一种小型折叠翼无人机机翼折叠展开机构的制作方法

1.本实用新型涉及无人机装置技术领域，特别涉及一种小型折叠翼无人机机翼折叠展开机构。


背景技术：

2.折叠翼无人机具有机翼可折叠的优点，往往与筒式发射技术相结合，将机翼折叠后装入发射装置中，无人机弹射瞬间，由机翼折叠展开机构将机翼展开。由于其携带方便、无起飞场地要求，且具有储运发一体的特点，筒式发射折叠翼无人机在单兵、车载、舰载及集群方面有着越来越广泛的应用。目前主流的筒式发射无人机常以x型机翼构架（以色列英雄系列无人机）及串列式机翼布局（美国弹簧刀、locust无人机）为主流。相对于x型机翼构架，串列式布局由于其大展弦比，长航时的特点，逐渐成为筒射无人机的主流布局形式。但此类布局的筒射无人机由于要求机翼折叠后可装入发射装置中，对机翼厚度有着严格的限制。
3.因此，对机翼折叠展开机构的尺寸及重量也有着严格的要求限制；此外，此类无人机机翼折叠展开机构往往采用弹性元件实现出筒半自动展开，由于机翼展开到位后机翼仍然具有较大的动能，势必将与机翼限位装置发生碰撞，机翼在机翼展开力矩与回弹反作用力的作用下往往经过多次回弹后再次展开才能完全展开，造成升力响应滞后。若发射过程中没有足够的速度及高度累积，容易出现无人机拉起困难甚至发射失败；串列式布局机翼舵面控制单元往往安装在机翼上，控制线缆以飞线的形式穿过机翼转轴或在机身上挖孔的形式与飞行控制器连接，在发射时机翼展开或着陆回收时容易造成损坏。


