧销轴结构，销轴凸出于上端盖1的下底面。缓冲件2设置于凸台14的转动路径上，即转盘5转动过程中，凸台14的转动范围受缓冲件2的限制，缓冲件2与凸台14挤压接触可降低转动冲击力并停止转盘5的转动。
55.其中，机翼的展开角度由缓冲件2和凸台14之间的圆心角度控制，图3中θ即为展开
角度。机翼展开状态下，机翼与机身11之间的夹角角度为90
°
，即展开角度为90
°
。
56.可选的，缓冲件2与凸台14可配合设置为可调节的机构，便于随时对转动角度的调节。如可设置多个间隔相等的缓冲件2，缓冲件2与上端盖1可拆卸连接，每一位置的缓冲件2对应一定的最大转动角度。
57.在上述任一实施例的基础之上，锁紧组件包括拔销器8，拔销器8包括拔销器主体81和插销82，拔销器主体81固定于机翼的翼盒12上，插销82与下端盖6可拆卸连接。
58.请参考图1，拔销器8包括拔销器主体81和插销82，拔销器主体81固定于翼盒12上，翼盒12即机翼中段，拔销器8的整体固定于翼盒12上，插销82与下端盖6可拆卸连接。具体的，插销82对应与下端盖6上的锁定孔连接以实现机翼锁定。
59.在机翼旋转到折叠状态时，拉簧10拉长蓄力，插销82插入锁定孔内以实现机翼折叠状态的锁定。
60.在控制元件接收到机翼展开指令时，插销82从下端盖6上拔出，此时翼盒12的状态不再受约束，即机翼整体不受约束，在拉簧10的作用下转盘5以及与其固定连接的机翼可绕空心转轴4转动以实现机翼的折叠与展开。
61.在上述任一实施例的基础之上，锁紧组件还包括设于翼盒12上的锁定销7，锁定销7穿过转盘5与上端盖1固定连接。
62.请参考图4，锁定销7用于转盘5转动展开到位时，实现机翼展开状态的锁定。在机翼转动展开到位时，凸台14与缓冲件2接触降低冲击力并限制转盘5的转动，此时锁定销7穿过转盘5后与上端盖1固定连接，即此时转盘5的转动由缓冲件2以及锁定销7共同限制，以完成机翼展开状态下的双重锁定。
63.在上述任一实施例的基础之上，上端盖1的下侧设有滑槽，滑槽的末端设有锁定孔，机翼转动展开时，锁定销7可沿滑槽方向滑动至锁定孔内。
64.上端盖1与转盘5相对的面，即上端盖1的下底面上开设有滑槽，滑槽的设置位置与锁定销7的位置相配合，在转盘5转动的过程中，锁定销7可沿滑槽的方向滑动。
65.滑槽的末端设有锁定孔，锁定孔为上端盖1设置的通孔，锁定销7转动至滑槽末端时，销轴会自动插入锁定孔内以完成锁定。锁定孔的设置位置即机翼展开到位时，锁定销7对应与上端盖1上的位置。
66.锁定销7为具有弹性的部件，可为弹簧或柔性件。锁定销7在滑槽内滑动时，锁定销7与滑槽底面相抵接，此时弹性力集聚在锁定销7上，在锁定销7滑动至锁定孔时，弹性力释放，销轴伸出锁定孔。
67.可选的，锁定孔的形状不做限制，开孔大小大于销轴的直径，以便销轴快速插入锁定孔内。
68.在上述任一实施例的基础之上，锁定销7的下端设有压缩弹簧13，用于驱动锁定销7运动。
69.压缩弹簧13可为锁定销7的运动提供动力，具体的，锁定销7在滑槽内滑动时，压缩弹簧13为压缩的状态，此时锁定销7随转盘5转动；在转盘5转动到位时，即拉簧10拉力完全释放机翼完全展开状态下，锁定销7转至滑槽末端的锁定孔处，此时压缩弹簧13的压力释放，使销轴向上插入锁定孔内，完成机翼展开状态下的锁定。
70.上述机翼折叠结构，机翼折叠时设于机身11的平行位置，不占用额外空间，依靠拉
簧10的弹性力即可带动转盘5及与其固定连接的机翼转动，以实现机翼的展开；锁定销7和拔销器8的设置，可实现机翼折叠与展开状态下的锁定；整个机构无复杂连接部件，展开过程可靠稳定，机翼展开一致性和稳定性较好。
71.需要说明的是，该机翼折叠结构优先适用于一字旋转式整体机翼，但不局限于此机翼，该折叠结构的原理构造同样也可在一定条件下适用于其他类型机翼。
