一种变形机翼装置及无人飞机

文档序号:1825539 发布日期:2021-11-12 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 一种变形机翼装置及无人飞机 (Deformable wing device and unmanned aerial vehicle ) 是由 董宇飞 彭明康 杨浩男 祝顺顺 王晓璐 于 2021-08-12 设计创作,主要内容包括:本发明涉及飞行器技术领域,具体地,涉及变形机翼装置及飞行器。所述变形机翼装置包括:至少两个机翼组;连接装置,设置在所述机翼组两端,所述连接装置与所述机翼组活动连接;其中,所述变形机翼装置至少包括第一状态和第二状态:在第一状态下,相邻的所述机翼组之间,通过所述连接装置活动连接并且相互远离设置;在第二状态下,相邻的所述机翼组之间,通过所述连接装置活动连接并且相互接近设置。本实施例,实现了大缝道多段翼与常规单翼之间的有效切换,在起飞和降落阶段,机翼组由单翼布局切换为多段机翼布局,达到增加升力、缩短起降距离的效果;当巡航阶段,则由多段机翼布局切换为单段机翼布局,达到减小巡航阻力、增加巡航时间的效果。(The invention relates to the technical field of aircrafts, in particular to a morphing wing device and an aircraft. The morphing wing device includes: at least two wing sets; the connecting devices are arranged at two ends of the wing group and are movably connected with the wing group; wherein the morphing wing arrangement comprises at least a first state and a second state: in the first state, the adjacent wing groups are movably connected through the connecting device and are far away from each other; in the second state, the adjacent wing groups are movably connected through the connecting device and are arranged close to each other. According to the embodiment, the effective switching between the large-seam-road multi-section wing and the conventional single wing is realized, and in the take-off and landing stages, the wing group is switched from the single-wing layout to the multi-section wing layout, so that the effects of increasing the lift force and shortening the take-off and landing distances are achieved; when the cruise is performed, the layout of the multi-section wings is switched into the layout of the single-section wings, so that the effects of reducing the cruise resistance and increasing the cruise time are achieved.)

一种变形机翼装置及无人飞机

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域,具体地,涉及变形机翼装置及飞行器。

背景技术

互联网+的不断发展为物流行业带来了很大的发展空间,同时随着对无人航空器的研究不断深入,无人航空器的适用范围也日益得到扩展。其凭借着其在空中进行飞行运输方便快捷的优点逐步应用于物流运输行业。目前,在大多数的飞行器物流运输场景中往往存在着如下两个问题:其一,固定翼飞行器需要较长的滑行跑道供其起飞降落,其二,多旋翼飞行器能耗高、巡航时间短。而通过应用三段机翼可以明显的缩短起飞距离,但仅应用三段机翼无法保证其巡航时间。

本发明发明人在实现本发明的过程中,发现:现有技术的缺点是三段翼布局时的阻力过大,导致其在大阻力的情况下和相同重量的单翼布局相比来说续航时间较短,无法实现长时间飞行的目标。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷,本发明的主要目的在于提供一种变形机翼装置,所述变形机翼装置包括:机翼组;

连接装置,设置在所述机翼组两端,所述连接装置与所述机翼组活动连接;

所述机翼组包括至少两个机翼,所述机翼相互之间为并排设置;

其中,所述变形机翼装置至少包括第一状态和第二状态:

在第一状态下,通过所述连接装置活动连接所述机翼组,并且相邻的所述机翼组之间的距离,为用于连接相邻的所述机翼组的所述连接装置长度;

在第二状态下,通过所述连接装置活动连接所述机翼组,并且相邻的所述机翼组之间的距离,小于用于连接相邻的所述机翼组的所述连接装置长度。

本实施例,实现了大缝道多段翼与常规单翼之间的有效切换。当在起飞和降落阶段,通过机翼组由常规单翼布局切换为多段机翼布局,达到增加升力、缩短起降距离的效果;当巡航阶段时,则以相反的使得多段机翼布局切换为常规单段机翼布局,达到减小巡航阻力、增加巡航时间的效果。

进一步的,所述连接装置包括:第一连接件,所述第一连接件设置在所述机翼组两端头;及,

第二连接件,所述第二连接件设置在所述机翼组两端头;

