CN107521708A - 一种可收放进气道机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可收放进气道机构，涉及飞行器领域。进气道采用S形弯道结构，与机身进行光滑过渡设计，最大程度与机身贴合，进气道入口到发动机进气口之间各横截面平滑过渡。升降机构采用剪叉式机构，电机带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠通过螺纹连接带动滑动轴，使其在滑移铰支座上的滑槽中做水平运动，剪叉机构将水平运动转化为固定剪叉杆与滑移剪叉杆之间的相对转动，实现进气道竖直方向的升举运动。该进气道结构可运用于无人机中，在无人机处于运输状态时，进气道收放于机体内部；当无人机处于工作状态时，进气道通过升降机构平行上升至与机身贴合，发动机启动，开始正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器领域，特指一种无人机的可收放进气道机构。
背景技术
无人机的作用越来越重要，中小型无人机载重能力有限，速度和航程受到限制，往往无法执行远距离任务；为了有效发挥小型无人机的优点，利用导弹或者大型运输机等进行远程投放，一方面弥补小型无人机航程航时不足的劣势，另一方面利用导弹或者运输机的突防能力将无人机集群有效运输到敌方区域，大大减小被发现击落概率。为了提高远程投放过程的运输效率，通过对单架无人机的机翼尾翼和进气道进行折叠收放设计，减小无人机在运输过程中的所占空间。当前关于无人机机翼收放装置的现有技术已经相当多，如申请号为201410303976.6和201610137072.X的发明专利等等，但目前尚未有进气道收放装置，因此有必要提供一种可收放进气道机构。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，通过设计一个可收放的进气道机构，以实现进气道的升降操作。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
可收放进气道机构，其包括剪叉机构底座、滑移铰支座、升降滑块、滑杆、固定剪叉杆、滑移剪叉杆、电机、滚珠丝杠、推举平台、抱箍、过渡挡板、进气道、限位孔、滑动轴；固定剪叉杆和滑移剪叉杆之间铰接形成剪叉机构，剪叉机构顶部固定有推举平台，推举平台通过抱箍与进气道相连并进行传力；所述的进气道采用S形弯道结构，表面平滑的过渡挡板一端在进气道入口处与进气道固接，在进气道被弹出时，过渡挡板的另一端搭接于机身上，实现与机身的平滑过渡；所述的剪叉机构底座上固接有滑移铰支座和垂直的滑杆，滑移铰支座上开设有水平的滑槽，固定剪叉杆末端与滑移铰支座铰接，滑移剪叉杆末端穿有一条滑动轴，滑动轴穿过所述的滑槽；滑动轴上开设有一螺纹孔，所述的滚珠丝杠一端与电机相连并由其驱动，另一端穿过限位孔后与所述螺纹孔相连，用于驱动滑动轴在滑槽中水平滑动，实现剪叉机构的升降；升降滑块与滑杆构成移动副，且升降滑块与推举平台固连使两者在竖直方向位移同步。
作为优选，所述的剪叉机构和滑移铰支座均有两个，对称分布于滚珠丝杠的两侧，两个剪叉机构底部的滑移剪叉杆末端在同一条滑动轴驱动下同步运动。
作为优选，所述的抱箍紧箍于进气道***，其下方通过铰接方式与推举平台连接传动。
作为优选，所述的滑移铰支座与底座之间至少由两组螺栓固定。
作为优选，所述的限位孔固定于剪叉机构底座上，用于保证滚珠丝杠一直处于电机轴线位置。
作为优选，所述的剪叉机构顶部也通过带有滑槽的滑移铰支座与推举平台相连。
本发明提出的可收放进气道机构，采用剪叉式升降机构，电机驱动，过程可控制，解决了机翼收放与进气道会产生干涉的问题。本发明提出的可收放式进气道在无人机处于运输状态时，进气道收放于机体内部；当无人机处于工作状态时，进气道通过升降机构平行上升至与机身贴合，发动机启动，开始正常工作。通过该设计可有效提高无人机集群的运输能力。