技术实现要素：

4.本实用新型目的是为解决上述问题所采取的技术方案是：
5.一种小型折叠翼无人机机翼折叠展开机构，与无人机的上机翼、下机翼配合使用，包括安装在上机翼一端部的上保持架和安装在下机翼一端部的下保持架，所述上保持架与下保持架上下相对扣合形成环形腔，所述环形腔内安装有扭簧，所述上保持架与下保持架中心插装有与机身连接的转轴，扭簧围绕在转轴外侧面，转轴上安装有压紧定位组件实现上保持架与下保持架安装定位；
6.所述转轴与上保持架、下保持架之间还配合设置有锁紧组件，无人机发射出筒前，发射筒约束上机翼与下机翼折叠设置，无人机发射出筒后，扭簧带动上机翼与下机翼扇形展开形成一字形，所述锁紧组件锁紧定位上保持架、下保持架。
7.进一步，所述上保持架与下保持架的中心均设有安装转轴的安装孔，所述上保持架与下保持架的一端面上均设有围绕在安装孔四周的c形容纳舱，所述上保持架与下保持架的另一端面上均设有走线槽，上保持架的c形容纳舱与下保持架的c形容纳舱相对扣合形成环形腔。
8.进一步，所述上保持架与下保持架的两端面上均设有垫片安装槽。
9.进一步，所述转轴的侧面和下端面设有与走线槽配合使用的穿线孔。
10.进一步，所述锁紧组件包括设置在上保持架与下保持架上的锁紧槽，所述锁紧槽与安装孔贯通，所述转轴外壁上沿径向安装的柱塞，所述柱塞与转轴之间安装有弹簧；无人机发射出筒前，安装孔的内壁约束柱塞，柱塞压缩弹簧使柱塞位于转轴内，无人机发射出筒后，柱塞一端伸出转轴外，并卡装在上保持架上的锁紧槽内与下保持架上的锁紧槽内。
11.进一步，所述压紧定位组件包括安装在转轴上、下两端的上端盖和下端盖，上端盖的直径和下端盖的直径均大于转轴。
12.进一步，所述上端盖与转轴一体化加工，所述下端盖与转轴通过螺钉连接。
13.进一步，所述下端盖上设有锁定解除孔，所述转轴的外壁上安装柱塞处沿轴向凹设有台阶槽，所述台阶槽面向锁定解除孔一侧贯通设置，且与锁定解除孔位于一条直线上。
14.进一步，所述转轴与机身通过螺钉连接。
15.本实用新型所具有的有益效果为：
16.本实用新型为一种小型折叠翼无人机机翼折叠展开机构，采用扭簧为储能原件，通过与上保持架、下保持架实现机翼快速展开，通过锁紧组件迅速将上机翼与下机翼锁定，机翼的展开锁定迅速，升力响应快速，机翼首次展开到位后立即将机翼锁紧，避免了由于同机翼限位装置碰撞产生的反作用力造成的机翼震荡。升力相应快速，提高了发生的成功率；同时，机翼展开摩擦阻力小，机翼展开迅速，使用低阻材料将结构件隔离，减小了结构件间的相对转动摩擦，使得机翼得以快速展开，减小了由于机翼展开过程中由于升阻特性不稳定而造成的发射失败的概率；本实用新型可以回收反复使用，在不拆卸机翼的情况下，通过使用专用工具可使机翼解锁，方便调试。
17.本实用新型的上保持架、下保持架上通过设置走线槽和穿线孔，将舵面控制线缆隐藏于机翼之中，可有效降低发射及回收过程中因控制线缆折断的概率，减小舵面故障率。
附图说明
18.图1为本实用新型结构示意图；
19.图2为本实用新型结构放大示意图；
20.图3为本实用新型上保持架的结构示意图；
21.图4为本实用新型下保持架的结构示意图；
22.图5为本实用新型上保持架、扭簧、下保持架安装状态示意图；
23.图6为本实用新型上保持架、扭簧、下保持架分离状态示意图；
24.图7为本实用新型转轴与柱塞安装前示意图；
25.图8为本实用新型转轴与柱塞安装后示意图；
26.图9为本实用新型柱塞与锁紧槽未配合示意图；
27.图10为本实用新型柱塞与锁紧槽配合示意图。
具体实施方式
28.本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。
30.如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。
31.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
32.下面结合附图对本实用新型进一步描述。
33.如图1-10所示，串列式机翼布局的无人机由于尺寸限制，一对机翼往往成上下两层叠放，本实用新型为一种小型折叠翼无人机机翼折叠展开机构，与无人机的上机翼7、下机翼8配合使用，包括安装在上机翼7一端部的上保持架2和安装在下机翼8一端部的下保持架3，优选地，本实施例中，上机翼7一端部与上保持架2胶结固连，下机翼8一端部与下保持架3胶结固连。
34.如图1-10所示，本实施例中，所述上保持架2与下保持架3上下相对扣合形成环形腔，所述环形腔内安装有扭簧5，为有效利用空间，提高扭簧5钢丝的占空比，扭簧5采用方形截面高抗拉强度钢丝绕制；所述上保持架2、下保持架3与扭簧5中心插装有与机身连接的转轴4，扭簧5围绕在转轴4外侧面，上保持架2、下保持架3与扭簧5可围绕转轴4自由旋转；优选地，本实施例中，所述转轴4与机身通过螺钉连接，方便转轴4的更换与维护；转轴4上安装有压紧定位组件实现上保持架2与下保持架3安装定位。
35.如图1-10所示，本实施例中，所述转轴4与上保持架2、下保持架3之间还配合设置有锁紧组件，无人机发射出筒前，约束上机翼7与下机翼8向中间扇形折叠设置为上下一体结构安装在发射筒内，无人机发射出筒后，扭簧5带动上机翼7与下机翼8扇形向两侧展开形成一字形，所述锁紧组件锁紧定位上保持架2、下保持架3，限制机翼围绕转轴4的转动自由度，避免上机翼7与下机翼8相对弯折。
36.如图1-10所示，为了实现转轴4、扭簧5的安装，同时实现线路的排布，本实施例中，所述上保持架2与下保持架3的中心均设有安装转轴4的安装孔，所述上保持架2与下保持架3的一端面上均设有围绕在安装孔四周的c形容纳舱22，所述上保持架2与下保持架3的另一端面上均设有走线槽23，上保持架2的c形容纳舱22与下保持架3的c形容纳舱22相对扣合形成环形腔，扭簧5的上下两端头分别伸出上保持架2的c形容纳舱22的c形开口与下保持架3的c形容纳舱22的c形开口，扭簧5通过两端伸出与c形容纳舱22的c形开口卡装，能实现将扭簧5的扭矩传递给上保持架2及下保持架3；在机翼展开时扭簧5在弹性势能释放过程中不受轴向约束，可将扭矩均匀地传递给上机翼7与下机翼8，使机翼同步展开。
