一种机翼连接装置、机翼和飞机的制作方法

本发明涉及飞机安装技术领域，具体涉及一种机翼连接装置、机翼和飞机。

背景技术：

目前，大多数飞机是通过组装而完成的，例如无人机就是典型的通过组装完成的一种飞机，是一种新兴产业，有着广阔的市场前景。为了节省空间，固定翼的无人机通常将机翼分成几部分进行组装而成，最常见的一种分法是将机翼分成一段内翼和两段外翼。

内、外翼之间组装的方法也各有不同，通常使用的一种方法是插接，例如是将外翼上的杆插进内翼上的孔里，再用一锁将杆锁住，这种方法有个缺点，当无人机失速回收时，机身与地面将会发生剧烈碰撞，因而锁会承受到巨大的冲击力，插接装置就会产生不可恢复的损伤。再例如还有一种插接方式不用锁，而是在杆上加一个胶圈，靠摩擦力来固定外翼，但是这种方式很不安全，当外翼受到较大的载荷时就很可能会脱落。

技术实现要素：

因此，本发明实施例要解决的技术问题在于现有技术中失速回收时机翼连接装置会损伤、机翼受到较大载荷时会脱落等，现有技术的机翼连接装置安全性低、耐用性低。

为此，本发明实施例的一种机翼连接装置，包括：

第一接合单元，内嵌位于第一机翼部，包括中空的旋转柱和伸缩块；旋转柱用于绕其轴线旋转，旋转柱侧面上具有与其轴线平行的槽；伸缩块的固定端与第一机翼部连接，伸缩块的可伸缩端与旋转柱的一侧底面连接或位于槽内；

第二接合单元，外接位于第二机翼部，用于能与第一接合单元配合以使第一机翼部和第二机翼部连接，包括能插入旋转柱中空结构的杆和能插入槽的凸起块；杆的一端与第二机翼部连接，凸起块连接位于杆上且靠近杆另一端的位置。

优选地，所述伸缩块包括滑块和弹簧，弹簧的一端与第一机翼部连接，弹簧的另一端与滑块连接。

优选地，所述伸缩块的可伸缩端位于槽内时能使第一接合单元与第二接合单元相配合连接。

优选地，所述第一接合单元还包括旋转限制块；

旋转限制块连接位于所述旋转柱的一侧底面上且紧靠伸缩块。

优选地，还包括：

第一定位孔，内嵌位于第一机翼部；

第一定位销，外接位于第二机翼部，用于与第一定位孔相配合以插入第一定位孔。

优选地，所述杆的另一端端面上涂覆有铁磁性物质；

所述旋转柱的侧面上设有磁铁，磁铁用于自动吸入插入旋转柱中空结构的杆。

优选地，所述旋转柱包括能相对旋转的两段，第一段旋转柱内嵌设有可弹出的第二定位销，第二段旋转柱内嵌设有第二定位孔，用于第二定位销弹出插入第二定位孔时第一段旋转柱上的槽和第二段旋转柱上的槽相连通。

本发明实施例的一种机翼，包括：第一机翼部、第二机翼部和上述的机翼连接装置；

第一机翼部通过机翼连接装置与第二机翼部连接。

本发明实施例的一种飞机，包括上述的机翼。

本发明实施例的技术方案，具有如下优点：

1.本发明实施例提供的机翼连接装置，通过设置第一接合单元的旋转柱和伸缩块以及与其相配合的第二接合单元的凸起块，巧妙地构成了锁的装置，利用伸缩块具有一定量的伸缩力，从而可以保证通过第一、第二接合单元连接的第一、第二机翼部在飞行过程中不会脱落，提高了机翼连接装置的安全性。并且当装载该机翼连接装置的系统失速回收时，由于伸缩块可使凸起块在旋转柱的槽内移动，从而第二机翼部能够相对于第一机翼部在水平方向上产生位移，结合伸缩块的缓冲作用，在撞击地面等坚硬物质时，能大大降低系统的损伤，提高了耐用性。

2.本发明实施例提供的机翼连接装置，通过设置磁铁，利用磁铁的吸力作用，能够自动将杆吸入，且可以限定杆被吸入的长度，从而显著减少人工对准时繁琐的校准步骤，进一步提高了组装效率，也降低了组装出错率和报废率。

3.本发明实施例提供的机翼连接装置，通过设置两段旋转柱，由于两段旋转柱上的槽一开始是交错放置的，并未对准，所以当杆插入一段旋转柱的中空结构时可以被另一段旋转柱的底面抵住，防止杆过多地插入而错过预设的组装位置，导致组装失败，特别适用于机器自动化生产，提高组装效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例1中机翼连接装置的一个具体示例的结构示意图；