附图说明
图1为进气道机构示意图(收放状态)；
图2为进气道机构右视图(收放状态)；
图3为剪叉式机构处于伸展状态时示意图；
图4为进气道弹出状态示意图；
图5为进气道收放状态示意图；
图6为单层剪叉式机构几何关系图。
图中：剪叉机构底座1、滑移铰支座2、升降滑块3、滑杆4、固定剪叉杆5、滑移剪叉杆6、电机7、滚珠丝杠8、推举平台9、抱箍10、过渡挡板11、进气道12、限位孔13、滑动轴14。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
如图1～3所示，一种可收放进气道机构，包括剪叉机构底座1、滑移铰支座2、升降滑块3、滑杆4、固定剪叉杆5、滑移剪叉杆6、电机7、滚珠丝杠8、推举平台9、抱箍10、过渡挡板11、进气道12、限位孔13、滑动轴14。
该进气道12采用S形弯道结构，进气道机构分为收放状态与弹出状态，状态的转换是由剪叉机构来切换的。
剪叉机构由3组固定剪叉杆5和滑移剪叉杆6相互之间铰接形成，共两组，两组同步升降以提高整体稳定性。
剪叉机构顶部通过带有滑槽的滑移铰支座2与推举平台9相连，抱箍10紧箍于进气道12***，其下方端部通过铰接方式与推举平台9连接传动。进气道12在推举平台9的推动下实现上下升降。进气道12上覆盖有一块表面平滑的过渡挡板11，当进气道弹出时，该挡板能实现与机身的平滑过渡，避免过大的压差阻力形成。过渡挡板11一端在进气道入口处与进气道12固接，另一端以向下的坡度向机身延伸，在进气道12被弹出时，过渡挡板11的另一端搭接于机身上。该进气道结构能够在弹出状态下与机身进行光滑过渡设计，最大程度与机身贴合，进气道12入口到发动机进气口之间各横截面平滑过渡，垂直中心线的各截面面积连续变化，以此有效降低进气道的雷达散射强度。
剪叉机构底座1作为整个机构的支撑组件，其上由多组螺栓固接有两个滑移铰支座2和两条垂直的滑杆4，滑移铰支座2上开设有水平的滑槽，固定剪叉杆5末端与滑移铰支座2铰接，滑移剪叉杆6末端穿有一条滑动轴14，滑动轴14的两端分别位于两侧滑移铰支座2上的滑槽中。滑动轴14上开设有一螺纹孔，限位孔13固定于剪叉机构底座1上，用于保证滚珠丝杠8一直处于电机7轴线位置。滚珠丝杠8位于两个滑移铰支座2中间，滚珠丝杠8一端与电机7相连并由其驱动，另一端穿过限位孔13后与螺纹孔相配合连接。电机的转动能够驱动滚珠丝杠8转动，继而带动滑动轴14在在滑槽中水平滑动，实现剪叉机构的升降。升降滑块3与滑杆4构成移动副，且升降滑块3与推举平台9通过螺栓或者通过与滑杆4同轴嵌套的套杆固连，使两者在竖直方向位移同步。升降滑块3保证了剪叉机构竖直方向运动在同一直线上。
如图1和图2所示，收放状态下，电机7带动滚珠丝杠8转动，滚珠丝杠8通过螺纹连接带动滑动轴14，使其在滑移铰支座2上的滑槽中做水平运动，剪叉机构将水平运动转化为固定剪叉杆5与滑移剪叉杆6之间的相对转动，该转动向上推动了推举平台9，且带动了升降滑块3向上同步运动，最终，推举平台9通过铰接装置推动抱箍10，实现进气道12竖直方向的升举运动，剪叉机构的伸展状态如图3所示。
图4为收放状态的三维示意图，经过电机做功、剪叉机构传动之后，进气道整体上移，露出机身，呈现弹出状态，如图5所示。
本实施例中优选采用了三层剪叉式机构，以单层剪叉式机构为例来说明该机构运行机理。如图6所示，l为剪叉臂的臂长，a为首铰链点与末铰链点的距离，α为剪叉臂与水平方向所夹锐角。该机构l的值为48.5mm，在该机构的运动过程中，夹角α的变化范围为：20.5°≤α≤60°。当α＝20.5°的时候，机构在竖直方向降到最低，当α＝60°的时候，机构在竖直方向升到最高位置，从而实现竖直方向的升举运动，从几何关系可以得到升降的最大垂直距离为：
Δh＝h1-h2＝lsinα1-lsinα2
其中l＝48.5mm，α1＝60°，α2＝20.5°，从而得到一层剪叉机构的升举高度为25mm，则三层机构的升举高度为3Δh＝75mm.
