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无人机机翼折叠机构及无人机的制作方法

时间:2022-02-20 阅读: 作者:专利查询

无人机机翼折叠机构及无人机的制作方法

1.本实用新型属于无人机技术领域,更具体地,涉及一种无人机机翼折叠机构及无人机。


背景技术:

2.随着无人机技术的不断进步,无人机被广泛应用于军事、民用等各个领域,为了提高无人机的存放及运输的便利性,必要时需要对无人机进行分解,因此无人机的各个部件之间的拆装要做到简便快捷。另外部分无人机无法实现自主起飞,需要利用弹射或者筒射等方式进行起飞,在弹射或者筒射起飞时机翼处于折叠状态,而在起飞后机翼需要由折叠状态快速改为平直机翼状态。
3.因此期待研发一种可以实现机翼状态快速过渡的无人机机翼折叠机构及无人机,并且能够便于拆装。


技术实现要素:

4.本实用新型的目的是提供一种无人机机翼折叠机构及无人机,能够适用于弹射或者筒射起飞,实现机翼状态快速过渡,且便于拆装运输。
5.为了实现上述目的,本实用新型提供一种无人机机翼折叠机构,包括:
6.转轴,所述转轴的底端设有连接座,顶端设有堵头,所述转轴的侧面上设有第一导向槽和第二导向槽,所述第一导向槽和所述第二导向槽呈螺旋型且相互平行,所述第一导向槽位于所述第二导向槽的靠近所述连接座的一侧;
7.第一机翼、第一弹性件,所述第一机翼设置于所述转轴上且能够沿所述第一导向槽绕所述转轴旋转,所述第一弹性件设置于所述转轴上且连接于所述第一机翼与所述连接座之间;
8.第二机翼、第二弹性件,所述第二机翼设置于所述转轴上且能够沿所述第二导向槽绕所述转轴旋转,所述第二弹性件设置于所述转轴上且连接于所述第二机翼与所述堵头之间;
9.限位装置,所述限位装置可拆卸的设置于所述第一机翼与所述第二机翼之间,将所述第一机翼下压至所述第一导向槽的底端,将所述第二机翼上推至所述第二导向槽的顶端,使所述第一机翼位于所述第二机翼的下方,且与所述第二机翼的延伸方向相同;
10.拆除所述限位装置,所述第一弹性件能够推动所述第一机翼沿所述第一导向槽旋转至所述第一导向槽的顶端,所述第二弹性件能够推动所述第二机翼沿所述第二导向槽旋转至所述第二导向槽的底端,使所述第一机翼与所述第二机翼的高度相同且延伸方向相反。
11.可选地,所述第一机翼的根部设有第一转环,所述第一导向槽中设有第一滑块,所述第一机翼通过所述第一转环套设于所述转轴上且连接于所述第一滑块;
12.所述第二机翼的根部设有第二转环,所述第二导向槽中设有第二滑块,所述第二
机翼通过所述第二转环套设于所述转轴上且连接于所述第二滑块。
13.可选地,所述第一滑块包括相互连接的第一主体部和第一连接部,所述第一主体部设置于所述第一导向槽中,所述第一连接部突出所述转轴的侧面,所述第一转环的顶面连接于所述第一连接部的底面上;
14.所述第二滑块包括相互连接的第二主体部和第二连接部,所述第二主体部设置于所述第二导向槽中,所述第二连接部突出所述转轴的侧面,所述第二转环的底面连接于所述第二连接部的顶面上。
15.可选地,所述第一转环的顶面上设有第一限位槽,所述第二转环的底面上设有第二限位槽,当所述第一机翼位于所述第一导向槽的顶端,所述第二机翼位于所述第二导向槽的底端时,所述第二连接部能够嵌入所述第一限位槽中,所述第一连接部能够嵌入所述第二限位槽中。
16.可选地,所述第一导向槽的靠近所述堵头的侧壁上设有第一凹槽,所述第一凹槽靠近所述第一导向槽的顶端,当所述第一滑块位于所述第一导向槽的顶端时,所述第一主体部的上端能够嵌入所述第一凹槽中;
17.所述第二导向槽的靠近所述连接座的侧壁上设有第二凹槽,所述第二凹槽靠近所述第二导向槽的底端,当所述第二滑块位于所述第二导向槽的底端时,所述第二主体部的下端能够嵌入所述第二凹槽中。
18.可选地,所述限位装置为爆炸螺栓,所述第一滑块上设有第一螺纹孔,所述第二滑块上设有第二螺纹孔;
