无人机机翼折叠展开机构及方法与流程

本发明涉及无人机，尤其涉及一种无人机机翼折叠展开机构及方法。

背景技术：

1、无人机采用折叠机翼结构便于运输与发射。在无人机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。大多数无人机机翼折叠方式为面内折叠，现代无人机机身结构多为异形截面，机翼折叠至机体结构内部会占用机身空间，不利于机体装载。

技术实现思路

1、本发明提供了一种无人机机翼折叠展开机构及方法，能够解决现有技术中机翼折叠至机体结构内部会占用机身空间，不利于机体装载的技术问题。

2、根据本发明的一方面，提供了一种无人机机翼折叠展开机构，无人机机翼折叠展开机构包括：驱动单元，驱动单元设置在机身上；齿条，齿条与驱动单元连接，驱动单元用于驱动齿条沿直线移动；齿轮传动组件，齿轮传动组件与齿条相配合，齿条可带动齿轮传动组件绕第一方向转动；扭簧，扭簧设置在齿轮传动组件和机翼之间，扭簧的一端与齿轮传动组件连接，扭簧的另一端与机翼连接，机翼具有第一锁定孔和第二锁定孔，机翼可绕第二方向转动地设置在齿轮传动组件上，齿轮传动组件可带动机翼绕第一方向转动，第一方向与第二方向相垂直；第一锁定元件和第一弹性件，第一锁定元件通过第一弹性件与齿轮传动组件连接，第一锁定元件可选择地与第一锁定孔相配合；第二锁定元件和第二弹性件，第二锁定元件通过第二弹性件与齿轮传动组件连接，第二锁定元件可选择地与第二锁定孔相配合；其中，当无人机机翼折叠机构处于第一状态时，第一弹性件和第二弹性件均处于伸长状态，第一锁定元件与第一锁定孔相配合，第二锁定元件与第二锁定孔相配合，驱动单元通过齿轮传动组件可驱动机翼绕第一方向转动；当无人机机翼折叠机构处于第二状态时，第一弹性件和第二弹性件均处于压缩状态，第一锁定元件与第一锁定孔相分离，第二锁定元件与第二锁定孔相分离，机翼可在扭簧的作用下绕第二方向转动。

3、进一步地，齿轮传动组件包括齿形元件、盖板和第一旋转轴，齿形元件与齿条相啮合，盖板固定设置在齿形元件上，第一旋转轴固定设置在齿形元件上，盖板和扭簧均套设在第一旋转轴上，第一旋转轴的轴线方向和齿形元件的转动轴线方向相垂直，第一锁定元件通过第一弹性件与盖板连接，第二锁定元件通过第二弹性件与盖板连接。

4、进一步地，无人机机翼折叠展开机构还包括第二旋转轴，第二旋转轴固定设置在机身上，齿形元件可转动地设置在第二旋转轴上。

5、进一步地，无人机机翼折叠展开机构还包括第一轴承，第一轴承设置在第二旋转轴和齿形元件之间以使齿形元件相对于第二旋转轴转动。

6、进一步地，无人机机翼折叠展开机构还包括第二轴承，第二轴承设置在第一旋转轴和机翼之间以使机翼相对于第一旋转轴转动。

7、进一步地，驱动单元包括安装支架和电动机，电动机通过安装支架设置在机身上，电动机的伸缩杆与齿条相连接。

8、进一步地，电动机的伸缩杆的伸出长度根据机翼绕第一方向转动的角度确定。

9、进一步地，第一弹性件和第二弹性件均包括压缩弹簧或橡胶。

10、根据本发明的又一方面，提供了一种无人机机翼折叠展开方法，无人机机翼折叠展开方法包括：电动机收到机翼折叠指令后，电动机的伸缩杆带动齿条沿直线方向移动，齿条带动齿形元件绕第一方向转动，齿形元件带动机翼绕第一方向转动，伸缩杆移动至设定距离后锁定；将第一锁定元件和第二锁定元件朝向盖板方向压缩，第一锁定元件与第一锁定孔相分离，第二锁定元件与第二锁定孔相分离，完成机翼解锁；将机翼绕第二方向转动，机翼在扭簧的作用下旋转至机身并紧贴机身蒙皮，将折叠后的无人机放入发射筒内，机翼在发射筒内壁的约束下处于折叠状态。

11、进一步地，无人机机翼折叠展开方法包括：无人机从发射筒中发射后，机翼在扭簧的作用下转动；机翼转动设定角度后，第一锁定元件在第一弹性件的作用下与第一锁定孔相配合，第二锁定元件在第二弹性件的作用下与第二锁定孔相配合，完成机翼锁定；电动机收到机翼展开指令后，电动机的伸缩杆带动齿条沿直线方向移动，齿条带动齿形元件转动，齿形元件带动机翼绕第一方向转动，伸缩杆移动至原位后锁定，机翼完成水平展开。