机构运动过程中的水平位移可通过以下关系式得到：
Δa＝lcosα2-lcosα1＝21.18mm，可以得到三层剪叉式机构的水平位移与竖直位移的比为1:3.54。
当然，本领域技术人员可以根据需求对上述传动参数进行修改。
该进气道结构可运用于无人机中，在无人机处于运输状态时，进气道收放于机体内部；当无人机处于工作状态时，进气道通过升降机构平行上升至与机身贴合，发动机启动，开始正常工作。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种可收放进气道机构，其特征在于，包括剪叉机构底座(1)、滑移铰支座(2)、升降滑块(3)、滑杆(4)、固定剪叉杆(5)、滑移剪叉杆(6)、电机(7)、滚珠丝杠(8)、推举平台(9)、抱箍(10)、过渡挡板(11)、进气道(12)、限位孔(13)、滑动轴(14)；固定剪叉杆(5)和滑移剪叉杆(6)之间铰接形成剪叉机构，剪叉机构顶部固定有推举平台(9)，推举平台(9)通过抱箍(10)与进气道(12)相连并进行传力；所述的进气道(12)采用S形弯道结构，表面平滑的过渡挡板(11)一端在进气道入口处与进气道(12)固接，在进气道(12)被弹出时，过渡挡板(11)的另一端搭接于机身上，实现与机身的平滑过渡；所述的剪叉机构底座(1)上固接有滑移铰支座(2)和垂直的滑杆(4)，滑移铰支座(2)上开设有水平的滑槽，固定剪叉杆(5)末端与滑移铰支座(2)铰接，滑移剪叉杆(6)末端穿有一条滑动轴(14)，滑动轴(14)穿过所述的滑槽；滑动轴(14)上开设有一螺纹孔，所述的滚珠丝杠(8)一端与电机(7)相连并由其驱动，另一端穿过限位孔(13)后与所述螺纹孔相连，用于驱动滑动轴(14)在滑槽中水平滑动，实现剪叉机构的升降；升降滑块(3)与滑杆(4)构成移动副，且升降滑块(3)与推举平台(9)固连使两者在竖直方向位移同步。
2.如权利要求1所述的可收放进气道机构，其特征在于，所述的剪叉机构和滑移铰支座(2)均有两个，对称分布于滚珠丝杠(8)的两侧，两个剪叉机构底部的滑移剪叉杆(6)末端在同一条滑动轴(14)驱动下同步运动。
3.如权利要求1所述的可收放进气道机构，其特征在于，所述的抱箍(10)紧箍于进气道(12)***，其下方通过铰接方式与推举平台(9)连接传动。
4.如权利要求1所述的可收放进气道机构，其特征在于，所述的滑移铰支座(2)与底座之间至少由两组螺栓固定。
5.如权利要求1所述的可收放进气道机构，其特征在于，所述的限位孔(13)固定于剪叉机构底座(1)上，用于保证滚珠丝杠(8)一直处于电机(7)轴线位置。
6.如权利要求1所述的可收放进气道机构，其特征在于，所述的剪叉机构顶部也通过带有滑槽的滑移铰支座(2)与推举平台(9)相连。
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