19.当所述第一机翼位于所述第一导向槽的底端,所述第二机翼位于所述第二导向槽的顶端时,所述第一螺纹孔与所述第二螺纹孔同轴,所述爆炸螺栓的两端分别设置于所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔中。
20.可选地,所述第一弹性件包括第一压簧和第一扭簧,所述第一压簧的外径小于所述第一扭簧的内径,所述第一压簧套设于所述转轴上且连接于所述第一机翼与所述连接座之间,所述第一扭簧套设于所述第一压簧,所述第一扭簧的两端分别连接于所述第一机翼及所述连接座上;
21.所述第二弹性件包括第二压簧和第二扭簧,所述第二压簧的外径小于所述第二扭簧的内径,所述第二压簧套设于所述转轴上且连接于所述第二机翼与所述堵头之间,所述第二扭簧套设于所述第二压簧,所述第二扭簧的两端分别连接于所述第二机翼及所述堵头上。
22.可选地,所述堵头包括挡圈和螺母,所述转轴的顶部设有外螺纹,所述螺母与所述转轴通过螺纹连接,所述挡圈设置于所述螺母与所述第二弹性件之间。
23.可选地,所述转轴为中空轴,所述连接座为法兰。
24.本实用新型还提供一种无人机,所述无人机上设有上述的无人机机翼折叠机构。
25.本实用新型的有益效果在于:本实用新型的无人机机翼折叠机构形式简洁,转轴上包含导向槽、连接座及堵头,用于安装弹性件及机翼,装配结构紧凑,减小了转动机构的体积,将限位装置设置于第一机翼和第二机翼之间固定机翼之间的折叠角度,使机翼处于折叠状态,当无人机弹射或筒射起飞之后,拆除限位装置,则机翼之间的限位被解除,并在第一弹性件和第二弹性件的推力及扭力作用下快速弹开,实现了由折叠机翼状态快速过渡
为平直机翼状态,且便于拆装。
26.本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
27.通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述,本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本实用新型示例性实施方式中,相同的参考标号通常代表相同部件。
28.图1示出了根据本实用新型的一个实施例的无人机机翼折叠机构的折叠状态示意图。
29.图2示出了根据本实用新型的一个实施例的无人机机翼折叠机构的展开状态示意图。
30.图3示出了根据本实用新型的一个实施例的无人机机翼折叠机构的展开过程示意图。
31.图4示出了根据本实用新型的一个实施例的第一机翼的结构示意图。
32.图5示出了根据本实用新型的一个实施例的第二机翼的结构示意图。
33.图6示出了根据本实用新型的一个实施例的转轴的结构示意图。
34.图7示出了根据本实用新型的一个实施例的螺母的结构示意图。
35.图8示出了根据本实用新型的一个实施例的挡圈的结构示意图。
36.图9示出了根据本实用新型的一个实施例的第二扭簧的结构示意图。
37.图10示出了根据本实用新型的一个实施例的第二压簧的结构示意图。
38.图11示出了根据本实用新型的一个实施例的第二滑块的结构示意图。
39.图12示出了根据本实用新型的一个实施例的爆炸螺栓的结构示意图。
40.图13示出了根据本实用新型的一个实施例的第一滑块的结构示意图。
41.图14示出了根据本实用新型的一个实施例的第一扭簧的结构示意图。
42.图15示出了根据本实用新型的一个实施例的第一压簧的结构示意图。
43.附图标记说明
44.1、第一机翼;101、第一转环;102、第一机翼螺纹孔;103、第一限位槽;2、第二机翼;201、第二转环;202、第二机翼螺纹孔;203、第二限位槽;3、转轴;301、第二导向槽;302、第一导向槽;303、沉头孔;304、第一凹槽;305、第二凹槽;4、螺母;5、挡圈;6、第二扭簧;7、第二压簧;8、第二滑块;801、第二连接部;802、第二连接孔;803、第二螺纹孔;9、爆炸螺栓;901、第二螺纹端;902、第一螺纹端;10、第一滑块;1001、第一连接部;1002、第一连接孔;1003、第一螺纹孔;11、第一扭簧;12、第一压簧。
