一种无人机变体翼的展向折叠机构以及无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种无人机变体翼的展向折叠机构以及无人机。

背景技术

无人机变体翼是指飞机的机翼分为两段或多段，每两段机翼铰接，一段作为折叠翼，一段作为固定翼，折叠翼能够相对固定翼折叠或展开。变体翼的好处是减小体积，方便运输。

目前，无人机变体翼大多采用连杆、弹簧，铰链等被动方式的折叠机构，且大多采用液压驱动，这种折叠机构在结构上比较复杂，而液压系统占用空间有比较大，所以只在大型飞机上有所应用。即便如此，这种折叠机构的驱动部件的转动行程较小，力臂短，要求驱动件需要较大的扭矩，才能在较短的行程内使机翼旋转，其驱动机构与连杆之间的力臂多为变化的且飞行过程中不断受气动力影响，这样会导致在机翼展开或折叠过程中有不可避免的零件震动，而且随着转动位置不同力矩随之变化，越靠近极限折叠位置力臂越小，输出力矩越大，零件震动越剧烈，造成机翼无法完全展开，直接影响飞机飞行的稳定性，有可能造成飞行事故。此外，液压驱动的控制不精确，不连贯，机翼展开或折叠的转速不均匀，运动不流畅，难以保证机翼展开到准确位置以及两侧机翼的同步性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机变体翼的展向折叠机构以及无人机，能够避免出现零件震动现象，实现机翼展开过程平稳、匀速进行，并且保证两侧机翼的位置精度和同步性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种无人机变体翼的展向折叠机构，所述变体翼包括固定翼以及与固定翼相铰接的折叠翼，所述展向折叠机构设于固定翼和折叠翼之间，包括第一套筒、第二套筒、第一齿环、第二齿环、上层行星齿轮、下层行星齿轮和行星架，所述第一套筒相对折叠翼固定不动，所述第二套筒相对固定翼固定不动，所述第一套筒与第二套筒同轴设置且轴向与折叠翼的展向垂直，所述第一齿环嵌设于第一套筒内，所述第二齿环嵌设于第二套筒内，所述上层行星齿轮和下层行星齿轮为多个，所述上层行星齿轮与第一齿环的内壁相啮合，所述下层行星齿轮与第二齿环的内壁相啮合，所述上层行星齿轮和下层行星齿轮能够绕第一套筒的轴向做行星运动，所述行星架垂直于第一套筒的轴向设置，所述上层行星齿轮和下层行星齿轮在轴向上均与行星架固连。

优选的，所述第一套筒的外径小于第二套筒的内径。

优选的，所述第一套筒至少部分伸入第二套筒内。

优选的，所述上层行星齿轮与下层行星齿轮的数量相同，且同轴设置。

优选的，所述上层行星齿轮和下层行星齿轮均为两个。

优选的，所述展向折叠机构还包括电机固定架，所述电机固定架嵌设于第二套筒内，并位于第二齿环远离第一齿环的一侧，所述电机固定架用于固定安装电机，并使电机的输出轴处于第一套筒的轴向上。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种无人机，所述无人机具有变体翼，所述无人机包括电机和前述任一种的展向折叠机构，所述电机的输出轴处于第一套筒的轴向上，并与行星架固定连接。

优选的，所述第一套筒和第二套筒均沿圆周开设有安装槽，所述折叠翼上设有第一安装板，所述固定翼上设有第二安装板，所述第一安装板通过安装槽与第一套筒固定连接，所述第二安装板通过安装槽与第二套筒固定连接。

优选的，所述固定翼上还设有电位器，所述电位器用于检测折叠翼相对于固定翼的折叠角度。

优选的，所述电位器为D型孔电位器。

区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：通过电机带动行星架转动，再通过两层行星齿轮和第一齿环、第二齿环之间运动，带动第一套筒相对第二套筒旋转，由于传动部件数量少，行星齿轮工作平稳、噪声小，可以避免出现零件震动现象，实现机翼展开过程平稳、匀速进行，由于行星齿轮属于精密传动，可以保证两侧机翼的位置精度和同步性，不仅可以满足无人机在存放、携带时机翼折叠的需求，同时还可以实现在无人机在保证平稳飞行的过程中将机翼平稳、匀速展开。

