一种储能驱动折叠翼折叠状态的锁定机构及折叠翼
阅读说明：本技术 一种储能驱动折叠翼折叠状态的锁定机构及折叠翼 (Locking mechanism for energy storage driving folding wing folding state and folding wing ) 是由 何玉鑫 王昌银 田中伟 李广利 常思源 崔凯 于 2021-08-11 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种储能驱动折叠翼折叠状态的锁定机构,其包括用于支撑左外翼于折叠状态的左翼连杆滑块传力机构、用于支撑右外翼于折叠状态的右翼连杆滑块传力机构和用于带动两个传力机构同步反向移动的钢绳滑轮传动机构,内翼上沿两个外翼的连线方向设置有滑槽,两个传力机构均滑移连接于滑槽内,所述钢绳滑轮传动机构包括设置于滑槽两端的左光杆滑柱和右光杆滑柱,两个滑柱的连线位于两个传力机构的移动轨迹之间,所述左翼连杆滑块传力机构相背的两侧分别连接有牵引钢绳和止动钢绳,所述牵引钢绳绕过右光杆滑柱且与右翼连杆滑块传力机构连接,所述止动钢绳绕过左光杆滑柱且可拆卸固定于滑槽内。本申请具有改善左右翼解锁同步性不易保证问题的效果。(The application relates to a locking mechanism for driving a folding wing to be in a folding state by energy storage, which comprises a left wing connecting rod sliding block force transmission mechanism for supporting a left outer wing to be in a folding state, a right wing connecting rod sliding block force transmission mechanism for supporting a right outer wing to be in a folding state and a steel rope pulley transmission mechanism for driving the two force transmission mechanisms to synchronously and reversely move, wherein a sliding groove is arranged on an inner wing along the connecting line direction of the two outer wings, the two force transmission mechanisms are connected in the sliding groove in a sliding way, the steel rope pulley transmission mechanism comprises a left polished rod sliding column and a right polished rod sliding column which are arranged at the two ends of the sliding chute, the connecting line of the two sliding columns is positioned between the moving tracks of the two force transmission mechanisms, the two sides of the left