一种可折叠机翼两栖飞行器及其工作方法
阅读说明：本技术 一种可折叠机翼两栖飞行器及其工作方法 (Amphibious aircraft with foldable wings and working method thereof ) 是由 严俊杰 李宜恒 杨超 朱训辉 窦兆起 于 2021-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可折叠机翼两栖飞行器,其技术方案要点是包括机身,机身两侧设置有固定翼,固定翼翼端部设置有折叠翼,固定翼上设置有用于控制折叠翼进行翻转折叠的折叠机构,折叠翼上设置有旋翼机构和轮系机构,旋翼机构和轮系机构分设于折叠翼的两侧,折叠翼上还设置有悬架,轮系机构与折叠翼之间通过悬架连接,折叠机构控制所述折叠翼翻转至轮系机构与地面接触或与固定翼水平。本发明一种可折叠机翼两栖飞行器,具有提高整体地面工作的稳定性和安全性,为整体机体提供可靠的地面工作性能。(The invention discloses an amphibious aircraft with foldable wings, which is characterized by comprising an aircraft body, wherein fixed wings are arranged on two sides of the aircraft body, folding wings are arranged at the end parts of the fixed wings, folding mechanisms used for controlling the folding wings to turn and fold are arranged on the fixed wings, a rotor wing mechanism and a wheel train mechanism are arranged on the folding wings, the rotor wing mechanism and the wheel train mechanism are respectively arranged on two sides of the folding wings, a suspension is also arranged on the folding wings, the wheel train mechanism is connected with the folding wings through the suspension, and the folding mechanism controls the folding wings to turn until the wheel train mechanism is in contact with the ground or is horizontal to the fixed wings. The amphibious aircraft with the foldable wings has the advantages that the stability and the safety of the whole ground work are improved, and the reliable ground work performance is provided for the whole aircraft body.)
技术领域
本发明涉及飞行器技术领域，更具体的说是涉及一种可折叠机翼两栖飞行器及其工作方法。
背景技术
随着航空领域的蓬勃发展，诸多新型的飞行器被提出并投入使用，促使飞行器的种类和功能也不断的进行革新，从而衍生了很多不同类型的飞行器，但这些飞行器多为单一的形态，其中固定翼、螺旋桨翼以及倾转旋翼的机型较多，固定翼和螺旋桨翼的短板都很明显，单一固定翼飞行器不能空中悬停、起飞对地形要求比较高和占位置较大等缺点，而倾转旋翼飞行器其飞行能量利用效率低，飞行速度较慢，而且这些单一的飞行器在地面工作能力都比较差甚至没有，在借助地面进行起飞时，需要使用起落架来实现支撑，但是目前的起落架支撑滑跑需要借助推力实现滑跑，不具备助力辅助整体机体进行滑跑起降的效果，并且在地面工作时，整体的稳定性差，容易出现起落架滑跑不稳定的情况，从而影响整体机体的安全性。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可折叠机翼两栖飞行器，具有提高整体地面工作的稳定性和安全性，为整体机体提供可靠的地面工作性能。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种可折叠机翼两栖飞行器，包括机身，所述机身两侧设置有固定翼，所述固定翼翼端部设置有折叠翼，所述固定翼上设置有用于控制折叠翼进行翻转折叠的折叠机构，所述折叠翼上设置有旋翼机构和轮系机构，所述旋翼机构和轮系机构分设于折叠翼的两侧，所述折叠翼上还设置有悬架，所述轮系机构与折叠翼之间通过悬架连接，所述轮系机构提供地面滑跑时的动力，所述折叠机构控制所述折叠翼翻转至轮系机构与地面接触时，所述折叠翼与固定翼垂直设置，所述旋翼机构用于提供垂直起降的动力，所述折叠机构控制所述折叠翼翻转至与固定翼水平时，所述旋翼机构用于提供机身巡航飞行时的动力。
