一种折叠翼无人机机翼快速展开与自动折叠装置

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体是一种折叠翼无人机机翼快速展开与自动折叠装置。

背景技术

目前，贮存体积小已成为各类飞行器的重要发展趋势。贮存体积小要求必须对飞行器的机翼、垂尾等明显占用贮存空间的部件进行小型化、折叠化设计，以避免占用 过大的装载空间。采用机翼、垂尾等部件的折叠化设计，既可以满足飞行器的关键设 计性能要求，又可以明显缩小飞行器的贮存尺寸，便于发射箱(筒)贮存、运输和发射， 显著提高运载平台的飞行器一次携带数量。

此外，随着侦查、训练类无人飞行器的广泛应用，对无人飞行器的安全无损回收需求也日益强烈。折叠翼飞行器由于折叠机翼的特殊结构，导致折叠机翼及作动部分 的刚强度较差，容易在回收过程中出现损坏。故实现折叠翼飞行器的机翼自动折叠功 能具有重要意义。

目前在折叠翼无人机机翼快速展开、机翼折叠技术研究领域相关专利较丰富，但在折叠翼无人机机翼同时具备快速展开与自动解锁折叠功能的研究较少。专利《一种 无人机机翼智能折叠装置》(CN204310033U)提出了一种利用电动推杆+铰链机构进行 机翼智能折叠机构，该机构主要用于无人机地面装箱运输前的机翼智能折叠，不具备 折叠自动展开并可靠锁止功能和自动解锁并折叠功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种折叠翼无人机机翼快速展开与自动折叠装置，用于实现无人机的机翼快速展开与可靠锁止、自动解锁与 机翼折叠两大功能。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种折叠翼无人机机翼快速展开与自动折叠装置，包括折叠机翼、压板、支座、 机翼驱动组件以及机翼锁定组件；

所述压板和支座之间通过支撑柱连接；所述折叠机翼为一对，其均位于压板和支座之间；

所述支座上设有机翼主轴，折叠机翼的端部一侧通过机翼主轴轴承轴接在机翼主轴上，另一侧与机翼驱动组件传动连接，通过机翼驱动组件驱动折叠机翼以机翼主轴 轴承为中心进行旋转，从而实现折叠机翼展开与折叠；

所述机翼锁定组件设置在支座上，用于对折叠机翼进行锁定限位。

具体地，所述的机翼驱动组件包括主作动器、主作动器固定架、推杆、推杆导向器、连杆和滑块；

所述主作动器通过主作动器固定架固定在支座上，所述推杆位于主作动器的输出端，并与主作动器之间同轴约束，通过主作动器驱动推杆做前后伸缩运动；所述推杆 导向器固定在支座上，并套接在推杆上端，用于对推杆进行轴向导向；所述滑块固定 在推杆的前端，通过推杆驱动滑块在支座上前后滑动；

所述连杆为一对，一端分别轴接在滑块上，另一端分别轴接在折叠机翼的端部；通过滑块带动连杆，并利用连杆带动对应的折叠机翼以机翼主轴轴承为中心进行旋转， 从而实现折叠机翼展开与折叠。

进一步地，所述滑块的前端设有滑块限位器，所述滑块限位器固定在支座上，用于对滑块进行限位。

具体地，所述压板下方设有机翼上辅助支撑台，所述支座上方对应设置有机翼下辅助支撑台；

所述机翼锁定组件包括机翼锁止销和机翼锁止作动器；所述机翼锁止作动器设置于机翼下辅助支撑台上，机翼锁止销与机翼锁止作动器之间同轴约束，通过机翼锁止 作动器驱动机翼锁止销做上下伸缩运动，并能够依次穿过下辅助支撑台、折叠机翼后 卡接于机翼上辅助支撑台内；所述折叠机翼对应机翼锁止销设有管穿孔。

进一步地，所述压板下方的前端固定有机翼折叠限位器，其位于两侧折叠机翼之间。

优选地，所述滑块限位器靠近滑块的一侧设有缓冲垫。

优选地，所述机翼折叠限位器的两侧，与机翼接触的限位面上设有减震垫，可减小折叠机翼折叠完成时刻，与机翼折叠限位器之间的撞击峰值。

具体地，所述主作动器为气缸、液压缸或者电动推杆类受控直线位移装置。机翼锁止作动器为气缸、液压缸或者电动推杆类受控直线位移装置。

优选地，所述推杆导向器的内侧设有铜套可以降低推杆作动过程中，与推杆导向器内孔之间的摩擦力。

优选地，机翼锁止销顶部形状为半球形，可以减小与折叠机翼之间的接触面积，既有利于降低摩擦对折叠机翼展开或折叠过程的摩擦阻力，也有利于机翼锁止销快速 插入折叠机翼上的锁止孔。

优选地，滑块限位器上的固定孔形状为腰形孔，使得滑块限位器沿推杆运动方向具有一定的位置调节能力。

有益效果：

本发明折叠翼无人机机翼快速展开与自动折叠装置，能够实现以下两大功能：在无人机起飞阶段，实现折叠翼无人机机翼的受控快速展开、机翼自动可靠锁止；在无 人机开伞回收阶段，实现折叠翼无人机机翼的受控自动解锁、机翼快速折叠收起，可 以有效规避无人机落地瞬间对机翼的损坏。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/ 或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为该折叠翼无人机机翼快速展开与自动折叠装置的整体结构和机翼折叠限位器示意图。