图2为本发明实施例1中伸缩块的一个具体示例的结构示意图；

图3为本发明实施例1中第一接合单元的一个具体示例的结构示意图；

图4为本发明实施例2中机翼连接装置的一个具体示例的结构示意图；

图5为本发明实施例2中第二机翼部的一个具体示例的结构示意图；

图6为本发明实施例2中旋转柱的一个具体示例的结构示意图。

附图标记：1-第一接合单元，11-旋转柱，110-槽，113-磁铁，114-第二定位销，115-第二定位孔，12-伸缩块，121-滑块，122-弹簧，13-旋转限制块，2-第二接合单元，21-杆，22-凸起块，3-第一定位孔，4-第一定位销，10-机翼连接装置，20-第一机翼部，30-第二机翼部，a-第一段旋转柱，b-第二段旋转柱。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种机翼连接装置，可应用于飞机机翼的组装，例如固定翼无人机的内、外翼的组装，如图1所示，机翼连接装置10包括：第一接合单元1和第二接合单元2。第一接合单元1内嵌位于第一机翼部20，第一机翼部20例如可以是内翼，也可以是外翼。第一接合单元1包括中空的旋转柱11和伸缩块12。旋转柱11用于绕其轴线旋转，如图1所示，旋转柱11为中空的圆柱体形，根据实际需要旋转柱11也可以是中空的圆锥、圆台、长方体等。圆柱体形的旋转柱11具有侧面和两个底面，旋转柱11可绕其中心轴线旋转。旋转柱11侧面上具有与其轴线平行的槽110，槽110可贯穿旋转柱11的壁，从而旋转柱11的横截面形成一“C”形。伸缩块12的固定端与第一机翼部20连接，位于旋转柱11的右侧，伸缩块12的可伸缩端与旋转柱11的一侧底面连接，此时伸缩块12处于被压缩状态，或伸缩块12的可伸缩端位于槽110内，此时伸缩块12处于部分释放伸展或完全释放伸展状态。

如图1所示，第二接合单元2外接位于第二机翼部30，用于能与第一接合单元1配合以使第一机翼部20和第二机翼部30连接，第二机翼部30根据第一机翼部20的设置而设置，可以是外翼，也可以是内翼。第二接合单元2包括能插入旋转柱11中空结构的杆21和能插入槽110的凸起块22。杆21的一端与第二机翼部30连接，凸起块22连接位于杆21上且靠近杆21另一端的位置。优选地，第一接合单元1和第二接合单元2均位于靠近机翼前缘的位置。

在未连接初始状态时，伸缩块12紧紧压在旋转柱11的一侧底面上，伸缩块12压在旋转柱11一侧底面上的位置为旋转柱11上的槽110进行顺时针或逆时针旋转180°（也可以根据实际需要进行调整）后到达的位置。凸起块22相对于杆21中心轴线在空间坐标系中的位置与伸缩块12相对于旋转柱11中心轴线在空间坐标系中的位置相同，以第一接合单元1与第二接合单元2配合后第一机翼部20和第二机翼部30的外表面形状相配合。在连接时，首先将第二机翼部30绕杆21中心轴线旋转180°，使凸起块22和槽110对齐，然后把杆21插进去使凸起块22完全插到旋转柱11之中，旋转第二机翼部30同时带动旋转柱11转动，旋转180°后，原本压在旋转柱11上的伸缩块12滑入槽110内，和凸起块22接触并由于伸缩力的作用伸缩块12压住凸起块22，使凸起块22无法轻易滑出槽110。对接之后的伸缩块12的伸缩力是一个关键的指标，这个力必须保证大于机翼上最大的载荷产生的脱离的力，它能通过实验得到。拆卸时，需要用力拉动第二机翼部20使伸缩块12退回到槽110以外，然后转动第二机翼部20，旋转柱11同时旋转，伸缩块12被旋转柱11的一侧底面顶住，可旋转180°后拔出第二机翼部20，第一接合单元1恢复原位。这种可拆卸的结构，提高了机翼连接装置的耐用性和可重复使用性，并大大降低生产成本。

上述机翼连接装置，通过设置第一接合单元的旋转柱和伸缩块以及与其相配合的第二接合单元的凸起块，巧妙地构成了锁的装置，利用伸缩块具有一定量的伸缩力，从而可以保证通过第一、第二接合单元连接的第一、第二机翼部在飞行过程中不会脱落，提高了机翼连接装置的安全性。并且当装载该机翼连接装置的系统失速回收时，由于伸缩块可使凸起块在旋转柱的槽内移动，从而第二机翼部能够相对于第一机翼部在水平方向上产生位移，结合伸缩块的缓冲作用，在撞击地面等坚硬物质时，能大大降低系统的损伤，提高了耐用性。

优选地，如图2所示，伸缩块12包括滑块121和弹簧122，弹簧122的一端与第一机翼部20连接，弹簧122的另一端与滑块121连接，伸缩块12的伸缩力主要依赖于弹簧122的弹簧压力。伸缩块12的可伸缩端位于槽110内时能使第一接合单元1与第二接合单元2相配合连接。更加优选地，滑块121的大小略小于凸起块22，这样可以防止拆卸时凸起块22滑出槽110，从而卡住无法转动。为了减小滑块121对旋转柱11的转动所造成的影响，滑块121一般要求表面十分光滑，优选使用硬度高、表面摩擦力小的材料。本领域的技术人员应当理解，伸缩块并不限于上述滑块和弹簧的具体结构，其他能够实现伸缩控制的装置都是可以的。