作为本发明的进一步改进，所述折叠机构包括折叠舵机和折叠曲轴，所述折叠曲轴包括驱动轴体和传动轴体，所述固定翼的翼尖处设置有机舱，所述折叠舵机设置于机舱内，所述折叠舵机的输出轴连接驱动轴体，所述驱动轴体背离折叠舵机的一端与传动轴体铰接，所述传动轴体背离与驱动轴体连接处于折叠翼连接。
作为本发明的进一步改进，所述驱动轴体和传动轴体连接处均设置通过抗扭强化处理。
作为本发明的进一步改进，所述轮系机构包括滑跑轮、联动轴、助跑舵机、传动轴和传动构件，所述助跑舵机设置于折叠翼上，所述折叠翼上开设有轮槽，所述滑跑轮设置于轮槽中，一侧所述折叠上设置两个滑跑轮，所述滑跑轮之间通过联动轴连接，所述传动轴与助跑舵机同轴连接，所述传动轴与联动轴之间通过传动构件连接，所述滑跑轮上设置有从动锥齿轮，所述联动轴端部设置有与从动锥齿轮啮合的主动锥齿轮，以使所述助跑舵机通过传动轴和传动构件带动所述联动轴转动，所述联动轴带动滑跑轮转动带动机体滑跑运动。
作为本发明的进一步改进，所述悬架包括轮架、轴架和润滑轴承，所述轮架一端与折叠翼连接，另一端与滑跑轮连接，所述轴架一端与折叠翼连接，另一端与联动轴连接，所述轮架与滑跑轮连接处以及轴架与联动轴连接处均设置润滑轴承。
作为本发明的进一步改进，所述传动构件包括蜗杆和蜗轮，所述蜗杆与传动轴远离助跑舵机的一端同轴固定连接，所述蜗轮与联动轴同轴固定连接，所述蜗轮与蜗杆啮合。
作为本发明的进一步改进，所述机身包括机体和尾翼，所述尾翼呈V型设置于机体的尾部，所述尾翼上设置有方向舵。
作为本发明的进一步改进，所述机体前端部设置有空速管。
一种可折叠机翼两栖飞行器的工作方法，具体工作方法为：
当需要地面工作时，所述旋翼机构停止转动，所述折叠翼在折叠机构的作用下保持与固定翼垂直设置，所述轮系机构与地面接触，通过所述助跑舵机驱动传动轴和传动构件带动所述联动轴转动，所述联动轴通过主动锥齿轮和从动锥齿轮带动滑跑轮转动，提供带动机体进行滑跑时的动力；
当需要进行转弯时，通过控制位于机体两侧助跑舵机差速转动，左转弯时，控制机体右侧助跑舵机保持转速，控制机体左侧助跑舵机降低速度，形成差速转动，以使所述机体进行左转弯，右转弯时，控制机体左侧助跑舵机保持转速，控制机体右侧助跑舵机降低速度，形成差速转动，以使所述机体进行右转弯；
所述旋翼机构转动时提供机体垂直起降的动力，以使所述机体实现垂直起降或悬停；
当所述机体保持飞行转态时，通过所述折叠机构带动所述折叠翼翻转，以使所述折叠翼翻转至于固定翼水平位置，从而提供所述机体巡航飞行的动力。
作为本发明的进一步改进，所述折叠翼由与固定翼垂直的位置翻转至与固定翼水平位置的具体步骤为：
所述折叠机构带动所述折叠翼绕于固定翼的翼尖处以垂直于固定翼的轴线进行绕轴水平翻转，翻转方向为折叠翼的翼尖朝机体外侧转动，并转动至于固定翼水平位置停止转动；
所述折叠机构带动所述折叠翼绕于固定翼的翼尖处以平行于固定翼的轴线进行绕轴翻转，翻转方向为折叠翼带动所述轮系机构朝向机身顶部的方向转动，并转动至于轮系机构与机身保持水平位置停止转动。
本发明的有益效果：通过在固定翼中设置折叠机构，折叠机构连接固定翼和折叠翼，在折叠机构的作用下实现控制折叠翼的折叠翻转，折叠翼上设置有旋翼机构和轮系机构，使得在对折叠翼进行折叠翻转后，使得能够控制轮系机构与地面的接触，以使在轮系机构运作时，实现整体能够进行地面工作，同时旋翼机构能够为整体垂直起降提供动力，当控制折叠翼与固定翼水平设置时，实现整体的巡航飞行，并且此时旋翼机构提供整体巡航飞行的动力，实现了提高整体地面工作的稳定性和安全性，为整体机体提供可靠的地面工作性能，并且为巡航飞行提供稳定的动力。
附图说明
图1为体现飞行状态下的立体结构示意图；
图2为体现地面工作时的立体结构示意图；
图3为体现折叠机构的结构示意图；
图4为体现轮系机构和悬架的结构示意图。
附图标记：1、机身；11、固定翼；12、尾翼；13、方向舵；14、空速管；2、折叠翼；21、轮槽；3、折叠机构；31、折叠舵机；32、折叠曲轴；33、驱动轴体；34、传动轴体；4、旋翼机构；5、轮系机构；51、滑跑轮；52、联动轴；53、助跑舵机；54、传动轴；55、传动构件；56、从动锥齿轮；57、主动锥齿轮；58、蜗杆；59、蜗轮；6、悬架；61、轮架；62、轴架；63、润滑轴承。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
