一种跨介质飞行器的机身结构

技术领域

本发明属于跨介质飞行器领域，尤其涉及一种跨介质飞行器的机身结构。

背景技术

跨介质飞行器有其独特的应用背景，其一方面可执行水下航行任务，担任科研及水下巡逻任务；另一方面，可跃出水面进行空中飞行，执行空中巡逻等任务。

跨介质飞行器用途多样，可适应水下和空中两种环境。在空中飞行时，除了动力推进外，需要依靠带翼型的机翼产生升力。在水下航行时，跨介质飞行器的外形最好类似于旋转体，以能够减少航行时的水流阻力。然而，当前没有能够实现空中飞行和水下航行两种姿态的跨介质飞行器。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种跨介质飞行器的机身结构。

本发明的技术方案为：

一种跨介质飞行器的机身结构，包括机身本体、两个机翼、连接组件和与两个所述机翼分别对应的两个驱动件；

所述机身本体沿其长度方向设有两个机翼容纳槽，分别用于容纳两个所述机翼；所述机身本体通过所述连接组件分别与两个所述机翼活动连接，所述驱动件固连于所述机身本体，其输出端与对应的所述机翼连接，用于驱动所述机翼收拢或展开；

收拢状态下，所述机翼容置于对应所述机翼容纳槽内，用于水下航行，且所述机身本体和两个所述机翼相互配合形成旋转体外形，用于减少水流阻力；展开状态下，所述机翼相对所述机身本体横向展开，用于空中飞行，且所述机翼与来流空气形成合适迎角，用于提供升力。

优选的，所述机身本体和所述机翼间设有锁定解锁机构，用于在所述展开状态下锁定所述机翼和所述机身本体的相对位置。

优选的，所述锁定解锁机构包括：

凹槽，设于所述机翼上，所述凹槽的内壁上设有卡槽；

凸块，设于所述机身本体上，且所述凸块上滑动连接有卡块；在所述收拢状态下，所述凸块容置于所述凹槽内，且所述卡块与所述凹槽卡接锁定；

所述凸块和所述卡块之间设有电动控制部，所述用于控制所述卡块相对所述凸块的滑动。

优选的，所述连接组件包括：

旋转基座，与所述机身本体滑动连接，滑动方向为机身本体的长度方向；

分别与两个所述机翼对应的两个旋转件，两个所述旋转件分别与所述旋转基座转动连接，且两个转动轴线相互平行且所在平面与所述机身本体的长度方向垂直；所述旋转件与对应的所述机翼转动连接，其转动轴线与所述机翼的长度方向平行。

优选的，所述旋转基座通过限位件与所述机身本体滑动连接，所述限位件与所述机身本体滑动连接，其滑动方向与所述机身本体的长度方向相同；

所述限位件上设有滑块，所述旋转基座上设有滑槽，所述滑块滑动连接于所述滑槽内，且滑动方向与所述机身本体的长度方向相同。

优选的，所述旋转件和所述旋转基座的转动轴线为定位轴线，两个所述定位轴线所在平面为定位平面；

所述旋转件上设有活动轴，其轴线和所述定位轴线平行，所述限位件上设有活动槽，所述活动轴滑动连接于所述活动槽内，且滑动方向与所述定位平面平行。

优选的，所述限位件和所述机身本体通过固定件连接；所述固定件与所述机身本体连接，所述限位件上设有滑杆，所述固定件上设有滑杆孔，所述滑杆滑动连接于所述滑杆孔内，其滑动方向与所述机身本体的长度方向相同。

优选的，所述驱动件为电控伸缩杆，所述电控伸缩杆的固定端与所述机身本体活动连接，所述电控伸缩杆的输出端与所述机翼活动连接。

优选的，所述电控伸缩杆的固定端和所述机身本体之间通过两个串联的转动副连接，且两个所述转动副的转动轴线相互垂直；

电动伸缩杆的输出端和所述机翼转动连接，其转动轴线和两个所述转动副中靠近所述电控伸缩杆的所述转动副的转动轴线平行。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本发明提供的跨介质飞行器的机身结构，当在空中飞行时，驱动件驱动机翼展开，机翼与来流空气形成合适迎角，提供升力；当在水下航行时，驱动件驱动机翼收拢，机翼容纳在机翼容纳槽内，与机身本体相互配合形成旋转体外形，减少水流阻力。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1为本发明的一种跨介质飞行器的机身结构在收拢状态时的结构示意图；

