一种伸缩式变形机翼传动机构.pdf

本发明公开了一种伸缩式变形机翼传动机构，包括减速电机、钢索、绞盘和滑轮，其特征在于：所述的减速电机带动绞盘对缠绕在绞盘上的钢索进行收放，机翼伸缩段、钢索、绞盘以及滑轮埋于主机翼内，滑轮位于主机翼翼尖上翼面蒙皮下的主梁末端位置，钢索通过滑轮对机翼伸缩段进行实时伸缩变化的控制。本发明具有结构简单、重量轻、安全可靠等优点，能较好的适应飞行器结构的要求，兼顾效率与重量，实现机翼伸缩变化的目的。

1.  一种伸缩式变形机翼传动机构，包括减速电机、钢索、绞盘和滑轮，其特征在于：所述的减速电机带动绞盘对缠绕在绞盘上的钢索进行收放，机翼伸缩段、钢索、绞盘以及滑轮埋于主机翼内，滑轮位于主机翼翼尖上翼面蒙皮下的主梁末端位置，钢索通过滑轮对机翼伸缩段进行实时伸缩变化的控制。

2.  根据权利要求1所述的一种伸缩式变形机翼传动机构，其特征在于：所述的主机翼内部两端分别安装微动开关作为位置传感器来反馈伸缩机翼位置移动的变化，将减速电机伺服电路上的电位器固定在中点位置并在其信号端串联常开的微动开关，当减速电机伺服电路上的电位器在中点电位位置，减速电机停转，否则将按电位的正负值实现正反转；当跟外段机翼相连的挡板碰到布置在主机翼内部两端的微动开关时，微动开关闭合，减速电机得到电位器电位反馈信号停转，实现对伸缩机翼实时伸缩变化的控制。