wing connecting rod sliding block force transmission mechanism which are back to each other are respectively connected with a traction steel rope and a stop steel rope, the traction steel rope bypasses the right polished rod sliding column and is connected with the right wing connecting rod sliding block force transmission mechanism, and the stopping steel rope bypasses the left polished rod sliding column and is detachably fixed in the sliding groove. The unlocking synchronization device has the effect of improving the problem that the synchronization of unlocking of the left wing and the right wing is not easy to guarantee.)
技术领域
本申请涉及飞行器的领域，尤其是涉及一种储能驱动折叠翼折叠状态的锁定机构及折叠翼。
背景技术
机翼是飞行器升力的主要来源，提升机翼的翼展和面积可以获得更高的升力；但对于弹体飞行器，其发射筒的筒径是固定的，增大翼展后便无法发射，而折叠翼技术可以解决这一问题。
常用的弹体折叠翼技术为面内伸缩翼技术，但伸缩翼的翼型台阶问题使其气动性能不佳，而面外一次折叠的折叠翼技术可以克服这个弊端；飞行器在运输、储存、发射时，其机翼处于折叠状态并锁定，发射后立即解锁，将外翼转动至展开状态并锁定；由此可见，折叠翼锁定机构的设计是折叠翼设计的关键，它关系到折叠翼能否顺利打开；折叠翼两侧外翼打开的同步性问题是折叠翼锁定结构设计的重中之重，因为两侧外翼非对称状态引起的气动力差会使飞行器沿航向滚动，不利于姿态控制。
常规的折叠机翼锁定机构方案里会在左右翼两侧各布置一个电机用于开锁，电机的气动时间和转速较好控制，但是两侧销子与各自锁孔的滑动摩擦力是有差异的，这不仅仅由材料加工、装配造成的，两侧外翼所受的气动力也有差异，气动力作用传递至销子上，使得销子受到的剪切力不一样。
针对上述中的相关技术，发明人认为拔销需要的力不一样，而电机的输出功率是相同的，那么即便同时启动电机，两侧的锁定机构也很难同时打开，两侧解锁的同步性不易保证。
发明内容
为了改善左右翼解锁同步性不易保证的问题，本申请提供一种储能驱动折叠翼折叠状态的锁定机构。
第一方面，本申请提供一种储能驱动折叠翼折叠状态的锁定机构，采用如下的技术方案：
一种储能驱动折叠翼折叠状态的锁定机构，包括用于支撑左外翼于折叠状态的左翼连杆滑块传力机构、用于支撑右外翼于折叠状态的右翼连杆滑块传力机构和用于带动两个传力机构同步反向移动的钢绳滑轮传动机构，内翼上沿两个外翼的连线方向设置有滑槽，两个传力机构均滑移连接于滑槽内，所述钢绳滑轮传动机构包括设置于滑槽两端的左光杆滑柱和右光杆滑柱，两个滑柱的连线位于两个传力机构的移动轨迹之间，所述左翼连杆滑块传力机构相背的两侧分别连接有牵引钢绳和止动钢绳，所述牵引钢绳绕过右光杆滑柱且与右翼连杆滑块传力机构连接，所述止动钢绳绕过左光杆滑柱且可拆卸固定于滑槽内。