图2为本发明的一种跨介质飞行器的机身结构在展开状态时的结构示意图；

图3为本发明的一种跨介质飞行器的机身结构在收拢状态时的部分结构示意图；

图4为本发明的一种跨介质飞行器的机身结构在展开状态时的部分结构示意图；

图5为本发明的一种机翼的结构示意图；

图6为本发明的一种旋转件的结构示意图；

图7为本发明的一种限位件的结构示意图；

图8为本发明的一种旋转基座的结构示意图；

图9为本发明的一种固定件的结构示意图；

图10为本发明的机翼和旋转件的配合连接示意图；

图11为本发明的旋转件和旋转基座的配合连接示意图；

图12为本发明的旋转件和限位件的配合连接示意图；

图13为本发明的限位件和固定件的配合连接示意图；

图14为本发明的旋转基座和限位件的配合连接示意图；

图15为本发明的一种连接组件的转动示意图；

图16本发明的一种凸块的结构示意图；

图17本发明的一种固定板的结构示意图；

图18为本发明的机翼和凸块的配合连接示意图；

图19为本发明的一种电控伸缩杆的结构示意图；

图20为本发明的电控伸缩杆和机身本体的配合连接示意图；

图21为本发明的电控伸缩杆和机翼的配合连接示意图；

图22为本发明在机翼即将展开时的结构示意图；

图23为本发明在机翼展开30°时的结构示意图；

图24为本发明在机翼展开60°时的结构示意图；

图25为本发明在机翼展开90°时的结构示意图；

图26为本发明在机翼展开过程中各结构的工作原理示意图。

附图标记说明：

1：机身本体；2：机翼；21：机翼连接槽；22：驱动位；23：凹槽；3：旋转件；31：定位轴；32：活动轴；33：机翼连接孔；4：旋转基座；41：定位轴孔；42：滑槽；5：限位件；51：活动槽；52：滑块；53：滑杆；6：固定件；61：滑杆孔；7：凸块；71：卡槽；8：固定板；9：电控伸缩杆。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

参看图1至图26，本实施例提供一种跨介质飞行器的机身结构，包括机身本体1、两个机翼2、连接组件和与两个机翼2分别对应的两个驱动件。机身本体1沿其长度方向设有两个机翼容纳槽，分别用于容纳两个机翼2。机身本体1通过连接组件分别与两个机翼2活动连接，驱动件固连于机身本体1，其输出端与对应的机翼2连接，用于驱动机翼2收拢或展开。

收拢状态下，机翼2容置于对应机翼容纳槽内，用于水下航行，且机身本体1和两个机翼2相互配合形成旋转体外形，用于减少水流阻力。展开状态下，机翼2相对机身本体1横向展开，用于空中飞行，且机翼2与来流空气形成合适迎角，用于提供升力。

现对本实施例的结构进行说明。

本实施例提供的跨介质飞行器的机身结构，收拢状态下，机翼2外侧和机身本体1互补，形成流畅统一、完整的曲面外形，如图1所示；展开状态下，机翼2为带翼型结构，可通过空气中的对流产生升力，实现飞行器的飞行，如图2所示。

具体，机翼2长度需要与机身本体1成一适当比例，并且机翼2带有相应的翼型，在机翼2展开时，能够为飞行器提供足够的升力。通过连接组件、驱动件等相互配合，机翼2能在相应自由度上固定、旋转及移动，最终达到展开或收拢的状态；且在展开状态时，机翼2位于机身本体1的上部(相对空中飞行状态时而言)，即飞行器在机翼2展开状态时为上单翼布局，机翼2的翼型能与来流空气成一合适迎角，使其能够产生足够升力。

连接组件包括旋转基座4、分别与两个机翼2对应的两个旋转件3、限位件5和固定件6。旋转件3上设有定位轴31、活动轴32和机翼连接孔33，旋转基座4上设有两个定位轴孔41，旋转件3上的定位轴31插入对应的定位轴孔41内，实现旋转件3和旋转基座4的转动连接，如图11所示。旋转件3和旋转基座4的转动轴线为定位轴线，两个转动轴线相互平行，两个定位轴线所在平面为定位平面，定位平面与机身本体1的长度方向垂直。