参考图1至图4所示，为本发明一种可折叠机翼两栖飞行器及其工作方法的具体实施方式，包括机身1，机身1两侧设置有固定翼11，固定翼11的翼端部设置有折叠翼2，固定翼11上设置有用于控制折叠翼2进行翻转折叠的折叠机构3，折叠翼2上设置有旋翼机构4和轮系机构5，旋翼机构4和轮系机构5分设于折叠翼2的两侧，旋翼机构4为现有技术，其工作方式和工作原理在此不做赘述，折叠翼2上还设置有悬架6，轮系机构5与折叠翼2之间通过悬架6连接，以使当折叠机构3控制折叠翼2进行翻转折叠至轮系机构5与地面接触时，轮系机构5提供地面滑跑时的动力，促使整体能够稳定的进行滑跑，提高滑跑启动的效率，折叠机构3控制折叠翼2翻转至轮系机构5与地面接触时，折叠翼2与固定翼11垂直设置，并且折叠翼2远离固定翼11的翼尖处朝向机身1的尾部方向，旋翼机构4用于提供垂直起降的动力，折叠机构3控制折叠翼2翻转至与固定翼11水平时，旋翼机构4用于提供机身1巡航飞行时的动力，机身1包括机体和尾翼12，尾翼12呈V型设置于机体的尾部，尾翼12上设置有方向舵13，使得能够调节控制机体的转向和翻转，尾翼12呈V型设置于机体尾部，从而起到维持机体稳定飞行的效果，在机体前端部设置有空速管14。
参考图1至图3，折叠机构3包括折叠舵机31和折叠曲轴32，折叠曲轴32包括驱动轴体33和传动轴体34，固定翼11的翼尖处设置有机舱，折叠舵机31设置于机舱内，折叠舵机31的输出轴连接驱动轴体33，驱动轴体33背离折叠舵机31的一端与传动轴体34铰接，传动轴体34背离与驱动轴体33连接处于折叠翼2连接，驱动轴体33和传动轴体34连接处均通过抗扭强化处理，抗扭强化处理具体为，首先在驱动轴体33与传动轴体34连接处增加材料的厚度，并对整体驱动轴体33和传动轴体34进行盐浴氮化处理，提高整体硬度、耐磨性、抗扭强度以及耐腐蚀性，并对受力部位进行抛光处理，提高整体的使用寿命，最后对驱动轴体33和传动轴体34进行淬火处理。
参考图1至图4，轮系机构5包括滑跑轮51、联动轴52、助跑舵机53、传动轴54和传动构件55，助跑舵机53设置于折叠翼2上，折叠翼2上开设有轮槽21，滑跑轮51设置于轮槽21中，任意一侧折叠翼2上设置两个滑跑轮51，滑跑轮51之间通过联动轴52连接，传动轴54与助跑舵机53同轴连接，传动轴54与联动轴52之间通过传动构件55连接，传动构件55包括蜗杆58和蜗轮59，蜗杆58与传动轴54远离助跑舵机53的一端同轴固定连接，蜗轮59与联动轴52同轴固定连接，蜗轮59与蜗杆58啮合，滑跑轮51上设置有从动锥齿轮56，联动轴52端部设置有与从动锥齿轮56啮合的主动锥齿轮57，以使在助跑舵机53的作用下带动传动轴54转动，从而带动蜗杆58转动，通过与蜗杆58啮合的蜗轮59带动联动轴52转动，进而带动滑跑轮51的转动，实现在需要进行滑跑时，可以在不需要机体推动力的作用下，进行主动滑跑，实现地面运动；
悬架6包括轮架61、轴架62和润滑轴承63，轮架61一端与折叠翼2连接，另一端与滑跑轮51连接，轴架62一端与折叠翼2连接，另一端与联动轴52连接，轮架61与滑跑轮51连接处以及轴架62与联动轴52连接处均设置润滑轴承63，在润滑轴承63的作用下，使得联动轴52的转动以及滑跑轮51的转动均不易出现阻碍，并且减小联动轴52和滑跑轮51的转动阻力，在轮架61和轴架62的作用下，使得轮系机构5能够保持与折叠翼2的稳定连接。
两栖飞行器的工作方式为：
当需要地面工作时，旋翼机构4停止转动，折叠翼2在折叠机构3的作用下保持与固定翼11垂直设置，使得轮系机构5中的滑跑轮51与地面接触，通过助跑舵机53驱动传动轴54和传动构件55带动联动轴52转动，并且联动轴52通过主动锥齿轮57和从动锥齿轮56带动滑跑轮51转动，从而提供带动机体进行滑跑时的动力；
当需要进行转弯时，通过控制位于机体两侧助跑舵机53差速转动，左转弯时，控制机体右侧助跑舵机53保持转速，控制机体左侧助跑舵机53降低速度，形成差速转动，以使所述机体进行左转弯，右转弯时，控制机体左侧助跑舵机53保持转速，控制机体右侧助跑舵机53降低速度，形成差速转动，以使所述机体进行右转弯；
旋翼机构4转动时提供机体垂直起降的动力，以使机体实现垂直起降或悬停；
当机体保持飞行转态时，通过折叠机构3带动所述折叠翼2翻转，以使折叠翼2翻转至于固定翼11水平位置，从而提供所述机体巡航飞行的动力；
折叠翼2由与固定翼11垂直的位置翻转至与固定翼11水平位置的具体步骤为：
折叠机构3带动所述折叠翼2绕于固定翼11的翼尖处以垂直于固定翼11的轴线进行绕轴水平翻转，翻转方向为折叠翼2的翼尖朝机体外侧转动，并转动至于固定翼11水平位置停止转动；
折叠机构3带动折叠翼2绕于固定翼11的翼尖处以平行于固定翼11的轴线进行绕轴翻转，翻转方向为折叠翼2带动轮系机构5朝向机身1顶部的方向转动，并转动至于轮系机构5与机身1保持水平位置停止转动。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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