本發(fā)明涉及翼尖折疊，特別是涉及一種翼尖折疊機(jī)構(gòu)、機(jī)翼及翼尖折疊方法。

背景技術(shù)：

1、機(jī)翼翼尖雖然只占機(jī)翼的較小部分，卻對(duì)飛機(jī)的整體性能有著較大影響。折疊翼尖機(jī)翼技術(shù)是一種多功能、局部變體技術(shù)，可用于提升機(jī)翼氣動(dòng)性能、提高燃油效率、減輕陣風(fēng)載荷、強(qiáng)化操控性能等用途。折疊翼尖可以通過(guò)改善翼尖渦流來(lái)減少誘導(dǎo)阻力，提高飛機(jī)的升阻比，并且折疊翼尖通過(guò)提高飛機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)效率，能夠顯著減少燃油消耗。此外折疊翼尖的設(shè)計(jì)可以根據(jù)飛行條件(如起飛、巡航、著陸等)調(diào)整翼尖的角度和形狀，從而優(yōu)化飛行控制，提高飛行穩(wěn)定性和效率。

2、折疊機(jī)翼通常由機(jī)翼主體和翼尖組成，機(jī)翼主體與機(jī)身連成一體，機(jī)翼內(nèi)部作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)翼尖經(jīng)折疊機(jī)構(gòu)繞鉸鏈運(yùn)動(dòng)。從驅(qū)動(dòng)形式來(lái)看，折疊翼尖包括主動(dòng)折疊和被動(dòng)折疊兩大類(lèi)。主動(dòng)折疊技術(shù)主要用于降低油耗和控制飛機(jī)飛行。在起飛和著陸階段，主動(dòng)折疊系統(tǒng)可以調(diào)整翼尖角度以?xún)?yōu)化空氣動(dòng)力學(xué)性能，在地面滑行或進(jìn)入機(jī)庫(kù)時(shí)，翼尖可以折疊以適應(yīng)狹小的空間。相比于主動(dòng)折疊技術(shù)，被動(dòng)折疊翼尖技術(shù)具有系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。被動(dòng)折疊適用于特定的飛行條件，例如在高速巡航時(shí)自動(dòng)展開(kāi)，在低速起飛或著陸時(shí)自動(dòng)折疊。折疊翼尖通常具有翼尖自鎖機(jī)構(gòu)，翼尖自鎖機(jī)構(gòu)利于翼尖在飛行或地面操作過(guò)程保持翼尖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。該結(jié)構(gòu)在主動(dòng)折疊或被動(dòng)折疊系統(tǒng)中都發(fā)揮重要作用，確保翼尖在展開(kāi)或折疊后能夠穩(wěn)固地保持在預(yù)定位置，避免在飛行過(guò)程中發(fā)生意外折疊或展開(kāi)。

3、目前，主動(dòng)折疊技術(shù)依靠機(jī)械裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)翼尖的折疊和展開(kāi)。這通常包括電動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)或其他動(dòng)力源，通過(guò)傳感器和控制單元進(jìn)行精確控制。被動(dòng)折疊依靠空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)和自然力來(lái)實(shí)現(xiàn)翼尖的折疊和展開(kāi)。這通常包括彈簧、鉸鏈和空氣動(dòng)力學(xué)形狀設(shè)計(jì)，通過(guò)風(fēng)力和飛機(jī)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的力來(lái)驅(qū)動(dòng)折疊。自鎖機(jī)制的實(shí)現(xiàn)一般包括機(jī)械自鎖裝置(鎖銷(xiāo)、鎖定鉤和鎖定槽等結(jié)構(gòu)元件)，液壓或氣動(dòng)系統(tǒng)。

4、現(xiàn)有的折疊翼尖機(jī)構(gòu)，主動(dòng)折疊機(jī)構(gòu)需要復(fù)雜的機(jī)械裝置和控制系統(tǒng)，易發(fā)生故障；被動(dòng)折疊機(jī)構(gòu)依賴(lài)自然力，控制精度和靈活性較低，無(wú)法精準(zhǔn)的調(diào)整翼尖角度。如今大部分折疊翼尖機(jī)構(gòu)，大多數(shù)是單一模式折疊翼尖，即只具備主動(dòng)折疊或被動(dòng)折疊中的一種模式。單一模式折疊翼尖難以在各種飛行條件下提供最佳性能。

5、基于此，急需一種新型的方案來(lái)至少解決部分上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種翼尖折疊機(jī)構(gòu)、機(jī)翼及翼尖折疊方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精確控制且實(shí)現(xiàn)多模式折疊。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明提供一種翼尖折疊機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)動(dòng)組件、伸縮驅(qū)動(dòng)裝置、電機(jī)、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、第一摩擦盤(pán)和第二摩擦盤(pán)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件被構(gòu)造為連接機(jī)翼主體和翼尖并使得所述翼尖能夠相對(duì)于所述機(jī)翼主體轉(zhuǎn)動(dòng)，伸縮驅(qū)動(dòng)裝置與所述翼尖固定連接；電機(jī)與所述機(jī)翼主體固定連接；蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)包括相嚙合的蝸輪和蝸桿，所述蝸輪與所述機(jī)翼主體連接，所述蝸桿與所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)端傳動(dòng)連接；第一摩擦盤(pán)與所述伸縮驅(qū)動(dòng)裝置的伸縮端連接；第二摩擦盤(pán)與所述蝸輪周向相對(duì)固定地連接，所述第二摩擦盤(pán)和所述第一摩擦盤(pán)相對(duì)設(shè)置。