72.除了上述机翼折叠结构，本发明还提供一种包括上述实施例公开的机翼折叠结构的飞行器，该机翼折叠结构设于机身11上，该飞行器的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
73.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
74.以上对本发明所提供的一种机翼折叠结构及飞行器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种机翼折叠结构，其特征在于，包括：机翼；连接组件，具有可转动连接的转盘(5)和转轴部件，所述转盘(5)与所述机翼连接；拉簧(10)，所述拉簧(10)的两端分别对应与所述转轴部件、所述机翼连接，所述拉簧(10)用于带动所述转盘(5)、所述机翼绕所述转轴部件转动一定角度以实现所述机翼的折叠与展开；锁紧组件，所述锁紧组件的一侧设于所述机翼上，所述锁紧组件的另一侧与所述转轴部件可拆卸连接，用于将展开或折叠状态下的所述机翼锁定。2.根据权利要求1所述的机翼折叠结构，其特征在于，所述转轴部件包括从上到下依次连接的上端盖(1)、空心转轴(4)以及下端盖(6)，所述转盘(5)套设于所述空心转轴(4)的外侧且可绕所述空心转轴(4)转动。3.根据权利要求2所述的机翼折叠结构，其特征在于，所述转盘(5)的上下侧均设有轴承(3)，所述轴承(3)与所述转盘(5)卡接。4.根据权利要求3所述的机翼折叠结构，其特征在于，所述拉簧(10)两端通过两个支座(9)对应连接所述下端盖(6)、所述机翼。5.根据权利要求4所述的机翼折叠结构，其特征在于，所述上端盖(1)的下底面上设有缓冲件(2)，所述转盘(5)的上顶面上设有凸台(14)，所述缓冲件(2)设于所述凸台(14)的转动路径上。6.根据权利要求2至5任一项所述的机翼折叠结构，其特征在于，所述锁紧组件包括拔销器(8)，所述拔销器(8)包括拔销器主体(81)和插销(82)，所述拔销器主体(81)固定于所述机翼的翼盒(12)上，所述插销(82)与所述下端盖(6)可拆卸连接。7.根据权利要求6所述的机翼折叠结构，其特征在于，所述锁紧组件还包括设于所述翼盒(12)上的锁定销(7)，所述锁定销(7)穿过所述转盘(5)与所述上端盖(1)固定连接。8.根据权利要求7所述的机翼折叠结构，其特征在于，所述上端盖(1)的下侧设有滑槽，所述滑槽的末端设有锁定孔，所述机翼转动展开时，所述锁定销(7)可沿所述滑槽方向滑动至所述锁定孔内。9.根据权利要求8所述的机翼折叠结构，其特征在于，所述锁定销(7)的下侧设有压缩弹簧(13)，用于驱动所述锁定销(7)运动。10.一种飞行器，其特征在于，包括机身(11)以及权利要求1至9任一项所述的机翼折叠结构，所述机翼折叠结构固定于所述机身(11)。

技术总结
本发明公开了一种机翼折叠结构及飞行器，机翼折叠结构包括机翼；连接组件，具有可转动连接的转盘和转轴部件，转盘与机翼连接；拉簧，拉簧的两端对应与转轴部件、机翼连接，拉簧可带动转盘、机翼绕转轴部件转动一定角度以实现机翼的折叠与展开；锁紧组件，锁紧组件的一侧设于机翼上，锁紧组件的另一侧与转轴部件可拆卸连接，用于将展开或折叠状态下的机翼锁定。上述机翼折叠结构，结构简单，展开前后可对机翼进行锁定，机翼展开可靠稳定，机翼折叠与展开一致性和同步性较好。开一致性和同步性较好。开一致性和同步性较好。


技术研发人员：林荣欣 丁健 张玉林 李江海 杨龙 田峻源
受保护的技术使用者：中航(成都)无人机系统股份有限公司
技术研发日：2022.12.26
技术公布日：2023/3/28