通过采用上述技术方案，当飞行器发射后，止动钢绳限定解除，在储能驱动源的作用下，左外翼向上旋转并驱使左翼连杆滑块传力机构移动，右外翼向上旋转并驱使右翼连杆滑块传力机构移动，由于左翼连杆滑块传力机构和右翼连杆滑块传力机构之间通过牵引钢绳连接，使得两者同步相向移动，从而使左外翼和右外翼同步打开，从而改善左右翼解锁同步性不易保证的问题。
可选的，所述止动钢绳远离左翼连杆滑块传力机构的一端连接有控制滑块，所述控制滑块滑移连接于滑槽内，内翼上安装有用于固定控制滑块的电机开关机构，所述电机开关机构包括可拆卸插设于控制滑块内的圆柱销子。
通过采用上述技术方案，控制滑块连接止动钢绳，控制滑块通过圆柱销子固定，当需要解除对控制滑块的固定时，电机开关机构驱使圆柱销子脱离控制滑块，控制滑块随即处于自由状态，即通过锁定和释放控制滑块来实现两侧外翼的同步开锁，传动过程清晰、稳定；将电机开关机构放在内翼中间，可充分利用厚度尺寸，将电机做大，以提供更高的输出功率和作用力，进而锁定更大翼展和重量的外翼，以获得更高的升力。
可选的，所述电机开关机构还包括直线步进电机，所述直线步进电机内安装有丝杆，所述丝杆与圆柱销子连接。
通过采用上述技术方案，步进电机驱使丝杆旋转，丝杆边旋转边轴向移动，从而带动圆柱销子移动，该电机开关机构操作简便；采用一个步进电机控制两侧外翼在折叠状态的解锁，相比传统的两侧各一个电机的方案可靠性更高。
可选的，所述丝杆与圆柱销子转动连接。
通过采用上述技术方案，相对于其他的齿轮传动拔销机构，圆柱销子所受摩檫力的合力与作动拉力共线，避免了弯矩作用使圆柱销子摩擦阻力进一步提升的弊端。
可选的，所述圆柱销子靠近丝杆的一端设置有开口卡槽，所述丝杆靠近圆柱销子的一端设置有牵引卡盘，所述牵引卡盘转动嵌设于开口卡槽内。
通过采用上述技术方案，圆柱销子和丝杆之间通过开口卡槽和牵引卡盘传递拉力，牵引卡盘可在开口卡槽内转动，使得丝杆转动推进时圆柱销子只滑动不转动，从而降低了拔销要克服的摩擦阻力，使拔销需要的电机输出功率降低，电机的尺寸可以更小。
可选的，所述左翼连杆滑块传力机构包括滑移连接于滑槽内的左滑块，所述牵引钢绳和止动钢绳分别连接于左滑块相背的两侧，左外翼上设置有位于内翼上方的左外翼限位板，所述左外翼限位板与左滑块之间铰接有左连杆；所述右翼连杆滑块传力机构包括滑移连接于滑槽内的右滑块，所述牵引钢绳连接于右滑块上，右外翼上设置有位于内翼上方的右外翼限位板，所述右外翼限位板与右滑块之间铰接有右连杆。
通过采用上述技术方案，左外翼限位板旋转推动左连杆，左连杆带动左滑块移动，右外翼限位板旋转推动右连杆，右连杆带动右滑块移动，左滑块和右滑块之间连接牵引钢绳，左滑块和右滑块同步移动，达到所需目标，左翼连杆滑块传力机构和右翼连杆滑块传力机构结构设计合理，各部件配合关系密切。
可选的，所述滑槽内沿滑槽的延伸方向固定有挡条，所述左滑块设置于挡条的一侧，所述右滑块设置于挡条的另一侧，所述挡条上设置有用于限制左滑块脱离挡条的左翼滑块的限位凸台，所述挡条上还设置有用于限制右滑块脱离挡条的右翼滑块的限位凸台。
通过采用上述技术方案，当左外翼和右外翼均处于折叠状态时，左滑块抵接左翼滑块的限位凸台，左翼滑块的限位凸台阻止左滑块向外运动，右滑块抵接右翼滑块的限位凸台，右翼滑块的限位凸台阻止右滑块向外运动，限位凸台与钢绳系统配合实现双向运动的锁定。
可选的，所述滑槽侧壁上设置有用于阻挡控制滑块移动的控制滑块的限位凸台，所述控制滑块的限位凸台位于控制滑块与左光杆滑柱之间，当左外翼和右外翼处于伸展状态时，所述控制滑块与控制滑块的限位凸台抵接。
通过采用上述技术方案，解除对控制滑块的限制后，止动钢绳拉动控制滑块向左滑轮方向移动，控制滑块最终抵接在控制滑块的限位凸台上，通过止动钢绳和控制滑块的限位凸台的配合实现对控制滑块的双向锁定，防止控制滑块在飞行器飞行时滑动。
可选的，所述左光杆滑柱上转动套设有左滑轮，所述止动钢绳缠绕于左滑轮上，所述右光杆滑柱上转动套设有右滑轮，所述牵引钢绳缠绕于右滑轮上。