具体实施方式
45.下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整,并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
46.在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽
度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
47.本实用新型公开了一种无人机机翼折叠机构,包括:
48.转轴,转轴的底端设有连接座,顶端设有堵头,转轴的侧面上设有第一导向槽和第二导向槽,第一导向槽和第二导向槽呈螺旋型且相互平行,第一导向槽位于第二导向槽的靠近连接座的一侧;
49.第一机翼、第一弹性件,第一机翼设置于转轴上且能够沿第一导向槽绕转轴旋转,第一弹性件设置于转轴上且连接于第一机翼与连接座之间;
50.第二机翼、第二弹性件,第二机翼设置于转轴上且能够沿第二导向槽绕转轴旋转,第二弹性件设置于转轴上且连接于第二机翼与堵头之间;
51.限位装置,限位装置可拆卸的设置于第一机翼与第二机翼之间,将第一机翼下压至第一导向槽的底端,将第二机翼上推至第二导向槽的顶端,使第一机翼位于第二机翼的下方,且与第二机翼的延伸方向相同;
52.拆除限位装置,第一弹性件能够推动第一机翼沿第一导向槽旋转至第一导向槽的顶端,第二弹性件能够推动第二机翼沿第二导向槽旋转至第二导向槽的底端,使第一机翼与第二机翼的高度相同且延伸方向相反。
53.具体地,本实用新型的无人机机翼折叠机构形式简洁,转轴上包含导向槽、连接座及堵头,用于安装弹性件及机翼,装配结构紧凑,减小了转动机构的体积,将限位装置设置于第一机翼和第二机翼之间固定机翼之间的折叠角度,使机翼处于折叠状态,当无人机弹射或筒射起飞之后,拆除限位装置,则机翼之间的限位被解除,并在第一弹性件和第二弹性件的推力和扭力作用下快速弹开,实现了由折叠机翼状态快速过渡为平直机翼状态,且便于拆装。
54.进一步地,通过螺旋型导向槽的设计,使机翼在折叠状态下有高度差,有效避免折叠机翼的干涉问题,使机翼在平直机态下高度保持一致,保障飞行稳定性。
55.作为可选方案,第一机翼的根部设有第一转环,第一导向槽中设有第一滑块,第一机翼通过第一转环套设于转轴上且连接于第一滑块;
56.第二机翼的根部设有第二转环,第二导向槽中设有第二滑块,第二机翼通过第二转环套设于转轴上且连接于第二滑块。
57.具体地,利用转环与滑块的配合安装机翼,使机翼能够绕转轴旋转的同时能够沿导向槽移动,实现了机翼的展开及折叠。
58.作为可选方案,第一滑块包括相互连接的第一主体部和第一连接部,第一主体部设置于第一导向槽中,第一连接部突出转轴的侧面,第一转环的顶面连接于第一连接部的底面上;
59.第二滑块包括相互连接的第二主体部和第二连接部,第二主体部设置于第二导向槽中,第二连接部突出转轴的侧面,第二转环的底面连接于第二连接部的顶面上。
60.具体地,将第一转环的顶面连接于第一连接部的底面上,第二转环的底面连接于
第二连接部的顶面上,便于第一弹性件与第一转环的连接及第二弹性件与第二转环的连接,保证了弹性件对机翼的推动效果。
61.作为可选方案,第一转环的顶面上设有第一限位槽,第二转环的底面上设有第二限位槽,当第一机翼位于第一导向槽的顶端,第二机翼位于第二导向槽的底端时,第二连接部能够嵌入第一限位槽中,第一连接部能够嵌入第二限位槽中。
62.具体地,通过设置第一限位槽及第二限位槽,使一对机翼在展开的状态下能够相互卡接限位,固定一对机翼之间的夹角,使一对机翼之间的相对位置在飞行过程中保持不变。
63.作为可选方案,第一导向槽的靠近堵头的侧壁上设有第一凹槽,第一凹槽靠近第一导向槽的顶端,当第一滑块位于第一导向槽的顶端时,第一主体部的上端能够嵌入第一凹槽中;
