机翼装置及航行器

本申请属于航行器领域，尤其涉及一种机翼装置及航行器。

背景技术：

1、机翼和舵都是航行器的操纵装置。机翼通常安装在航行器的两侧或者底部，为航行器提供升力。然而，若单纯依靠机翼操纵航行器，在航行器的航行过程中，机翼会提供与航速相关的升力，影响航行器的航行姿态，不利于航行。舵通常包括两片或四片对称布置于航行器尾部的舵片，通过控制舵片的角度来调节航行器的航向、上浮和下潜。然而，若单纯依靠舵操控航行器，航行器的转弯半径及上浮、下潜的角度都取决于航速和舵面积的大小，而为了减小航行阻力，舵面积都较小，这就导致了航行器的机动性能不足。

2、为了便于控制航行器的航行姿态，保证航行器的机动性能，现有的航行器中，机翼和舵通常是配合使用的，以通过控制舵的角度抵消机翼带来的升力。然而，这不仅会增加航行器的自重，而且会增大航行器控制系统的控制难度，不利于航行器的航行。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种机翼装置及航行器，以通过调节机翼两个自由度的角度来适应航行器在不同航速、不同场景下的航行要求，从而以简单轻便的结构增加航行器的机动性、提高其航行稳定性、降低其控制难度。

2、根据本申请的第一方面，本申请实施例提供一种机翼装置，其包括：机翼组件，各机翼组件包括至少两个机翼，分设在竖向延伸的预设平面的两侧，各机翼均包括沿第一转轴排布的内侧区段和外侧区段，第一转轴沿机翼的长度方向延伸，内侧区段和外侧区段绕第一转轴可转动连接；第一驱动机构，与至少两个机翼的各内侧区段传动连接，用于驱动至少两个机翼朝靠近预设平面的方向同步转动和/或朝远离预设平面的方向同步转动，以改变至少两个机翼与预设平面之间形成的夹角；以及至少两个相互独立的第二驱动机构，分别与至少两个机翼的外侧区段传动连接，以分别驱动至少两个机翼的外侧区段相对于其各自的内侧区段转动，从而改变至少两个机翼的攻角。

3、可选地，各机翼的内侧区段的长度、以及各机翼的外侧区段的长度分别相同；且外侧区段的长度大于内侧区段的长度。

4、可选地，各机翼组件包括两个机翼；第一驱动机构包括依次相连的动力模块、移动模块和连杆模块；移动模块在动力模块的驱动下沿竖向往复移动，且具有处在预设平面内的第二转轴；连杆模块包括关于预设平面对称设置的两个连杆单元，两个连杆单元的其中一端均与第二转轴枢转连接，以在移动模块沿竖向移动时带动两个连杆单元产生关于预设平面对称的枢转动作；两个连杆单元的另一端分别与两个机翼的内侧区段连接。

5、可选地，每个连杆单元均包括：连杆，连杆的一端与第二转轴枢转连接；以及弯折杆，包括相交设置的第一杆段和第二杆段，第一杆段和第二杆段的相交位置处设有用于供第三转轴穿设于其中的铰接孔，以允许第一杆段和第二杆段绕第三转轴转动；其中连杆的另一端与第一杆段的另一端铰接，第二杆段的另一端与机翼的内侧区段固定连接。

6、可选地，第二驱动机构包括：舵机，具有沿机翼长度方向延伸的输出轴；以及摇臂，垂直于输出轴延伸，摇臂的一端与输出轴固定连接，以在舵机的驱动下绕输出轴转动，摇臂的另一端与外侧区段的邻近内侧区段的一端可转动连接。

7、可选地，内侧区段的其中一个表面上开设有内陷的凹槽，舵机嵌设在凹槽中。

8、可选地，舵机的裸露在凹槽外部的侧表面与内侧区段的开设有凹槽的表面随形设置。

9、可选地，凹槽在垂直于其深度方向上的截面与舵机在该方向上的截面形状相配。

10、根据本申请的第二方面，本申请实施例还提供一种航行器，包括本体以及设置于本体的根据上述任一方案的机翼装置；机翼装置的机翼组件处在本体的外部，各机翼组件的至少两个机翼分设在本体的沿其航行方向延伸的竖直平分面的两侧，各机翼的内侧区段相比于其外侧区段更加邻近本体。

11、可选地，本体内限定有与机翼组件一一对应的机构布置舱，机翼装置的第一驱动机构设置在机构布置舱的内部；且机构布置舱通过开设在本体上的至少两个贯穿孔与本体的外部连通，第一驱动机构和至少两个机翼之间的连接部分别穿设在至少两个贯穿孔中。

12、本申请实施例提供的机翼装置包括机翼组件、第一驱动机构和至少两个相互独立的第二驱动机构。机翼组件具有分设在预设平面两侧的至少两个机翼，每个机翼均包括沿第一转轴排布、且可转动连接的内侧区段和外侧区段。第一驱动机构与上述至少两个机翼的内侧区段传动连接，以驱动至少两个机翼相向地同步转动和/或相背离地同步转动，从而在第一个自由度上调节各机翼与预设平面之间形成的夹角，进而调整机翼装置能够提供的升力大小。至少两个第二驱动机构分别与至少两个机翼的外侧区段传动连接，以驱动至少两个机翼的外侧区段相互独立地相对于其各自的内侧区段转动，从而在第二个自由度上调节每个机翼的攻角，也即是调节机翼装置受到的阻力方向和阻力大小，从而通过两个机翼不同攻角的组合自由地调节具有该机翼装置的航行器的航行。通过第一个自由度上各机翼与预设平面之间夹角的调节和第二个自由度上每个机翼攻角的调节可适应航行器在不同航速、不同场景下的航行要求，不需要舵的配合，从而以简单轻便的结构增加了航行器的机动性、提高了其航行稳定性、降低了其控制难度。

13、进一步地，本申请实施例通过一个第一驱动机构驱动至少两个机翼同步转动，不但减少了驱动机构的数量，简化了结构，而且还可以减少甚至避免至少两个机翼产生调节角度误差，确保了同组的两个机翼与预设平面所成的夹角始终相同，有效地抵消了与航行方向垂直的扭矩，防止产生歪斜。

技术特征：

1.一种机翼装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的机翼装置，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的机翼装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的机翼装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的机翼装置，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的机翼装置，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的机翼装置，其特征在于，

8.根据权利要求6所述的机翼装置，其特征在于，

9.一种航行器，其特征在于，包括本体以及设置于所述本体的根据权利要求1-8任一项所述的机翼装置；其中

10.根据权利要求9所述的航行器，其特征在于，

技术总结
本申请公开了一种机翼装置及航行器。机翼装置包括：机翼组件，各机翼组件包括至少两个机翼，分设在竖向延伸的预设平面的两侧，各机翼均包括沿第一转轴排布的内侧区段和外侧区段，第一转轴沿机翼的长度方向延伸，内侧区段和外侧区段绕第一转轴可转动连接；第一驱动机构，与至少两个机翼的各内侧区段传动连接，用于驱动至少两个机翼朝靠近预设平面的方向同步转动和/或朝远离预设平面的方向同步转动；至少两个相互独立的第二驱动机构，分别与至少两个机翼的外侧区段传动连接，以分别驱动至少两个机翼的外侧区段相对于其各自的内侧区段转动。本申请公开的机翼装置可适应不同航速、不同场景下的航行要求，结构简单，稳定性好。

技术研发人员：李宏源,段慧玲,金江杰,徐保蕊,李秉臻,吕鹏宇
受保护的技术使用者：北京大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25