并且,所述第一连接件和所述第二连接件并排的,与所述机翼组活动连接。

进一步的,所述的变形机翼装置包括传动装置,所述传动装置与所述连接装置连接;

所述传动装置包括:第一传动轴,所述第一传动轴与所述连接装置连接;

第二传动轴,所述第二传动轴与所述第一传动轴并排设置;

第一连接组件,所述第一连接组件分别与所述第一传动轴和所述第二传动轴连接

第二连接组件,所述第二连接组件分别与所述第一传动轴和所述第二传动轴活动连接。

进一步的,所述第一连接组件包括:第一摇杆,所述第一摇杆与所述第一传动轴连接;及,

第一连杆,所述第一连杆一端与所述第二传动轴连接,另一端与所述第一摇杆末端活动连接。

进一步的,所述第二连接组件包括:所述固定翼肋分别与所述第一传动轴和所述第二传动轴活动连接;及,

第二摇杆,所述第二摇杆一端与所述第二传动轴活动连接,另一端与连接装置活动连接。

进一步的,所述变形机翼装置还包括动力装置,用于带动机翼组运动。

进一步的,所述动力装置包括:动力件,用于提供动力;

第三摇杆,所述第三摇杆的一端与第一传动轴连接;

第二连杆,所述第二连接杆一端与所述动力件连接,另一端与第三摇杆的另一端活动连接。

进一步的,所述动力装置还包括传动连接件,所述传动连接件设置在所述传动件与所述第二连杆之间。

实施例另一方面提供了一种飞行器,包括任意一项所述的变形机翼装置。

实施例中,所述飞行器包括飞行器本体,所述变形机翼装置设置在所述飞行器本体上,并且所述变形机翼装置上的伺服舵机与所述飞行器本体连接,所述伺服舵机由所述飞行器本体控制,实现了大缝道多段翼与常规单翼之间的有效切换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明一实施例的可变形的机翼装置的示意图;

图2是本发明图1的另一状态示意图;

图3是本发明图1的再一状态示意图;。

附图标记:

10、机翼组;101、上端机翼;102、中端机翼;103、下端机翼;20、连接装置;201、第二连接件;202、第一连接件;30、第一连接组件;301、第一摇杆;302、第一连杆;40、第一传动轴;50、第二传动轴;60、动力装置;601、动力件;602、第三摇杆;603、第二连杆;604、传动连接件;70、第二连接组件;701、固定翼肋;702、第二摇杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中,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”、“顺时针”、“逆时针”、“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发明和简化描述,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“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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参考附图1,公开了一种可变形的机翼装置,所述可变形的机翼装置包括:机翼组10;

连接装置20,设置在所述机翼组10两端,所述连接装置20与所述机翼组10活动连接;

所述机翼组10包括至少两个机翼,所述机翼相互之间为并排设置。

可以理解的,所述机翼组10包括两个以上相互并排布置的机翼,并且相邻的机翼通过所述连接装置20能够实现相互靠近或者远离运动。

实际使用时,三个并排设置的机翼,包括上端机翼101、中端机翼102和下端机翼103,并且三个并排设置的所述机翼的两个端头分别都通过第一连接件202和第二连接件201活动连接,并且同一端头上的第一连接件202和第二连接件201呈平行设置结构,并且所述第一连接件202和所述第二连接件201的上端、中部和下端分别活动连接所述上端机翼101、中端机翼102和下端机翼103。

其中,所述可变形的机翼装置至少包括第一状态和第二状态:

在第一状态下,通过所述连接装置20活动连接所述机翼,并且相邻的所述机翼之间的距离,为用于连接相邻的所述机翼的所述连接装置20长度;

在第二状态下,通过所述连接装置20活动连接所述机翼,并且相邻的所述机翼之间的距离,小于用于连接相邻的所述机翼的所述连接装置20长度。

可以理解的,实施例是,通过所述连接装置20分别活动连接在所述机翼组10的两端,也就是,通过所述连接装置20的活动连接,使得相邻的所述机翼可以相互之间相互保存平行的同时,做靠近或者远离的运动。