64.第二导向槽的靠近连接座的侧壁上设有第二凹槽,第二凹槽靠近第二导向槽的底端,当第二滑块位于第二导向槽的底端时,第二主体部的下端能够嵌入第二凹槽中。
65.具体地,通过设置第一凹槽和第二凹槽,能够在一对机翼在展开的状态下固定一对滑块的位置,避免一对机翼相对于转轴发生转动,提高机翼稳定性。
66.作为可选方案,限位装置为爆炸螺栓,第一滑块上设有第一螺纹孔,第二滑块上设有第二螺纹孔;
67.当第一机翼位于第一导向槽的底端,第二机翼位于第二导向槽的顶端时,第一螺纹孔与第二螺纹孔同轴,爆炸螺栓的两端分别设置于第一螺纹孔和第二螺纹孔中。
68.具体地,采用爆炸螺栓作为限位装置,能够在无人机起飞之后,通过向爆炸螺栓发出指令,引爆其内部的炸药,使其自行断裂,将一对机翼之间的限位解除,并快速弹开,由折叠状态快速过渡为平直机翼状态。
69.作为可选方案,第一弹性件包括第一压簧和第一扭簧,第一压簧的外径小于第一扭簧的内径,第一压簧套设于转轴上且连接于第一机翼与连接座之间,第一扭簧套设于第一压簧,第一扭簧的两端分别连接于第一机翼及连接座上;
70.第二弹性件包括第二压簧和第二扭簧,第二压簧的外径小于第二扭簧的内径,第二压簧套设于转轴上且连接于第二机翼与堵头之间,第二扭簧套设于第二压簧,第二扭簧的两端分别连接于第二机翼及堵头上。
71.具体地,第一弹性件、第二弹性件通过采用不同的直径的扭簧和压簧套在转轴上,同时提供扭力及推力,在实现机翼旋转展开功能的同时,尽量减小了转动机构的体积。
72.作为可选方案,堵头包括挡圈和螺母,转轴的顶部设有外螺纹,螺母与转轴通过螺纹连接,挡圈设置于螺母与第二弹性件之间。
73.具体地,堵头采用挡圈及螺母,方便拆卸且能够为弹性件提供稳定可靠的支撑力。
74.作为可选方案,转轴为中空轴,连接座为法兰。
75.具体地,转轴设计为中空结构能够减轻结构的重量,连接座采用法兰结构,方便与无人机的连接及拆卸。
76.本实用新型还公开了一种无人机,无人机上设有上述的无人机机翼折叠机构。
77.具体地,本无人机的机翼折叠机构形式简洁、装配方式紧凑、重量轻、拆装维护方便,可以减小无人机的运输空间及实现无人机快速装配,能够实现机翼折叠及快速展开。
78.实施例
79.本实施例公开了一种无人机机翼折叠机构,图1为折叠机翼状态,图2为平直机翼状态,图3为折叠机翼状态向平直机翼状态的展开过程示意图。如图1、图2所示,无人机机翼折叠机构包括第一机翼1、第二机翼2、转轴3、螺母4、挡圈5、第二扭簧6、第二压簧7、第二滑块8、爆炸螺栓9、第一滑块10、第一扭簧11及第一压簧12。
80.如图4所示,第一机翼1的根部设有第一转环101,第一转环101的顶面上设有第一限位槽103及一对第一机翼螺纹孔102;
81.如图5所示,第二机翼2的根部设有第二转环201,第二转环201的底面上设有第二限位槽203及一对第二机翼螺纹孔202;
82.如图6所示,转轴3的底端设有连接法兰,转轴3的侧面上设有第一导向槽302和第二导向槽301,第一导向槽302和第二导向槽301呈螺旋型且相互平行,第一导向槽302位于第二导向槽301的靠近连接法兰的一侧;第一导向槽302的靠近转轴3顶端的侧壁上设有第一凹槽304,第二导向槽301的靠近连接法兰的侧壁上设有第二凹槽305;
83.图7为螺母4,用于与转轴3的上端通过螺纹配合连接,图8为挡圈5,挡圈5的内环上设有内螺纹,用于和转轴3上端的外螺纹配合;
84.图9为第二扭簧6,图10为第二压簧7,第二扭簧6的内径大于第二压簧7的外径;
85.如图11所示,第二滑块8包括相互连接的第二主体部和第二连接部801,第二连接部801上设有第二连接孔802及第二螺纹孔803;
86.图12为爆炸螺栓9,爆炸螺栓9两端有分别为第一螺纹端902和第二螺纹端901;
87.如图13所示,第一滑块10包括相互连接的第一主体部和第一连接部1001,第一连接部1001上设有第一连接孔1002及第一螺纹孔1003;