3.  根据权利要求1所述的一种伸缩式变形机翼传动机构，其特征在于：所述的绞盘、钢索与滑轮处于同一平面上。

一种伸缩式变形机翼传动机构
技术领域
本发明涉及一种用于机翼伸缩式变形机翼飞机(变体飞机)的机翼伸缩机构，尤其是一种可控制伸缩量、伸缩速率变化的基于钢索滑轮的伸缩机构。
背景技术
变形机翼飞机一直是航空界的热门话题，国外制作成功的变形机翼主要是采用机械机构，对机翼的翼展、弦长、机翼面积、机翼后掠角等进行变化，通过设计机械传动机构，制作实物模型来寻求现阶段可采用的机翼的变形方式。概括起来，当今的机翼变形技术可以分为以下两类：
(1)一种变形机翼技术主要指的是改变气动外形，以求获得所需要的飞行性能的技术。例如F-14战机和图-160轰炸机的变后掠翼技术。这一类变形只是对飞机的气动外形进行了调整，飞机机翼的结构并没有太大的变化。这一技术的优点是技术成熟，经过了几十年的发展研究和历次战争的考验，证明了其可行性。缺点是单纯的依靠改变局部的气动外形仍满足不了任务的需求，随着科技的发展，这一技术面临着维修成本高，可靠性差的不足。花费大量的人力物力所保障的战机完全可以被新型飞机所取代，所以这一技术已经失去了其使用的价值。
(2)另一种变形机翼技术主要指的是采用智能材料和机械机构设计，通过先进的流动控制和采用计算机主动控制技术，在飞机飞行过程中，主动改变飞机的全机布局或者气动外形，以便适应不同的任务需求。这一技术的优点是通过计算机主动控制技术，在飞机面对各种不同的飞行任务和飞行环境变化时，计算机可以相对应地调整飞机的内部结构，不光是改变后掠角，更多的是对机翼面积、展弦比的改变，从而兼顾飞机高低速飞行和续航性能与机动能力对飞机外形要求的矛盾。缺点是这一技术需要大量应用高科技材料，微机电系统、传感器、压电感应蒙皮、先进的计算机控制芯片，这将导致研发成本的增加，某些材料或者技术也许正处于试验阶段。
国内目前研制的变形机翼技术主要是变后掠翼技术，在伸缩、折叠等变形机翼技术方面还处于初期研究阶段且多数都采用齿轮齿条机械传动方式。采用该方式的传动机构重量重，加工难度大，对机翼内部的机构安装空间要求大，较难应用于小型无人机。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种伸缩式变形机翼传动机构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括减速电机、钢索、绞盘和滑轮，由减速电机带动绞盘对缠绕在绞盘上的钢索进行收放，机翼伸缩段、钢索、绞盘以及滑轮埋于主机翼内，钢索通过滑轮(滑轮位于主机翼翼尖上翼面蒙皮下的主梁末端位置)对机翼伸缩段进行实时伸缩变化的控制。在机翼伸缩的变化过程中，使用限位传感器，即微动开关确定伸缩量变化的极限范围。安装微动开关作为位置传感器来反馈伸缩机翼位置移动的变化，其控制原理是：当减速电机内部伺服电路上的电位器在中点电位位置，减速电机停转，否则将按电位的正负值实现正反转；将减速电机内部伺服电路上的电位器固定在中点位置并在其信号端串联常开的微动开关，这样减速电机得不到位置反馈信号(即电位信号)将一直转动；当跟外段机翼相连的挡板碰到布置在主机翼内部两端的微动开关时，微动开关闭合，减速电机得到电位器电位反馈信号停转，实现对伸缩机翼实时伸缩变化的控制。
所述的电机上的绞盘、钢索与滑轮处于同一平面上，以求传动过程中的阻力最小化。
本发明的有益效果是：由于采用了钢索式传动机构，其特点是钢索在对伸缩机翼做功的过程中，伸缩机翼受力方向为机翼展长方向。在飞行过程中进行伸缩变化，机翼收到的飞行载荷均作用于垂直机翼平面方向，由于钢索对机翼作用力的方向于飞行载荷方向垂直，伸缩过程中飞行载荷对伸缩机翼的伸缩变化没有力的影响，伸缩变化的阻力主要由摩擦阻力构成。该传动机构具有结构简单、重量轻、安全可靠等优点，能较好的适应飞行器结构的要求，兼顾效率与重量，实现机翼伸缩变化的目的。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1为伸缩机翼传动机构等轴视图；
图2、3为伸缩式变形机翼传动机构主视图和俯视图。
图1中：1-减速电机，2-绞盘，3-钢索，4-主机翼翼尖滑轮(主机翼未画出)，5-机翼伸缩段。
具体实施方式
本实施例是一种伸缩式变形机翼传动机构，包括减速电机1，绞盘2，钢索3，主机翼翼尖滑轮4和机翼伸缩段5。减速电机和绞盘固联，安装于机翼靠机身端；主机翼滑轮安装于主机翼翼尖上翼面蒙皮下的主梁末端位置；绞盘和滑轮前后相对距离为零，处于同一平面上；钢索分为收缩钢索和伸展钢索两部分：收缩钢丝直接与绞盘和伸缩机翼翼根部固联；伸展钢索从绞盘出发，延机翼蒙皮下表面通过机翼滑轮后转向180°，转向后延伸缩机翼上表面与伸缩机翼翼根部固联。由此，钢索形成一个连贯环路。
各部件具体参数型号如下：
绞盘直径：60mm；
钢索直径：0.07*7(多股不锈钢钢丝)；
滑轮直径：24mm；
机翼伸缩段：长310mm宽100mm；
减速电机：GWS/S11CL/2BBMG内置伺服电路；
电位器阻值：5KΩ；
如上所述结构，该机构重量不超过400克，减速电机输出扭矩0.784N·m，伸缩量大于250mm。机翼伸缩段、钢索、绞盘以及滑轮埋于主机翼内，减速电机位于机身中段，通过减速电机拉动刚索实现飞机机翼伸缩变形。