4、優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括兩個(gè)固定支座和兩個(gè)連接軸，兩個(gè)所述固定支座均設(shè)置于所述機(jī)翼主體和翼尖之間，兩個(gè)所述固定支座均與所述機(jī)翼主體固定連接，兩個(gè)所述連接軸的均與所述翼尖固連，所述連接軸通過(guò)軸承和所述固定支座轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

5、優(yōu)選的，還包括扭簧和翼尖連接軸，所述機(jī)翼主體和所述翼尖能夠繞第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述扭簧的軸線與所述第一轉(zhuǎn)軸重合，所述扭簧的一端和所述固定支座固連，另一端和所述翼尖連接軸固連，所述翼尖連接軸和所述翼尖固連，常態(tài)下，所述翼尖和所述機(jī)翼主體的表面在同一曲面或流線型面上。

6、優(yōu)選的，所述翼尖連接軸即為其中一個(gè)所述連接軸。

7、優(yōu)選的，兩個(gè)所述固定支座分別為第一固定支座和第二固定支座，所述扭簧的一端和所述第一固定支座固連，所述翼尖連接軸與所述第二固定支座通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

8、優(yōu)選的，所述扭簧和所述第二固定支座之間的部分所述翼尖連接軸朝所述第一轉(zhuǎn)軸的一側(cè)彎曲以形成一個(gè)容納空間，所述第一轉(zhuǎn)軸經(jīng)過(guò)所述容納空間，所述伸縮驅(qū)動(dòng)裝置固定設(shè)置于所述翼尖連接軸上并位于所述容納空間內(nèi)；所述伸縮驅(qū)動(dòng)裝置的伸縮端能夠沿著所述第一轉(zhuǎn)軸的方向伸縮。

9、優(yōu)選的，所述伸縮驅(qū)動(dòng)裝置為電動(dòng)推桿。

10、優(yōu)選的，還包括角度編碼器和控制器，所述角度編碼器的旋轉(zhuǎn)主體和所述翼尖連接軸固連，固定主體和所述第二固定支座固連，所述控制器和所述角度編碼器、所述電機(jī)、所述伸縮驅(qū)動(dòng)裝置均通信連接。

11、本發(fā)明還提供了一種機(jī)翼，包括如上所述的翼尖折疊機(jī)構(gòu)。

12、本發(fā)明還提供了一種翼尖折疊方法，所述翼尖通過(guò)如上所述的翼尖折疊機(jī)構(gòu)連接至機(jī)翼主體上；包括：

13、被動(dòng)折疊：所述伸縮驅(qū)動(dòng)裝置不工作，第一摩擦盤(pán)和第二摩擦盤(pán)不接合，飛行器在遇陣風(fēng)時(shí)，翼尖在陣風(fēng)作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)生折疊變形；

14、主動(dòng)折疊：所述伸縮驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述第一摩擦盤(pán)朝所述第二摩擦盤(pán)移動(dòng)直至接合，同時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)蝸桿旋轉(zhuǎn)，蝸桿與蝸輪嚙合，蝸桿帶動(dòng)蝸輪旋轉(zhuǎn)，第一摩擦盤(pán)和第二摩擦盤(pán)由于摩擦力作用，將矩傳遞給第二摩擦盤(pán)并帶動(dòng)翼尖旋轉(zhuǎn)，通過(guò)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而控制機(jī)翼折疊的速度；同理，存在翼尖下折需求時(shí)，所述電機(jī)反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)翼尖向下折疊；

15、自鎖：當(dāng)機(jī)翼為被動(dòng)折疊模式時(shí)，所述伸縮驅(qū)動(dòng)裝置工作，驅(qū)動(dòng)所述第一摩擦盤(pán)朝所述第二摩擦盤(pán)移動(dòng)直至接合，電機(jī)不工作，第一摩擦盤(pán)和第二摩擦盤(pán)之間產(chǎn)生摩擦力，由于蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)具有單向傳動(dòng)的特性，蝸輪無(wú)法帶動(dòng)蝸桿運(yùn)動(dòng)，從而使翼尖自鎖；當(dāng)機(jī)翼為主動(dòng)折疊模式時(shí)候，停止電機(jī)工作即可實(shí)現(xiàn)自鎖。