88.图14为第一扭簧11,图15为第一压簧12,第一扭簧11的内径大于第一压簧12的外径。
89.其中,各部件的位置关系如下所述:
90.第一压簧12套在转轴3的底部,第一扭簧11套设于第一压簧12,因此二者不发生干涉,且第一扭簧11的下端面固定在转轴3底端的连接法兰的上表面,由于第一扭簧11的内径大于第一压簧12的外径,因此二者不发生干涉,为防止二者发生干涉,也可在连接法兰的上表面设置环形槽,使第一扭簧11和第一压簧12的下端分别位于一个环形槽中,以实现限位;
91.第一机翼1通过第一转环101套设于转轴3上,且第一转环101的下表面与第一扭簧11的上端面固定连接;
92.第一滑块10的第一主体部滑设于第一导向槽302中,第一连接部1001的下表面与第一转环101的上表面贴合,且第一连接部1001上的第一连接孔1002与第一转环101上的第一机翼螺纹孔102一一对应,并配合沉头螺钉紧固连接;
93.第二滑块8的第二主体部滑设于第二导向槽301中;
94.爆炸螺栓9的第一螺纹902端设置于第一连接部1001上的第一螺纹孔1003中,第二螺纹端901设置于第二连接部801上的第二螺纹孔803中,固定第一滑块10与第二滑块8的相对位置;
95.第二机翼2通过第二转环201套设于转轴3上,且第二转环201的下表面与第二连接部801的上表面贴合,第二连接部801上的第二连接孔802与第二转环201上的第二机翼螺纹
孔202一一对应,并配合沉头螺钉紧固连接;
96.第二压簧7套在转轴3的上部,第二扭簧6套设于第二压簧7,由于第二扭簧6的内径大于第二压簧7的外径,因此二者不发生干涉,且第二扭簧6的下端面固定在第二转环201的上表面;
97.挡圈5拧在转轴3上端,第二扭簧6的上端面固定在挡圈5的下表面上,为防止二者发生干涉,也可在挡圈5的下表面设置环形槽,使第二扭簧6和第二压簧7的上端分别位于一个环形槽中,以实现限位;
98.螺母4拧在转轴3上端,与挡圈5贴合。
99.在爆炸螺栓9的限位作用下,第一机翼1被下压至第一导向槽302的底端,第一压簧12被压缩,第一扭簧11被扭紧;第二机翼2上推至第二导向槽301的顶端,第二压簧7被压缩,第二扭簧6被扭紧,此时第一机翼1位于第二机翼2的下方,且与第二机翼2的延伸方向相同;
100.当无人机弹射起飞之后,通过向爆炸螺栓9发送指令,爆炸螺栓9内部的炸药爆炸,第一机翼1与第二机翼2的限位被解除,在第一压簧12和第一扭簧11的共同作用下,第一机翼1沿第一导向槽302旋转至第一导向槽302的顶端,在第二压簧7和第二扭簧6的共同作用下,第二机翼2沿第二导向槽301旋转至第二导向槽301的底端,此时第一机翼1与第二机翼2的高度相同且延伸方向相反。
101.当第一机翼1位于第一导向槽302的顶端,第二机翼2位于第二导向槽301的底端时,第二连接部801能够嵌入第一限位槽203中,第一连接部1001能够嵌入第二限位槽203中,且第一主体部的上端能够嵌入第一凹槽304,第二主体部的下端能够嵌入第二凹槽305中。
102.本实施例的无人机机翼折叠机构形式简洁,转轴上包含导向槽、连接法兰、上端外螺纹等功能区域设计,同时实现了机翼的折叠、机翼载荷向机身的传递、以及机翼的快速拆装,其装配方式紧凑,通过不同的直径的扭簧和压簧套在转轴上,在实现机翼折叠功能的同时,尽量减小了转动机构的体积;通过螺旋式导向槽的设计,在折叠机翼状态下一对机翼有高度差,有效避免折叠机翼的干涉问题,在平直机翼状态下一对机翼高度能够保持一致;通过爆炸螺栓固定一对机翼的折叠角度,并通过引爆的爆炸螺栓中的炸药实现机翼由折叠机翼状态向平直机翼状态的快速过渡,机构整体重量轻、拆装维护方便,可以减小无人机的运输空间及实现无人机快速装配。
103.以上已经描述了本实用新型的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。