通过采用上述技术方案，将钢绳与滑柱之间的滑动摩擦转变为滑轮与滑柱之间的转动摩擦，降低了摩擦阻力，使钢绳移动更顺畅。
第二方面，本申请提供一种折叠翼，采用如下的技术方案：
一种折叠翼，包括一种储能驱动折叠翼折叠状态的锁定机构。
通过采用上述技术方案，一种储能驱动折叠翼折叠状态的锁定机构实用范围广泛，有利于推广使用。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
当飞行器发射后，止动钢绳限定解除，在储能驱动源的作用下，左外翼向上旋转并驱使左翼连杆滑块传力机构移动，右外翼向上旋转并驱使右翼连杆滑块传力机构移动，由于左翼连杆滑块传力机构和右翼连杆滑块传力机构之间通过牵引钢绳连接，使得两者同步相向移动，从而使左外翼和右外翼同步打开，从而改善左右翼解锁同步性不易保证的问题；
控制滑块连接止动钢绳，控制滑块通过圆柱销子固定，当需要解除对控制滑块的固定时，电机开关机构驱使圆柱销子脱离控制滑块，控制滑块随即处于自由状态，即通过锁定和释放控制滑块来实现两侧外翼的同步开锁，传动过程清晰、稳定；将电机开关机构放在内翼中间，可充分利用厚度尺寸，将电机做大，以提供更高的输出功率和作用力，进而锁定更大翼展和重量的外翼，以获得更高的升力；
步进电机驱使丝杆旋转，丝杆边旋转边轴向移动，从而带动圆柱销子移动，该电机开关机构操作简便；采用一个步进电机控制两侧外翼在折叠状态的解锁，相比传统的两侧各一个电机的方案可靠性更高。
附图说明
图1是折叠翼展开状态的结构示意图。
图2是折叠翼折叠状态的结构示意图。
图3是锁定机构组成部分的示意图。
图4是左翼连杆滑块传力机构的结构示意图。
图5是右翼连杆滑块传力机构的结构示意图。
图6是钢绳滑轮传动机构的俯视图。
图7是电机开关机构的结构示意图。
附图标记说明：1、左内翼；2、右内翼；3、左外翼；4、右外翼；5、左侧折叠翼分离面；6、右侧折叠翼分离面；7、左侧机翼翼型分割线；8、右侧机翼翼型分割线；9、左侧转轴；10、右侧转轴；11、锁定机构；12、左翼连杆滑块传力机构；13、右翼连杆滑块传力机构；14、钢绳滑轮传动机构；15、电机开关机构；16、左外翼限位板；17、左连杆；18、第一左销子；19、左凸耳；20、第二左销子；21、左滑块；22、牵引钢绳；23、第一滑槽；24、止动钢绳；25、左滑轮；26、左光杆滑柱；27、右外翼限位板；28、右连杆；29、右销子；30、右凸耳；31、右滑块；32、第二滑槽；33、右光杆滑柱；34、右滑轮；35、控制滑块；36、左翼滑块的限位凸台；37、右翼滑块的限位凸台；38、控制滑块的限位凸台；39、控制滑块锁孔；40、圆柱销子；41、开关支座；42、直线步进电机；43、丝杆；44、螺钉；45、内翼锁孔；46、开口卡槽；47、牵引卡盘。
具体实施方式
以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种储能驱动折叠翼折叠状态的锁定机构及折叠翼。参照图1和图2，一种折叠翼，包括左内翼1、右内翼2、左外翼3、右外翼4、左侧转轴9、右侧转轴10以及锁定机构11；左内翼1和右内翼2一体成型，且中部向上隆起；左外翼3能以左侧转轴9为基准轴进行旋转，且左外翼3与左内翼1之间形成左侧折叠翼分离面5；右外翼2能以右侧转轴10为基准轴进行旋转，且右外翼4与右内翼2之间形成右侧折叠翼分离面6；由于左内翼1翼型的变化，在左内翼1顶面形成左侧机翼翼型分割线7；同样，由于右内翼2翼型的变化，在右内翼2顶面形成右侧机翼翼型分割线8；左外翼3和右外翼4由储能驱动源提供向上翻转的动力，左外翼3和右外翼4折叠状态下存在较大的作用力矩。