16、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：

17、本發(fā)明通過(guò)伸縮驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一摩擦盤(pán)與第二摩擦盤(pán)接合來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)能夠?qū)⑴ぞ貍鬟f至翼尖，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)折疊，通過(guò)伸縮驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一摩擦盤(pán)遠(yuǎn)離第二摩擦盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)斷開(kāi)翼尖和電機(jī)的傳動(dòng)關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)被動(dòng)折疊，通過(guò)伸縮驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一摩擦盤(pán)與第二摩擦盤(pán)接合以及關(guān)閉電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)鎖定翼尖的折疊狀態(tài)，因此，本申請(qǐng)僅通過(guò)設(shè)置伸縮驅(qū)動(dòng)裝置、摩擦盤(pán)、電機(jī)以及蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)翼尖三種模態(tài)的轉(zhuǎn)換，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈活性好。

18、另外，本申請(qǐng)?jiān)O(shè)置有角度編碼器來(lái)監(jiān)測(cè)翼尖的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，進(jìn)而通過(guò)控制器控制電機(jī)以及伸縮驅(qū)動(dòng)裝置工作以提高控制精度。

技術(shù)特征：

1.一種翼尖折疊機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)動(dòng)組件，所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件被構(gòu)造為連接機(jī)翼主體和翼尖并使得所述翼尖能夠相對(duì)于所述機(jī)翼主體轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于：還包括：伸縮驅(qū)動(dòng)裝置，與所述翼尖固定連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼尖折疊機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括兩個(gè)固定支座和兩個(gè)連接軸，兩個(gè)所述固定支座均設(shè)置于所述機(jī)翼主體和翼尖之間，兩個(gè)所述固定支座均與所述機(jī)翼主體固定連接，兩個(gè)所述連接軸的均與所述翼尖固連，所述連接軸通過(guò)軸承和所述固定支座轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的翼尖折疊機(jī)構(gòu)，其特征在于：還包括扭簧和翼尖連接軸，所述機(jī)翼主體和所述翼尖能夠繞第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述扭簧的軸線與所述第一轉(zhuǎn)軸重合，所述扭簧的一端和所述固定支座固連，另一端和所述翼尖連接軸固連，所述翼尖連接軸和所述翼尖固連，常態(tài)下，所述翼尖和所述機(jī)翼主體的表面在同一曲面或流線型面上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的翼尖折疊機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述翼尖連接軸即為其中一個(gè)所述連接軸。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的翼尖折疊機(jī)構(gòu)，其特征在于：兩個(gè)所述固定支座分別為第一固定支座和第二固定支座，所述扭簧的一端和所述第一固定支座固連，所述翼尖連接軸與所述第二固定支座通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的翼尖折疊機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述扭簧和所述第二固定支座之間的部分所述翼尖連接軸朝所述第一轉(zhuǎn)軸的一側(cè)彎曲以形成一個(gè)容納空間，所述第一轉(zhuǎn)軸經(jīng)過(guò)所述容納空間，所述伸縮驅(qū)動(dòng)裝置固定設(shè)置于所述翼尖連接軸上并位于所述容納空間內(nèi)；所述伸縮驅(qū)動(dòng)裝置的伸縮端能夠沿著所述第一轉(zhuǎn)軸的方向伸縮。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼尖折疊機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述伸縮驅(qū)動(dòng)裝置為電動(dòng)推桿。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的翼尖折疊機(jī)構(gòu)，其特征在于：還包括角度編碼器和控制器，所述角度編碼器的旋轉(zhuǎn)主體和所述翼尖連接軸固連，固定主體和所述第二固定支座固連，所述控制器和所述角度編碼器、所述電機(jī)、所述伸縮驅(qū)動(dòng)裝置均通信連接。

9.一種機(jī)翼，其特征在于：包括權(quán)利要求1～8任意一項(xiàng)所述的翼尖折疊機(jī)構(gòu)。

10.一種翼尖折疊方法，其特征在于：所述翼尖通過(guò)所述權(quán)利要求1～8任意一項(xiàng)所述的翼尖折疊機(jī)構(gòu)連接至機(jī)翼主體上；包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種翼尖折疊機(jī)構(gòu)、機(jī)翼及翼尖折疊方法，涉及翼尖折疊技術(shù)領(lǐng)域，翼尖折疊機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)組件、伸縮驅(qū)動(dòng)裝置、電機(jī)、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、第一摩擦盤(pán)和第二摩擦盤(pán)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件被構(gòu)造為連接機(jī)翼主體和翼尖并使得所述翼尖能夠相對(duì)于所述機(jī)翼主體轉(zhuǎn)動(dòng)，伸縮驅(qū)動(dòng)裝置與所述翼尖固定連接；電機(jī)與所述機(jī)翼主體固定連接；蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)包括相嚙合的蝸輪和蝸桿，所述蝸輪與所述機(jī)翼主體連接，所述蝸桿與所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)端傳動(dòng)連接；第一摩擦盤(pán)與所述伸縮驅(qū)動(dòng)裝置的伸縮端連接；第二摩擦盤(pán)與所述蝸輪周向相對(duì)固定地連接，所述第二摩擦盤(pán)和所述第一摩擦盤(pán)相對(duì)設(shè)置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制精確且能夠?qū)崿F(xiàn)多模式折疊。

技術(shù)研發(fā)人員：王晨,栗嵩淇,劉全,沈星,王韜熹,萬(wàn)里亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京航空航天大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14