[发明专利]一种刚柔耦合无人机变形翼及其增材制造方法

权利要求书

1.一种刚柔耦合无人机变形翼，其特征在于：包括控制机翼向上变形的形状记忆合金条/丝(1)、控制机翼向下变形的形状记忆合金条/丝(2)、加强筋(3)、柔性基体(4)、绝缘隔热包覆体(5)；控制机翼向上变形的形状记忆合金条/丝(1)和控制机翼向下变形的形状记忆合金条/丝(2)交错间隔排列，控制机翼向上变形的形状记忆合金条/丝(1)和控制机翼向下变形的形状记忆合金条/丝(2)上间隔设置有多条加强筋(3)；控制机翼向上变形的形状记忆合金条/丝(1)和控制机翼向下变形的形状记忆合金条/丝(2)设置在柔性基体(4)中，控制机翼向上变形的形状记忆合金条/丝(1)和控制机翼向下变形的形状记忆合金条/丝(2)外表面均包裹绝缘隔热包覆体(5)；控制机翼向上变形的形状记忆合金条/丝(1)和控制机翼向下变形的形状记忆合金条/丝(2)设置有电加热元件。

2.一种刚柔耦合无人机变形翼，其特征在于：包括控制机翼向上变形的形状记忆合金条/丝(1)、控制机翼向下变形的形状记忆合金条/丝(2)、加强筋(3)、柔性基体(4)、绝缘隔热包覆体(5)、控制机翼尾翼向下变形的形状记忆合金和高分子材料复合条(10)、控制机翼尾翼向上变形的形状记忆合金和高分子材料复合条(11)、控制机翼向后变形的形状记忆合金弹簧(12)、控制机翼向前变形的形状记忆合金弹簧(13)；

控制机翼向上变形的形状记忆合金条/丝(1)和控制机翼向下变形的形状记忆合金条/丝(2)交错间隔排列，控制机翼向上变形的形状记忆合金条/丝(1)和控制机翼向下变形的形状记忆合金条/丝(2)上间隔设置有多条加强筋(3)；控制机翼向上变形的形状记忆合金条/丝(1)和控制机翼向下变形的形状记忆合金条/丝(2)设置在柔性基体(4)中，控制机翼向上变形的形状记忆合金条/丝(1)和控制机翼向下变形的形状记忆合金条/丝(2)外表面均包裹绝缘隔热包覆体(5)；

控制机翼尾翼向下变形的形状记忆合金和高分子材料复合条10、控制机翼尾翼向上变形的形状记忆合金和高分子材料复合条(11)设置在尾翼的柔性基体(4)中，控制机翼尾翼向上变形的形状记忆合金和高分子材料复合条(11)位于外侧，控制机翼尾翼向下变形的形状记忆合金和高分子材料复合条10位于内侧；控制机翼向后变形的形状记忆合金弹簧(12)和控制机翼向前变形的形状记忆合金弹簧(13)间隔排列，控制机翼向后变形的形状记忆合金弹簧(12)和控制机翼向前变形的形状记忆合金弹簧(13)位于柔性基体(4)中，控制机翼向后变形的形状记忆合金弹簧(12)和控制机翼向前变形的形状记忆合金弹簧(13)连接在位于机翼根部的两个加强筋(3)之间；

控制机翼向上变形的形状记忆合金条/丝(1)、控制机翼向下变形的形状记忆合金条/丝(2)、柔性基体(4)、控制机翼尾翼向下变形的形状记忆合金和高分子材料复合条(10)、控制机翼尾翼向上变形的形状记忆合金和高分子材料复合条(11)、控制机翼向后变形的形状记忆合金弹簧(12)和控制机翼向前变形的形状记忆合金弹簧(13)内均设置有电加热原件。

3.根据权利要求1或2所述的种刚柔耦合无人机变形翼，其特征在于：所述的形状记忆合金为镍钛合金。

4.根据权利要求1或2所述的种刚柔耦合无人机变形翼，其特征在于：所述的柔性基体(4)的材质为聚醚醚酮；所述的高分子材料为聚醚醚酮。

5.权利要求1或2所述一种刚柔耦合无人机变形翼的增材制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.建立无人机变形翼骨架三维模型：

利用计算机辅助设计软件构建无人机变形翼骨架三维模型；

b.刚性高强度形状记忆合金骨架制备：

b1：根据无人机变形翼模型尺寸选择形状记忆合金条/丝、弹簧，利用高温炉对形状记忆合金条/丝、弹簧的变形特性进行训练；

c.柔性低强度高分子形状记忆材料基体三维模型建立：

用计算机辅助设计制造软件建立柔性低强度高分子形状记忆材料填充物模型并生成STL文件；

d.柔性低强度高分子形状记忆材料填充物三维模型切片处理：

利用计算机程序分析定义所制作模型的STL文件生成二维切片，获取轮廓信息；

e.打印成型前准备：

e1：刚性高强度形状记忆合金骨架位置确定，对形状记忆合金骨架布置搭接；

f.柔性低强度高分子形状记忆材料填充物增材制造，无人机变形翼制备成形：

f1：3D打印喷头按照打印路径在打印基板上进行柔性低强度高分子形状记忆材料基体底座打印；

f2：打印过程中，在高分子材料基体底座上布置高强度合金骨架；

f3：按三维基体模型逐层打印柔性低强度高分子形状记忆材料，冷却固化后形成无人机变形翼。