优选地，如图3所示，第一接合单元1还包括旋转限制块13。旋转限制块13连接位于旋转柱11的一侧底面上且紧靠伸缩块12。由于旋转限制块13的作用，在第一、第二机翼部组装时，一开始只能限制第二机翼部朝一个方向进行旋转，从而避免了出现组装时绕大圈和组装发生错误的情形，特别是当使用机器人等自动化设备进行组装时，进而提高了组装效率。

实施例2

本实施例提供一种机翼连接装置，如图4所示，除了包括实施例1中机翼连接装置的特征以外，还包括：第一定位孔3和第一定位销4。第一定位孔3内嵌位于第一机翼部20。第一定位销4外接位于第二机翼部30，用于与第一定位孔3相配合以插入第一定位孔3。

第一定位孔3和第一定位销4的作用主要是在第一、第二机翼部进行对接时辅助定位，进一步保证第一机翼部20和第二机翼部30的外表面形状相配合。并且第一定位孔3和第一定位销4的配合还可以防止飞行过程中第一、第二机翼部发生相对旋转，提高了稳定性。

在连接时，首先将第二机翼部30绕杆21中心轴线旋转180°，使凸起块22和槽110对齐，然后把杆21插入第一机翼部20，插入深度为H₁，使凸起块22完全插到旋转柱11之中，旋转第二机翼部30同时带动旋转柱11转动，旋转至第一定位销4的端面与第一机翼部20的端面齐平（大概旋转至150°左右）时，调整第一定位销4的端面与第一机翼部20的端面接触，继续旋转至180°后，第一定位销4对准插入第一定位孔3，原本压在旋转柱11上的伸缩块12滑入槽110内，和凸起块22接触并由于伸缩力的作用伸缩块12压住凸起块22，使凸起块22无法轻易滑出槽110。

如图5所示，插入深度为H₁等于杆21的长度H₂减去第一定位销4的长度H₃，凸起块22的长度应小于插入深度H₁，以保证当第一定位销4的端面与第一机翼部20的端面齐平时凸起块22已完全插入槽110内，进而保证伸缩块12能够顺利释放伸展。

优选地，杆21的另一端端面上涂覆有铁磁性物质。旋转柱11的侧面上设有磁铁113，磁铁113用于自动吸入插入旋转柱11中空结构的杆21。更加优选地，磁铁113可以定位设置于上述插入深度H₁处，通过磁铁的吸力作用，能够自动将杆21吸入，且可以限定杆21被吸入的长度，从而显著减少人工对准时繁琐的校准步骤，进一步提高了组装效率，也降低了组装出错率和报废率。

优选地，如图6所示，旋转柱11包括能相对旋转的两段，两段共轴紧靠连接，以磁铁113所处位置为分界线（也可以不设置磁铁113），分为第一段旋转柱a和第二段旋转柱b。第一段旋转柱a内嵌设有可弹出的第二定位销114，第二段旋转柱b内嵌设有第二定位孔115，用于第二定位销114弹出插入第二定位孔115时第一段旋转柱a上的槽和第二段旋转柱b上的槽相连通。

在连接时，首先将第二机翼部30绕杆21中心轴线旋转180°，使凸起块22和第二段旋转柱b的槽对齐，然后把杆21插入第一机翼部20，插入深度为H₁（即磁铁113所处位置处），使凸起块22完全插到旋转柱11之中，旋转第二机翼部30同时带动第二段旋转柱b转动，此时第一段旋转柱a不转，当旋转至第二定位销114与第二定位孔115对准（大概旋转至150°左右）时，第二定位销114弹出插入第二定位孔115，第一段旋转柱a上的槽和第二段旋转柱b上的槽相连通，此时第一定位销4的端面与第一机翼部20的端面齐平，继续旋转至180°后，第一定位销4对准插入第一定位孔3，原本压在旋转柱11上的伸缩块12滑入相连通的槽内，和凸起块22接触并由于伸缩力的作用伸缩块12压住凸起块22，使凸起块22无法轻易滑出槽。

上述机翼连接装置，通过设置两段旋转柱，由于两段旋转柱上的槽一开始是交错放置的，并未对准，所以当杆插入一段旋转柱的中空结构时可以被另一段旋转柱的底面抵住，防止杆过多地插入而错过预设的组装位置，导致组装失败，特别适用于机器自动化生产，提高组装效率。

实施例3

本实施例提供一种机翼，包括：第一机翼部20、第二机翼部30和上述实施例1或2的机翼连接装置10。第一机翼部20通过机翼连接装置10与第二机翼部30连接。该机翼具有安全性高、耐用性高等的优点。

实施例4

本实施例提供一种飞机，例如可以是无人机，包括上述实施例3的机翼。该飞机具有安全性高、耐用性高等的优点。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。