图2为该折叠翼无人机机翼快速展开与自动折叠装置的内部结构和机翼锁定组件示意图。

图3为该折叠翼无人机机翼快速展开与自动折叠装置的内部结构俯视图。

图4为无人机机翼折叠状态的俯视图。

图5为无人机机翼展开状态图。

其中，各附图标记分别代表：

1折叠机翼；2压板；3支座；4支撑柱；5机翼主轴；6机翼主轴轴承；7机翼上 辅助支撑台；8机翼下辅助支撑台；9主作动器；10主作动器固定架；11推杆；12推 杆导向器；13连杆；14滑块；15滑块限位器；16缓冲垫；17机翼锁止销；18机翼锁 止作动器；19机翼折叠限位器。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容， 以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具 技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发 明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵 盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用 语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变 或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，该折叠翼无人机机翼快速展开与自动折叠装置包括折叠机翼1、压板2、支座3、机翼驱动组件以及机翼锁定组件。

其中，压板2和支座3之间通过支撑柱4连接；所述折叠机翼1为一对，其均位 于压板2和支座3之间；支座3上设有机翼主轴5，折叠机翼1的端部一侧通过机翼主 轴轴承6轴接在机翼主轴5上，另一侧与机翼驱动组件传动连接，通过机翼驱动组件 驱动折叠机翼1以机翼主轴轴承6为中心进行旋转，从而实现折叠机翼1展开与折叠； 机翼锁定组件设置在支座3上，用于对折叠机翼1进行锁定限位。

机翼驱动组件包括主作动器9、主作动器固定架10、推杆11、推杆导向器12、连 杆13和滑块14；主作动器9通过主作动器固定架10固定在支座3上，所述推杆11 位于主作动器9的输出端，并与主作动器9之间同轴约束，通过主作动器9驱动推杆 11做前后伸缩运动；所述推杆导向器12固定在支座3上，并套接在推杆11上端，用 于对推杆11进行轴向导向；所述滑块14固定在推杆11的前端，通过推杆11驱动滑 块14在支座3上前后滑动；连杆13为一对，一端分别轴接在滑块14上，另一端分别 轴接在折叠机翼1的端部；通过滑块14带动连杆13，并利用连杆13带动对应的折叠 机翼1以机翼主轴轴承6为中心进行旋转，从而实现折叠机翼1展开与折叠。

滑块14的前端设有滑块限位器15，所述滑块限位器15固定在支座3上，用于对 滑块14进行限位。

压板2下方设有机翼上辅助支撑台7，所述支座3上方对应设置有机翼下辅助支撑台8；机翼锁定组件包括机翼锁止销17和机翼锁止作动器18；所述机翼锁止作动器18 设置于机翼下辅助支撑台8上，机翼锁止销17与机翼锁止作动器18之间同轴约束， 通过机翼锁止作动器18驱动机翼锁止销17做上下伸缩运动，并能够依次穿过下辅助 支撑台8、折叠机翼1后卡接于机翼上辅助支撑台7内；所述折叠机翼1对应机翼锁止 销17设有管穿孔。

压板2下方的前端固定有机翼折叠限位器19，其位于两侧折叠机翼1之间。机翼 折叠限位器19的两侧，与机翼接触的限位面上设有减震垫，可减小折叠机翼1折叠完 成时刻，与机翼折叠限位器19之间的撞击峰值。滑块限位器15靠近滑块14的一侧设 有缓冲垫16。

主作动器9和机翼锁止作动器18为气缸受控直线位移装置。推杆导向器12的内 侧设有铜套可以降低推杆11作动过程中，与推杆导向器12内孔之间的摩擦力。机翼 锁止销17顶部形状为半球形，可以减小与折叠机翼1之间的接触面积，既有利于降低 摩擦对折叠机翼1展开或折叠过程的摩擦阻力，也有利于机翼锁止销17快速插入折叠 机翼1上的锁止孔。滑块限位器15上的固定孔形状为腰形孔，使得滑块限位器15沿 推杆11运动方向具有一定的位置调节能力。

折叠机翼展开工作过程：折叠机翼初始处于折叠状态；外部控制器发出机翼快速展开指令，主作动器9迅速工作，推杆11加速向外伸出，推动滑块14加速运动，滑 块14同时带动连杆13运动，连杆13驱动折叠机翼绕机翼主轴5向外转动；同时机翼 锁止作动器18也迅速工作，推动机翼锁止销17伸出，直至机翼锁止销17的半球形头 部顶到折叠机翼的翼面；当折叠机翼展开到一定角度、即滑块14运动到一定位置时， 滑块14触发主作动器9关闭开关，主作动器9关闭，停止输出作动力，在惯性载荷作 用下，折叠机翼继续向外转动、并带动滑块14和推杆13继续向外运动；当滑块14撞 击到限位器缓冲垫16时，滑块14在限位器缓冲垫16的作用下迅速减速、并继续压缩 缓冲垫16，滑块14通过连杆13迅速降低折叠机翼的转动角速度；当折叠机翼转动到 一定位置时，折叠机翼上的锁止孔对准机翼锁止销17，机翼锁止销17迅速插入锁止孔， 实现对折叠机翼展开完成后的可靠锁止。

折叠机翼自动折叠工作过程：折叠机翼初始处于展开锁止状态；控制器发出机翼自动折叠指令，机翼锁止作动器18迅速将机翼锁止销17从锁止孔中抽回，完成折叠 机翼自动解锁；同时主作动器9也开始工作，推杆11向内回收并带动滑块14向内运 动，滑块14通过连杆13拉动折叠机翼绕机翼主轴5向内转动；当折叠机翼的内缘撞 击到机翼折叠限位器19时，在缓冲垫的作用下，折叠机翼转速迅速降至零，主作动器 9停止工作并锁死推杆11，实现对折叠机翼的自动折叠。

本发明提供了一种折叠翼无人机机翼快速展开与自动折叠装置的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做 出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确 的各组成部分均可用现有技术加以实现。