参照图1和图3，锁定机构11包括左翼连杆滑块传力机构12、右翼连杆滑块传力机构13、钢绳滑轮传动机构14以及电机开关机构15；其中，左翼连杆滑块传力机构12位于左内翼1与左外翼3的衔接处，右翼连杆滑块传力机构13位于右内翼2与右外翼4的衔接处，而钢绳滑轮传动机构14位于左内翼1和右内翼2上，电机开关机构15同样位于左内翼1和右内翼2上；通过连杆滑块机构，将外翼的转动趋势转化为滑块的滑动趋势，通过限制滑块的移动，来限制外翼的翻转，连杆滑块机构实际上起到了传递荷载，改变运动行程的作用。
参照图3和图4，左翼连杆滑块传力机构12包括左外翼限位板16，左外翼限位板16与左外翼3一体成型且处于同一平面内，左外翼限位板16可拆卸搭设于左内翼1顶部；在左外翼限位板16与左内翼1之间还设置有左连杆17，在左连杆17靠近左外翼限位板16的一端转动穿设有第一左销子18，第一左销子18表面光滑，在第一左销子18的两端分别转动套设有一左凸耳19，左凸耳19固接于左外翼限位板16上，使得左连杆17与左外翼限位板16铰接；在左连杆17远离第一左销子18的一端转动穿设有第二左销子20，第二左销子20表面光滑，在第二左销子20的两端分别转动套设有一耳板，在两个耳板上固接有一左滑块21，使得左连杆17与左滑块21铰接。
参照图3和图5，右翼连杆滑块传力机构13包括右外翼限位板27，右外翼限位板27与右外翼4一体成型且处于同一平面内，右外翼限位板27可拆卸搭接于右外翼4顶部；在右外翼限位板27与右内翼2之间还设置有右连杆28，在右连杆28靠右外翼限位板27的一端转动穿设有右销子29，右销子29表面光滑，在右销子29的两端分别转动套设有一右凸耳30，右凸耳30固接于右外翼限位板27上，使得右连杆28与右外翼限位板27铰接，且在右连杆28远离右销子29的一端铰接有一右滑块31。
参照图3和图6，钢绳滑轮传动机构14包括滑槽，滑槽开设于左内翼1和右内翼2顶面；在滑槽底壁上沿滑槽23的长度方向固接有一挡条，挡条两端均与滑槽两端壁之间设有间隙，挡条将滑槽分隔呈两个区域，位于挡条靠近飞行器主体的一侧设为第一滑槽23，位于挡条远离飞行器主体的一侧设为第二滑槽32。
参照图4和图6，在左滑块21背离第二左销子20的一侧钩挂有一牵引钢绳22，牵引钢绳22用作传力载体；左滑块21滑移连接于第一滑槽23内，牵引钢绳22容纳于第一滑槽23内；为了使左滑块21具有往返移动的功能，在左滑块21背离牵引钢绳22的一侧钩挂有一止动钢绳24，止动钢绳24同样用作传力载体；在滑槽内还设置有一左滑轮25，左滑轮25位于挡条与左侧转轴9之间，在左滑轮25中心转动穿设有一左光杆滑柱26，左光杆滑柱26垂直固接于滑槽底壁上，止动钢绳24绕过左滑轮25，通过左滑轮25实现转向，改变拉力方向。
参照图5和图6，右滑块31滑移连接于第二滑槽32内；在滑槽内还垂直固接有一右光杆滑柱33，右光杆滑柱33位于挡条与右侧转轴10之间，在右光杆滑柱33上转动套设有右滑轮34，牵引钢绳22绕过右滑轮34且钩挂于右滑块31上，牵引钢绳22通过右滑轮34实现转向，改变拉力方向；
参照图6，在第二滑槽32内滑移连接有一控制滑块35，止动钢绳24与控制滑块35连接，通过锁定控制滑块35实现对左滑块21和右滑块31的位置锁定，进而锁定左外翼3和右外翼4，阻止两者转动展开；为了提升左外翼3和右外翼4折叠状态下的稳定性，在挡条靠近第一滑槽23的一侧固接有一左翼滑块的限位凸台36，左翼滑块的限位凸台36位于挡条靠近左滑轮25的一端；在挡条靠近第二滑槽32的一侧固接有一右翼滑块的限位凸台37，右翼滑块的限位凸台37位于挡条靠近右滑轮34的一端。
