本发明涉及一种含气动单胞的可变形板结构，属于生物体仿生学和可变体结构领域，可广泛应用于航空航天中可变体飞行器领域。
背景技术
提升飞行器的综合性能一直以来都是飞机设计者的追求目标。从自然界鸟类的飞行运动我们可以得到很多启示，翅膀变形可以有效改变其飞行状态，满足不同速度飞行条件下能量消耗最低。气动单胞结构是基于拓扑优化方法设计的具有承载能力和变形输出功能的单包，按照一定的规则排列组成，具有重量轻、承载能力强、输出位移大、响应快、变形控制精度高、同一种结构可实现多种变形等优点，应用在飞机油箱蒙皮上能够满足油箱形状随着燃油量的改变而发生变形，从而减少了飞机的阻力，在航空航天领域具有广泛的应用前景。
随着新材料、新结构、新的控制技术的发展，有关自适应连续变形的飞行器的研究正蓬勃发展。现有的机械变体结构本身结构复杂，且形状记忆合金(sma)等智能材料的变形能力有限，难以满足可变体飞行器对变体机翼的要求：一种带有偏转铰链锁定、形状记忆合金驱动的可变体结构，由于形状记忆合金需要在特定的温度转换下才能实现变形功能，从而限制了该可变体结构的响应速度，另外形状记忆合金还存在变形输出小、长期使用工作稳定性差的缺点，难以满足可变体飞行器的要求；一种变体飞机的机翼折叠机构，机械结构复杂，零件众多，装配、维护成本高，在实现变形的同时不能满足机翼轻量化设计的要求。
因此，综合分析目前各种机翼可变体结构存在的问题发现，现有的基于智能结构和材料的可变体飞行器尚处于概念研究阶段，距离工程实用还有很大的距离，亟需一种重量轻、承载力强、可实现多种变形且变形控制精度高的可变体结构。
技术实现要素：
为了克服现有可变体结构存在的变形输出不连续、变形精度难以控制、响应时间长、只能实现单一变形、变体结构重量大等技术问题，本发明提出一种含气动单胞的可变形板结构，使飞机油箱蒙皮能够实现多种变形，从而降低飞机飞行时的阻力，进而降低能量消耗。
本发明采用的技术手段如下：
一种含气动单胞的可变形板结构，包括镜面对称设置的两个板；
所述板包括多个条形气动单胞；
所述条形气动单胞的截面呈类心形，所述条形气动单胞的截面包括镜面对称的左心形段和右心形段，所述条形气动单胞的截面所在平面垂直于所述条形气动单胞的轴线；
所述左心形段下端和所述右心形段下端连接，所述左心形段上端和所述右心形段上端通过圆弧段连接，所述圆弧段向所述条形气动单胞内凸起；
位于同一所述板上的相邻所述条形气动单胞之间通过所述条形气动单胞两侧的侧连接平面连接；
位于不同所述板上的相邻所述条形气动单胞之间通过所述条形气动单胞下端的下连接平面连接；
工作状态下，向所述条形气动单胞内充气，所述条形气动单胞的左右两侧向外展开，所述圆弧段的曲率变小，充气后，所述条形气动单胞的刚度提高，从而具有一定的承载能力，调节所述条形气动单胞的尺寸可改变所述板的尺寸，从而可以应用于工程中的各个领域，改变所述条形气动单胞内的充压大小，可以调整所述条形气动单胞的变形程度。
所述条形气动单胞的材质为橡胶、碳纤维或铝。
所述侧连接平面的截面位于所对应的所述左心形段或所述右心形段的外凸处，所述侧连接平面的截面所在平面垂直于所述条形气动单胞的轴线；
所述下连接平面的截面位于所述左心形段下端和所述右心形段下端的连接处，所述下连接平面的截面所在平面垂直于所述条形气动单胞的轴线。
本发明的有益效果：
(1)可以通过调节条形气动单胞的壁厚使条形气动单胞具有一定的承载能力；
(2)可以通过对各条形气动单胞预充压，调整本发明的整体刚度，从而使本发明具有承载能力；
(3)通过每个条形气动单胞的变形累积，可以达到很大的变形效果，从而实现本发明的大变形效果；
(4)通过调节条形气动单胞数量以及充气压力，可以实现复杂和连续变形，通过对每个条形气动单胞的控制，可以实现对本发明结构的精确控制；
(5)本发明可以实现上下弯曲变形以及较复杂“s”变形。
基于上述理由本发明可在生物体仿生学和可变体结构等领域广泛推广。
附图说明
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的具体实施方式中条形气动单胞的截面示意图；
图2是本发明的具体实施方式中含气动单胞的可变形板结构及其功能区域划分示意图；
图3是本发明的具体实施方式中含气动单胞的可变形板结构的上弯曲示意图；
图4是本发明的具体实施方式中含气动单胞的可变形板结构的下弯曲示意图；
图5是本发明的具体实施方式中含气动单胞的可变形板结构的“s”变形示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。
如图1-图5所示，一种含气动单胞的可变形板结构，包括镜面对称设置的两个板；
所述板包括多个条形气动单胞1；
所述条形气动单胞1的截面呈类心形，所述条形气动单胞1的截面包括镜面对称的左心形段2和右心形段3；
所述左心形段2下端和所述右心形段3下端连接，所述左心形段2上端和所述右心形段3上端通过圆弧段4连接，所述圆弧段4向所述条形气动单胞1内凸起；
位于同一所述板上的相邻所述条形气动单胞1之间通过所述条形气动单胞1两侧的侧连接平面5连接；
位于不同所述板上的相邻所述条形气动单胞1之间通过所述条形气动单胞1下端的下连接平面6连接；
工作状态下，向所述条形气动单胞1内充气，所述条形气动单胞1的左右两侧向外展开，所述圆弧段4的曲率变小。
所述条形气动单胞1的材质为橡胶、碳纤维或铝。
所述侧连接平面5的截面位于所对应的所述左心形段2或所述右心形段3的外凸处；
所述下连接平面6的截面位于所述左心形段2下端和所述右心形段3下端的连接处。
如图2所示，将所述含气动单胞的可变形板结构划分为区域1～6，每个区域包含多个所述条形气动单胞1。
对区域1～3中的所述条形气动单胞1充气，所述含气动单胞的可变形板结构下弯曲，如图4所示；
对区域4～6中的所述条形气动单胞1充气，所述含气动单胞的可变形板结构上弯曲，如图3所示；
对区域1、区域3和区域5中的所述条形气动单胞1充气，所述含气动单胞的可变形板结构呈“s”变形，如图5所示.
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。