旋转基座4上设有滑槽42，限位件5上设有滑块52，滑块52滑动连接于滑槽42内，且滑动方向与机身本体1的长度方向相同，如图14所示。旋转件3上设有活动轴32，其轴线和定位轴线平行，活动轴32滑动连接于活动槽51内，且滑动方向与定位平面平行，如图12所示。固定件6与机身本体1连接，限位件5上设有滑杆53，固定件6上设有滑杆孔61，滑杆53滑动连接于滑杆孔61内，其滑动方向与机身本体1的长度方向相同，如图13所示。旋转件3与对应的机翼2转动连接，具体，在机翼2上设有机翼连接槽21，旋转件3上的机翼连接孔33和机翼连接槽21相配合，可通过转轴等结构实现转动连接，其转动轴线与机翼2的长度方向平行，如图10所示。当机翼2带动旋转件3转动时，在活动轴32和活动槽51的配合下，带动限位件5在旋转基座4以及固定件6的限制下沿着机身本体1长度方向移动。

机身本体1和机翼2间设有锁定解锁机构，用于在展开状态下锁定机翼2和机身本体1的相对位置，同时能够加强机身本体1和机翼2在展开状态下的结构强度。具体锁定解锁机构可以包括凹槽23和凸块7。凹槽23设于机翼2上，凹槽23的内壁上设有卡槽71。凸块7设于机身本体1上，且凸块7上滑动连接有卡块。在收拢状态下，凸块7容置于凹槽23内(凸块7和凹槽23不是相契合的，凹槽23的体积大于凸块7的体积，方便在机翼2的运动过程中将凹槽23扣在凸块7上)，且卡块与凹槽23卡接锁定，如图18所示。凸块7和卡块之间设有电动控制部，用于控制卡块相对凸块7的滑动，当机翼2展开到位需要锁定时，电动控制部驱动卡块滑动伸出卡入卡槽71内实现卡接锁定；当机翼2需要收拢时，电动控制部驱动卡块滑动回缩离开卡槽71解除锁定。具体，电动控制部可以为电动伸缩杆等，只要能够使卡块相对凸块7伸缩且能够在伸出到位后固定即可，此处不做限制。

由于要设置凸块7、卡块、电动控制部等结构，需要在机身本体1上开槽，为使机身本体1外表面尽可能为完整曲面，因此在槽上盖设固定板8，封闭开槽，而在固定板8上开设通孔，让起到锁定所用的卡块和部分凸块7伸出。固定板8外曲面与机身本体1外形曲线一致，起着维持机身本体1外形曲线及固定凸块7的作用。

参看图19至图21，驱动件可以为电控伸缩杆9，电控伸缩杆9的固定端与机身本体1活动连接，电控伸缩杆9的输出端与机翼2活动连接。具体在本实施例中，电控伸缩杆9为液压驱动形式。驱动件的具体结构或电控伸缩杆9的具体驱动方式等，在其他实施例中都可以采用其他结构或驱动方式，对此不做限制。电控伸缩杆9的固定端和机身本体1之间通过两个串联的转动副连接，且两个转动副的转动轴线相互垂直。机翼2上设有驱动位22，用于与电动伸缩杆的输出端转动连接，其转动轴线和两个转动副中靠近电控伸缩杆9的转动副的转动轴线平行。在电控伸缩杆9的推动作用下，机翼2转动，带动旋转件3转动。

参看图22至图26，以机翼2展开为例，如图22所示，在机翼2在即将展开时，由电控伸缩杆9垂直上推，此时旋转件3还未相对旋转基座4转动；如图23和图24所示，电动伸缩杆继续伸出，由于旋转件3和机翼2的转动到位无法再继续转动，因此，旋转件3开始相对旋转基座4转动(同时也带动机翼2转动)，电动伸缩杆和机身本体1连接处也开始转动，电动伸缩杆开始斜推，同时也会带动机翼2整体向机身本体1尾部方向移动，此时也会带动旋转件3和限位件5向机身本体1尾部方向移动；如图25所示，直到机翼2横向展开到位后，驱动电控伸缩杆9小幅度收缩，调整机翼2和来流空气的仰角，同时使得凹槽23盖在凸块7上，直到机翼2到位后停止电控伸缩杆9的伸缩，驱动凸块7上的卡块卡入卡槽71进行锁定。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。