所述机翼两端通过所述连接装置20活动连接,在外力作用下相邻的所述机翼之间能够相互远离,当所述机翼之间的距离到达或者接近,所述连接装置20连接下相邻的所述机翼之间的最远距离,即为第一状态;

所述机翼两端通过所述连接装置20活动连接,在外力作用下相邻的所述机翼之间能够相互靠近,当所述机翼之间的距离到达或者接近,所述连接装置20连接下相邻的所述机翼之间的最进距离,即为第二状态。

这里,所述相邻的所述机翼之间,通过所述连接装置20活动连接并且相互远离设置,指的是机翼在所述连接装置20的连接作用下,所述机翼之间能够实现相互呈平行状态,并且相邻的两个机翼之间具有一定距离,该距离为连接装置20连接下所述机翼之间能够到底最远的距离,达到增加升力、缩短起降距离的效果;相邻的所述机翼之间,通过所述连接装置20活动连接并且相互接近设置,指的是,在所述机翼之间能够到底最远的距离状态,逐渐相互靠近所述机翼之间距离最小的状态,实施例中,所述机翼之间距离最小可以实现相邻的所述机翼接触连接,是的机翼之间的间隙最小,达到减小巡航阻力、增加巡航时间的效果。

实际使用时,通过三个机翼并排的设置,并且相邻的机翼间隔有一定距离。而且,三个机翼的两个端部用连接装置20连接,所述连接装置20与三个机翼之间为活动连接,保证三个机翼能够实现相互保存平行的相互靠近或者远离。

需要指出,这里实施例,所述机翼组10可以是多个机翼成,这里的实施例为三个机翼构成,其它的实施例中不排除其它数量的机翼,如俩个或者四个。

本实施例,实现了大缝道多段翼与常规单翼之间的有效切换。当在起飞和降落阶段,通过机翼组10由常规单翼布局切换为多段机翼布局,达到增加升力、缩短起降距离的效果;当巡航阶段时,则以相反的使得多段机翼布局切换为常规单段机翼布局,达到减小巡航阻力、增加巡航时间的效果。

请参考附图1和3,实施例进一步的,所述的可变形的机翼装置包括传动装置,所述传动装置与所述连接装置20连接;

所述连接装置20包括:第一连接件202,所述第一连接件202设置在所述机翼组10两端头;及,

第二连接件201,所述第二连接件201设置在所述机翼组10两端头;

并且,所述第一连接件202和所述第二连接件201并排的,与所述机翼组10活动连接。

可以理解的,实施例是,通过在所述机翼组10的两端分别设置有所述第一连接件202和第二连接件201,所述第一连接件202和所述第二连接件201并排的设置,并且将所述第一连接件202和所述第二连接件201分别与所述机翼组10活动连接。从而,使得所述机翼保证平行的同时,所述机翼做逐渐靠近或者远离运动,即实现大缝道多段机翼与常规单机翼形式的切换。

实际使用时,所述第一连接件202和所述第二连接件201采用连杆结构,即两个平行设置的所述第一连接件202和所述第二连接件201,所述第一连接件202和所述第二连接件201两端分别与两侧的机翼组10连接,所述第一连接件202和第二连接件201的中间位置与中间的机翼组10连接,使得三个并排并且间隔设置的机翼实现安装,并且所述第一连接件202和第二连接件201与机翼互相形成的平行四边形结构。当所述机翼一侧倾斜时,在所述第一连接件202和第二连接件201的作业下,实现了平行的同时,所述机翼做逐渐靠近或者远离运动,即实现大缝道多段机翼与常规单机翼形式的切换。

请参考附图2,实施例进一步的,所述传动装置包括:第一传动轴40,所述第一传动轴40与所述连接装置20连接;

第二传动轴50,所述第二传动轴50与所述第一传动轴40并排设置;

第一连接组件30,所述第一连接组件30分别与所述第一传动轴40和所述第二传动轴50连接;

第二连接组件70,所述第二连接组件70分别与所述第一传动轴40和所述第二传动轴50活动连接。

可以理解的,实施例通过所述第一传动轴40与所述连接装置20连接,使用时通过所述第一传动轴40带动所述第一连接件202,从而实现所述机翼保证平行的同时,所述机翼做逐渐靠近或者远离运动。为了保证,稳定性还增加了所述第二传动轴50,所述第二传动轴50与所述第一传动轴40并排设置。同时,所述第一传动轴40与所述第二传动轴50直接通过第一连接组件30和第二连接组件70连接,使得所述第一传动轴40带动所述第二传动轴50转动。