附图说明

图1是本发明实施例的无人机变体翼的展向折叠机构的主视剖面图。

图2是本发明实施例的无人机变体翼的展向折叠机构的右视图；

图3是本发明实施例的无人机变体翼的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。

参阅图1至图3，在本实施例中，变体翼包括固定翼1以及与固定翼1相铰接的折叠翼2，展向折叠机构3设于固定翼1和折叠翼2之间，包括第一套筒31、第二套筒32、第一齿环33、第二齿环34、上层行星齿轮35、下层行星齿轮36和行星架37，第一套筒31相对折叠翼2固定不动，第二套筒32相对固定翼1固定不动，第一套筒31与第二套筒32同轴设置且轴向与折叠翼2的展向垂直，第一齿环33嵌设于第一套筒31内，第二齿环34嵌设于第二套筒32内，上层行星齿轮35和下层行星齿轮36为多个，上层行星齿轮35与第一齿环33的内壁相啮合，下层行星齿轮36与第二齿环34的内壁相啮合，上层行星齿轮35和下层行星齿轮36能够绕第一套筒31的轴向做行星运动，行星架37垂直于第一套筒31的轴向设置，上层行星齿轮35和下层行星齿轮36在轴向上均与行星架37固连。

行星架37作为动力连接部件，用于连接外部驱动装置，例如电机，可以在驱动装置驱动下进行转动。行星架37转动时，由于第二齿环34固定不动，下层行星齿轮36产生自转，进而相对第二套筒32做行星运动。由于上层行星齿轮35和下层行星齿轮36固连，下层行星齿轮36带动上层行星齿轮35做行星运动，进而带动第一齿环33转动，第一齿环33又与第一套筒31连接，第一套筒31又相对折叠翼2固定不动，进而带动折叠翼2相对固定翼1实现展向旋转。

在展向折叠机构3中，由于依靠行星齿轮传递动力，相对于现有技术而言传动部件数量减少了很多，而且行星齿轮工作平稳、噪声小，因此可以避免出现零件震动现象，实现机翼展开过程平稳、匀速进行，并且由于行星齿轮属于精密传动，可以保证两侧机翼的位置精度和同步性，不仅可以满足无人机在存放、携带时机翼折叠的需求，同时还可以实现在无人机在保证平稳飞行的过程中将机翼平稳、匀速展开。

在本实施例中，第一套筒31的外径小于第二套筒32的内径，第一套筒31至少部分伸入第二套筒32内。这样可以避免零件外漏，可以方便做密封，避免受到粉尘、气动力的影响。

上层行星齿轮35和下层行星齿轮36的数量可以根据第一齿环33和第二齿环34的内径以及行星齿轮的直径来选择，在本实施例中，上层行星齿轮35与下层行星齿轮36的数量相同，且同轴设置。例如，上层行星齿轮35和下层行星齿轮36均为两个。

为了方便驱动装置的安装，展向折叠机构3还包括电机固定架38，电机固定架38嵌设于第二套筒32内，并位于第二齿环34远离第一齿环33的一侧。电机固定架38用于固定安装电机4，并使电机4的输出轴处于第一套筒31的轴向上。

本发明还保护一种无人机，无人机具有变体翼，变体翼的结构如图3所示，无人机包括电机4和前述实施例的展向折叠机构3，电机4固定安装在电机固定架38上，电机4的输出轴处于第一套筒的轴向上，并与行星架38固定连接。

在本实施例中，第一套筒31和第二套筒32均沿圆周开设有安装槽(图未示)，折叠翼2上设有第一安装板21，固定翼1上设有第二安装板11，第一安装板21通过安装槽与第一套筒31固定连接，第二安装板11通过安装槽与第二套筒32固定连接。

为优化无人机两侧机翼旋转变化的同步性，以及对机翼角度变化的实时检测，进行精确控制，在本实施例中，固定翼1上还设有电位器12，电位器12用于检测折叠翼2相对于固定翼1的折叠角度。电位器12可以固定安装在固定翼1上。电位器12可以选用D型孔电位器。

通过上述方式，本发明实施例的无人机变体翼的展向折叠机构以及无人机通过电机带动行星架转动，再通过两层行星齿轮和第一齿环、第二齿环之间运动，带动第一套筒相对第二套筒旋转，由于传动部件数量少，行星齿轮工作平稳、噪声小，可以避免出现零件震动现象，实现机翼展开过程平稳、匀速进行，由于行星齿轮属于精密传动，可以保证两侧机翼的位置精度和同步性，不仅可以满足无人机在存放、携带时机翼折叠的需求，同时还可以实现在无人机在保证平稳飞行的过程中将机翼平稳、匀速展开。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。