37.如图1-10所示，为了方便安装减阻垫片9，本实施例中，所述上保持架2与下保持架
3的两端面上均设有垫片安装槽24，所述垫片安装槽24设置为环形，用于减阻垫片9的安装，所述上保持架2与下保持架3之间安装有减阻垫片9，上保持架2与上端盖41之间安装有减阻垫片9，下保持架3与下端盖42之间安装有减阻垫片9。
38.如图1-10所示，为了实现安装控制舵机的线缆，本实施例中，所述转轴4的侧面和下端面设有与走线槽23配合使用的穿线孔44；转轴4侧面的穿线孔44为半圆形，上机翼7配合安装有上机翼舵机71，半圆形的穿线孔44用于上机翼舵机71控制线缆的走线，上机翼舵机71的线缆通过上保持架2上的走线槽23、转轴4侧面的穿线孔44穿入机体内部，与飞行控制系统连接，可有效保护机翼展开过程中舵机线缆不受损坏；转轴4下端面的穿线孔44为t形，下机翼8配合安装有下机翼舵机81，t形的穿线孔44用于下机翼舵机81控制线缆的走线，下机翼舵机81的线缆通过下保持架3上的走线槽23、转轴4下端面的穿线孔44穿入机体内部，与飞行控制系统连接，对舵机控制线缆起到有效保护；舵机的穿线孔44采用t型结构可兼容普通3pin舵机接头，方便实验阶段的拆卸与维护。上机翼舵机71、下机翼舵机81、飞行控制系统均为现有技术，在此不再赘述。
39.如图1-10所示，为了实现上机翼7与下机翼8展开后实现锁定，避免上机翼7与下机翼8相对运动，本实施例中，所述锁紧组件包括设置在上保持架2与下保持架3上的锁紧槽21，所述锁紧槽21与安装孔贯通，所述转轴4外壁上沿径向安装的柱塞6，所述柱塞6与转轴4之间安装有弹簧；无人机发射出筒前，安装孔的内壁约束柱塞6，柱塞6压缩弹簧使柱塞6位于转轴4内，无人机发射出筒后，柱塞6一端伸出转轴4外，并卡装在上保持架2上的锁紧槽21内与下保持架3上的锁紧槽21内。
40.如图1-10所示，为了实现对上保持架2、下保持架3的压紧定位安装，本实施例中，所述压紧定位组件包括安装在转轴4上、下两端的上端盖41和下端盖42，上端盖41的直径和下端盖42的直径均大于转轴4，从而实现上端盖41、下端盖42将上保持架2、下保持架3卡装在上端盖41和下端盖42之间；优选地，本实施例中，所述上端盖41与转轴4一体化加工，所述上端盖41上设有螺纹孔，通过螺纹孔内插入螺钉，实现转轴4与机身连接，本实施例中，螺纹孔设有四个；所述下端盖42与转轴4通过螺钉连接。上端盖41和下端盖42将上保持架2与下保持架3压紧在机身上，同转轴4一同限制上机翼7与下机翼8只能围绕扭簧5转动。
41.如图1-10所示，为了实现将展开后的上机翼7与下机翼8进行折叠，本实施例中，所述下端盖42上设有锁定解除孔421，所述转轴4的外壁上安装柱塞6处沿轴向凹设有台阶槽43，所述台阶槽43面向锁定解除孔421一侧贯通设置，且与锁定解除孔421位于一条直线上；当上机翼7与下机翼8展开锁定后，使用专用工具插入锁定解除孔421，并延伸至台阶槽43处，通过按压柱塞6，从而压缩弹簧使柱塞6位于转轴4内，同时向中间扇形折叠上机翼7与下机翼8，即可解除上机翼7与下机翼8的锁定。
42.本实用新型的工作过程为：
43.无人机发射出筒前，约束上机翼7与下机翼8向中间扇形折叠设置为上下一体结构安装在发射筒内，此时，安装孔的内壁约束柱塞6，柱塞6压缩弹簧使柱塞6位于转轴4内；
44.无人机发射出筒后，扭簧5带动上保持架2顺时针转动，同时带动下保持架3逆时针转动，实现上保持架2与下保持架3相对反向转动，从而实现上机翼7与下机翼8扇形向两侧展开；当上机翼7与下机翼8均转动90度后形成一字形，此时展开到位，上保持架2上的锁紧槽21与下保持架3上的锁紧槽21重合，同时转动至转轴4的柱塞6位置，柱塞6在弹簧的作用
下，柱塞6一端伸出转轴4外，并卡装在上保持架2上的锁紧槽21内与下保持架3上的锁紧槽21内，实现锁紧定位上保持架2、下保持架3转动，限制机翼围绕转轴4的转动自由度，避免上机翼7与下机翼8相对弯折，完成上机翼7与下机翼8的锁定；
45.当需要再次折叠安装时，使用专用工具插入锁定解除孔421，并延伸至台阶槽43处，通过按压柱塞6，从而压缩弹簧使柱塞6位于转轴4内，同时向中间扇形折叠上机翼7与下机翼8，即可解除上机翼7与下机翼8的锁定。
46.本实用新型为一种小型折叠翼无人机机翼折叠展开机构，采用扭簧5为储能原件，通过与上保持架2、下保持架3实现机翼快速展开，通过锁紧组件迅速将上机翼7与下机翼8锁定，机翼的展开锁定迅速，升力响应快速，机翼首次展开到位后立即将机翼锁紧，避免了由于同机翼限位装置碰撞产生的反作用力造成的机翼震荡。升力相应快速，提高了发生的成功率；同时，机翼展开摩擦阻力小，机翼展开迅速。使用低阻材料将结构件隔离，减小了结构件间的相对转动摩擦，使得机翼得以快速展开，减小了由于机翼展开过程中由于升阻特性不稳定而造成的发射失败的概率。本实用新型可以回收反复使用，在不拆卸机翼的情况下，通过使用专用工具可使机翼解锁，方便调试。
47.本实用新型的上保持架2、下保持架3上通过设置走线槽23和穿线孔44，将舵面控制线缆隐藏于机翼之中，可有效降低发射及回收过程中因控制线缆折断的概率，减小舵面故障率。
48.本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
49.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。
50.如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。
51.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。