请参考附图3,实施例进一步的,所述第一连接组件30包括:第一摇杆301,所述第一摇杆301与所述第一传动轴40连接;及,

第一连杆302,所述第一连杆302一端与所述第二传动轴50连接,另一端与所述第一摇杆301末端活动连接。

可以理解的,所述第一连接组件30包括一端相互活动连接的第一摇杆301和第一连杆302,所述第一摇杆301与所述第一连杆302另一端的端部分别连接所述第一传动轴40和所述第二传动轴50。

实际使用时,当所述第一传动轴40转动带动所述第一摇杆301摆动,而所述第一摇杆301的另一端与所述第一连杆302活动连接,则带动所述第一连杆302摆动一定角度,从而带动所述第二传动轴50转动相应的角度。

请参考附图2,实施例进一步的,所述第二连接组件70包括:固定翼肋701,所述固定翼肋701分别与所述第一传动轴40和所述第二传动轴50活动连接;及,

第二摇杆,所述第二摇杆一端与所述第二传动轴50活动连接,另一端与连接装置20活动连接。

可以理解的,为了增加所述第一传动轴40和所述第二传动轴50的稳定性,在靠近所述机翼组10的一端增设一固定翼肋701,所述第一传动轴40和所述第二传动轴50与所述固定翼肋701为活动连接,保证所述第一传动轴40和所述第二传动轴50能够转动。并且在所述第二传动轴50靠近所述机翼组10的一端设置有第二摇杆,所述第二摇杆另一端与所述连接装置20活动连接,即通过所述第一传动轴40带动所述第二传动轴50的同时也带动所述第二摇杆。702

实际使用时,固定翼肋701上设置有对应所述第一传动轴40和所述第二传动轴50的安装孔,安装时所述第一传动轴40和所述第二传动轴50穿过所述安装孔。同时,所述第二摇杆一端连接所述第二传动轴50,另一端与所述连接装置20活动连接。当,所述第二传动轴50在所述第一传动轴40带动转动时,所述第二摇杆带动所述第二连接件201摆动,增加所述机翼运动时的稳定性。

请参考附图3,实施例进一步的,所述可变形的机翼装置还包括动力装置60,所述动力装置60与传动装置连接,用于带动机翼运动。

可以理解的,为了使得所述可变形的机翼装置能够变形,通过所述动力装置60带动,与机翼组10相连接的传动装置,从而达到机翼组10变形的目的。

请参考附图1,实施例进一步的,所述动力装置60包括:动力件601,用于提供动力;

第三摇杆602,所述第三摇杆602的一端与所述第一传动轴40连接;

第二连杆603,所述第二连接杆一端与所述动力件601连接,另一端与所述第三摇杆602的另一端活动连接。

可以理解的,实施例中,所述第三摇杆602连接所述第一传动轴40,另一端则连接第二连杆603,并且所述第三摇杆602与所述第二连杆603之间为活动连接,再者所述第二连杆603的端部与所述动力件601连接,所述动力件601带动所述第二连杆603与所述第三摇杆602摆动,从而带动所述第一传动杆转动一定角度。

实施例中,所述动力件601为伺服航机,也可以是其它形式的动力件601,如电机。

请参考附图2,实施例进一步的,所述动力装置60还包括传动连接件604,所述传动连接件604设置在所述传动件与所述第二连杆603之间。

可以理解的,所述动力件601与第二杆之间设置有传动连接件604,动力件601通过所述传动连接件604将动力传送给所述机翼组10。

实施例中,所述传动连接件604可以是包括圆盘摇臂、连接杆或者凸轮结构等。

实际使用时,通过控制所述伺服舵机的转动,使所述传动连接件604转动170°,从而带动第二连杆603和第三摇杆602使得第一传动轴40和第一连接件202转动29°,同时第一传动轴40还带动第一摇杆301和第一连杆302使得第二传动轴50转动,进一步带动第二摇杆和中间的机翼,使得机翼迎角向上抬升9°,以此实现机翼组10由常规单翼布局切换为多段机翼布局,达到增加升力、缩短起降距离的效果。