当左外翼3和右外翼4均处于折叠状态时，左滑块21抵接左翼滑块的限位凸台36，左翼滑块的限位凸台36阻止左滑块21向外运动，右滑块31抵接右翼滑块的限位凸台37，右翼滑块的限位凸台37阻止右滑块31向外运动，限位凸台与钢绳系统配合实现双向运动的锁定；为了提升左外翼3和右外翼4展开状态的稳定性，在第二滑槽32正对挡条的侧壁上固接有一控制滑块的限位凸台38，控制滑块的限位凸台38位于控制滑块35与左滑轮25之间；当左外翼3和右外翼4到达展开状态时，控制滑块35与控制滑块的限位凸台38抵接，控制滑块的限位凸台38阻止控制滑块35继续运动，当通过其他常规方式锁定外翼于展开状态时，止动钢绳24的拉力与控制滑块的限位凸台38配合实现对控制滑块35的双向锁定，防止控制滑块35在飞行器飞行时滑动。
参照图3和图7，电机开关机构15包括圆柱销子40、开关支座41、直线步进电机42、丝杆43、螺钉44、内翼锁孔45、开口卡槽46以及牵引卡盘47；开关支座41通过两个螺钉44与左内翼1和右内翼2固定，内翼锁孔45开设于开关支座41上，在控制滑块35背离挡条的侧壁上开设有一控制滑块锁孔39，圆柱销子40滑移穿设于开关支座41且可拆卸插设于控制滑块锁孔39内，当左外翼3和右外翼4处于折叠状态时，控制滑块锁孔39与内翼锁孔45对齐；为了减少摩擦阻力的影响，控制滑块锁孔39与内翼锁孔45内壁均做光滑处理，且控制滑块锁孔39和内翼锁孔45均与圆柱销子40适配。
参照图7，开口卡槽46内壁做光滑处理，开口卡槽46固接于圆柱销子40远离控制滑块35的一端；直线步进电机42嵌设于支座41上，可充分利用厚度尺寸，将电机做大，以提供更高的输出功率和作用力，进而锁定更大的翼展和重量的外翼；丝杆43安装于直线步进电机42内，直线步进电机42可驱使丝杆43转动，从而带动丝杆43轴向移动，牵引卡盘47表面做光滑处理，牵引卡盘47固接于丝杆43端部，牵引卡盘47转动嵌设于开口卡槽46内，牵引卡盘47可驱使开口卡槽46轴向移动。
本申请实施例一种储能驱动折叠翼折叠状态的锁定机构及折叠翼的实施原理为：在飞行器发射前，左外翼3和右外翼4均处于折叠状态，此时，储能驱动源保持驱使左外翼3和右外翼4向上翻转的趋势；与此同时，圆柱销子40插设在控制滑块锁孔39内，控制滑块35处于固定状态，控制滑块35通过止动钢绳24拉拽左滑块21，左滑块21抵接在左翼滑块的限位凸台36上，从而使左滑块21保持稳定，同时在左连杆17的支撑作用下，左外翼限位板16保持稳定，进而使左外翼3保持稳定；在牵引钢绳22的拉拽作用下，右滑块31抵接在右翼滑块的限位凸台37上，从而使右滑块31保持稳定，同时在右连杆28的支撑作用下，右外翼限位板27保持稳定，进而使右外翼4保持稳定。
当飞行器从发射筒内发射后，直线步进电机42驱使丝杆43旋转，丝杆43带动开口卡槽46向远离控制滑块35的方向移动，圆柱销子40从控制滑块锁孔39内退出，解除对控制滑块35的限位，控制滑块35处于自由状态；此时，储能驱动源驱使左外翼3和右外翼4向上翻转，左外翼限位板16同步翻转并推动左滑块21向第一滑槽23中部方向移动，右外翼限位板27同步翻转并推动右滑块31向靠近第二滑槽32中部方向移动，左滑块21拉动止动钢绳24，止动钢绳24拉动控制滑块35向左滑轮25方向移动，控制滑块35最终抵接在控制滑块的限位凸台38上，通过止动钢绳24和控制滑块的限位凸台38的配合实现对控制滑块35的双向锁定，防止控制滑块35在飞行器飞行时滑动。
相比于相关技术，本申请采用左翼连杆滑块传力机构12、右翼连杆滑块传力机构13和钢绳滑轮传动机构14，将拉力转向集中到控制滑块35上，通过锁定和释放控制滑块35来实现左外翼3和右外翼4的同步开锁，进而达到改善左右翼解锁同步性不易保证问题的效果。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
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