12、应用本发明的技术方案，提供了一种无人机机翼折叠展开机构，该折叠展开机构通过设置齿条、齿轮传动组件、扭簧、第一锁定元件、第一弹性件、第二锁定元件和第二弹性件，当无人机机翼折叠机构处于第一状态时，第一弹性件60和第二弹性件80均处于伸长状态，第一锁定元件50与第一锁定孔200a相配合，第二锁定元件70与第二锁定孔200b相配合，驱动单元10通过齿轮传动组件30可驱动机翼绕第一方向转动；当无人机机翼折叠机构处于第二状态时，第一弹性件60和第二弹性件80均处于压缩状态，第一锁定元件50与第一锁定孔200a相分离，第二锁定元件70与第二锁定孔200b相分离，机翼可在扭簧40的作用下绕第二方向转动，因此，本发明所提供的无人机机翼折叠展开机构结构简单，能够实现机翼的快速折叠与展开，其适用于异形截面机身结构，采用“面外(绕第一方向)+面内(绕第二方向)”的折叠方式，使机翼折叠于机身外部，不占用机身内部空间，便于机身装载。本发明具有成本低、容易实现、便于维护与操作的优点。

技术特征：

1.一种无人机机翼折叠展开机构，其特征在于，所述无人机机翼折叠展开机构包括：

2.根据权利要求1所述的无人机机翼折叠展开机构，其特征在于，所述齿轮传动组件(30)包括齿形元件(31)、盖板(32)和第一旋转轴(33)，所述齿形元件(31)与所述齿条(20)相啮合，所述盖板(32)固定设置在所述齿形元件(31)上，所述第一旋转轴(33)固定设置在所述齿形元件(31)上，所述盖板(32)和所述扭簧(40)均套设在所述第一旋转轴(33)上，所述第一旋转轴(33)的轴线方向和所述齿形元件(31)的转动轴线方向相垂直，所述第一锁定元件(50)通过所述第一弹性件(60)与所述盖板(32)连接，所述第二锁定元件(70)通过所述第二弹性件(80)与所述盖板(32)连接。

3.根据权利要求1所述的无人机机翼折叠展开机构，其特征在于，所述无人机机翼折叠展开机构还包括第二旋转轴(90)，所述第二旋转轴(90)固定设置在所述机身上，所述齿形元件(31)可转动地设置在所述第二旋转轴(90)上。

4.根据权利要求3所述的无人机机翼折叠展开机构，其特征在于，所述无人机机翼折叠展开机构还包括第一轴承(100)，所述第一轴承(100)设置在所述第二旋转轴(90)和所述齿形元件(31)之间以使所述齿形元件(31)相对于所述第二旋转轴(90)转动。

5.根据权利要求4所述的无人机机翼折叠展开机构，其特征在于，所述无人机机翼折叠展开机构还包括第二轴承(110)，所述第二轴承(110)设置在所述第一旋转轴(33)和所述机翼之间以使所述机翼相对于所述第一旋转轴(33)转动。

6.根据权利要求1所述的无人机机翼折叠展开机构，其特征在于，所述驱动单元(10)包括安装支架(11)和电动机(12)，所述电动机(12)通过所述安装支架(11)设置在所述机身上，所述电动机(12)的伸缩杆与所述齿条(20)相连接。

7.根据权利要求6所述的无人机机翼折叠展开机构，其特征在于，所述电动机(12)的伸缩杆的伸出长度根据所述机翼绕第一方向转动的角度确定。

8.根据权利要求6所述的无人机机翼折叠展开机构，其特征在于，所述第一弹性件(60)和所述第二弹性件(80)均包括压缩弹簧或橡胶。

9.一种无人机机翼折叠展开方法，其特征在于，所述无人机机翼折叠展开方法包括：

10.根据权利要求9所述的无人机机翼折叠展开方法，其特征在于，所述无人机机翼折叠展开方法包括：

技术总结
本发明提供了一种无人机机翼折叠展开机构及方法，包括：驱动单元、齿条、齿轮传动组件、扭簧、第一锁定元件、第一弹性件、第二锁定元件和第二弹性件，齿条可带动齿轮传动组件绕第一方向转动，扭簧的一端与齿轮传动组件连接，扭簧的另一端与机翼连接，机翼可绕第二方向转动地设置在齿轮传动组件上，齿轮传动组件可带动机翼绕第一方向转动，第一锁定元件通过第一弹性件与齿轮传动组件连接，第一锁定元件可选择地与第一锁定孔相配合，第二锁定元件通过第二弹性件与齿轮传动组件连接，第二锁定元件可选择地与第二锁定孔相配合。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中机翼折叠至机体结构内部会占用机身空间，不利于机体装载的技术问题。

技术研发人员：王菲菲,汪子义,黄承静,魏志强,李继勇
受保护的技术使用者：中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15