实施例另一方面还公开了一种飞行器,包括任意一项所述的可变形的机翼装置。

实施例中,所述飞行器包括飞行器本体,所述可变形的机翼装置设置在所述飞行器本体上,并且所述可变形的机翼装置上的伺服舵机与所述飞行器本体连接,所述伺服舵机由所述飞行器本体控制,实现了大缝道多段翼与常规单翼之间的有效切换。

实际实施例中,将采用三个机翼形成大缝道多段翼,其中包括上端机翼101、中端机翼102和下端机翼103,并且所述上端机翼101、所述中端机翼102和所述下端机翼103此时呈间隔的并排结构,所述上端机翼101、所述中端机翼102和所述下端机翼103两端采用第一连接件202和第二连接件201活动连接,设置在机翼组10两端的所述第一连接件202和所述第二连接件201之间互相形成的平行结构。

并且,大缝道多段翼的一端的所述第一连接件202连接第一传动轴40,所述第二连接件201通过所述第二摇杆与所述第二传动轴50连接,靠近所述第二摇杆的位置还设置有固定翼肋701,所述固定翼肋701通过安装孔与所述第一传动轴40和所述第二传动轴50活动连接安装。所述第一传动轴40与所述第二传动轴50靠近中间位置通过第一摇杆301与第一连杆302从动连接,即所述第一摇杆301一端与所述第一传动轴40连接安装,所述第一连杆302一端与所述第二传动轴50连接安装,在将所述第一摇杆301与所述第一连杆302的末端相互活动连接安装,从而实现所述第一传动轴40与所述第二传动轴50之间传动连接。

所述第一传动轴40在远离所述大缝道多段翼的一端还设置有动力装置60,这里的动力装置60包括伺服舵机、圆盘摇臂、第二连杆603和第三摇杆602,所述圆盘摇臂安装在伺服舵机的输出轴上,所述圆盘摇臂与所述第二连杆603一端活动连接,所述第二连接杆另一端与所述第三摇杆602活动连接,所述第三摇杆602的末端则与所述第一传动轴40连接安装。

工作时:

伺服舵机带动圆盘摇臂的旋转,从而带动第二连杆603以及第三摇杆602一起旋转,进而带动第一传动轴40转动,所述第一传动轴40则带动所述第一摇杆301以及所述第一连接件202旋转,中段机翼与固定翼肋701通过第一连接件202相连接。当第一传动轴40作用下带动所述第一连接件202一起转动,所述第一连接件202则会带动上端机翼101、中段机翼和下段机翼一起旋转。以此同时,上端机翼101、中段机翼和下段机翼带动所述第二连接件201进行转动,此时,两端四个所述第二连接件201和所述第一连接件202之间互相形成的平行四边形结构,能够保证机翼组10变形时的稳定性,实现三段机翼组10的变形旋转,并在变形过程中,第一传动轴40旋转时通过所述第一连杆302带动第二传动轴50进行滑动以及转动,从而带动与第二传动轴50连接的第二连接件201进行滑动和转动。

通过上述,转动能够将由三个机翼变形三段翼模式,或者合并成单段翼下的机翼攻角。在整个变形过程中,上端机翼101主要受到所述第一连接件202的推力以及第二连接件201的阻力,下段机翼主要受到靠近传动装置端的第一连接件202和第二连接件201的拉力,以及远离传动装置端第一连接件202和第二连接件201的阻力。

实施例中,在起飞和降落阶段,所述伺服舵机的转动,使所述传动连接件604转动170°,从而带动第二连杆603和第三摇杆602使得第一传动轴40和第一连接件202转动29°,同时第一传动轴40还带动第一摇杆301和第一连杆302使得第二传动轴50转动,进一步带动第二摇杆和中间的机翼,使得机翼迎角向上抬升9°,以此实现机翼组10由常规单翼布局切换为多段机翼布局,达到增加升力、缩短起降距离的效果;与此同时,在巡航阶段时,伺服舵机则以相反的方向转动相等的角度,使得多段机翼布局切换为常规单段机翼布局,达到减小巡航阻力、增加巡航时间的效果。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各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发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

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