[发明专利]一种小体积轻量化的机翼前缘缝翼作动机构

说明书

本发明公开了一种小体积轻量化的机翼前缘缝翼作动机构，机构整体为平面全铰六连杆传动机构，包括适配翼型的机架、与翼型适配的运动输出件、四根连杆和七根销钉。本发明将气动分析得到的襟翼预定位置作为设计目标，运用机械设计图解法设计杆长和铰链位置。平面全铰六杆机构实质由两级平面全铰四杆机构组成，其中第一级平面全铰四杆机构的连杆可以看作第二级平面全铰四杆机构的原动件，机构由舵机提供动力，以达到偏转缝翼的目的。本发明机构能起到增大机翼升力系数，提高临界迎角，缩短起飞降落的滑跑距离，增加最大起飞载荷的目的。

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种机翼前缘缝翼作动机构。

背景技术

前缘缝翼是安装在机翼前缘的一段或者几段狭长小翼，是一种提高飞机临界迎角的增升装置。在现代民用飞机上，前缘缝翼已得到较广泛使用与安装，可分为固定式和可动式两种。可动式前缘缝翼的驱动方式有电气和液压两种。对于缝翼本体收起与放下的作动装置，目前广泛使用的是作动器、滑轨、传动轴和各类齿轮箱配合。旋转作动器提供旋转力矩，缝翼作动器通过行星齿轮箱将经过传动系传递的缝翼动力驱动装置的旋转运动转换成驱动缝翼操纵面沿着滑轨运动的旋转运动，从而实现缝翼操作面的收起和放下。其中齿轮箱包括直角、斜角和线性齿轮，由于传动轴是不可弯曲的传动装置，各类齿轮箱用以根据飞机的刨面改变传动的方向。上述作动机构存在所需空间体积大，制造、安装、维护成本高，需要复杂控制系统配合操纵等固有特点，难以将其应用于对于尺寸、成本均有限制的小型无人机。面对方兴未艾的小型固定翼无人机市场，目前市场上针对其结构、尺寸等特点的前缘缝翼作动机构设计仍是空白。一款适用于小型无人机的小体积轻量化的前缘缝翼作动机构设计势在必行。

使用滑轨配合齿轮等机构的前缘缝翼收起展开装置，滑轨构件及作动器体积大，控制复杂，将其应用在体型较小的无人机上时，无疑将提高对其运动精度、强度和刚度等性能指标的设计要求，同时将增加制造成本、装配精度以及维护难度。因而简单地缩小现有机构尺寸并不能满足小型无人机的使用需求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种小体积轻量化的机翼前缘缝翼作动机构，机构整体为平面全铰六连杆传动机构，包括适配翼型的机架、与翼型适配的运动输出件、四根连杆和七根销钉。本发明将气动分析得到的襟翼预定位置作为设计目标，运用机械设计图解法设计杆长和铰链位置。平面全铰六杆机构实质由两级平面全铰四杆机构组成，其中第一级平面全铰四杆机构的连杆可以看作第二级平面全铰四杆机构的原动件，机构由舵机提供动力，以达到偏转缝翼的目的。本发明机构能起到增大机翼升力系数，提高临界迎角，缩短起飞降落的滑跑距离，增加最大起飞载荷的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种小体积轻量化的机翼前缘缝翼作动机构，所述作动机构为平面全铰六杆传动机构，包括机架、运动输出件、四根连杆和七根销钉；四根连杆分别为第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆；七根销钉分别为第一销钉、第二销钉、第三销钉、第四销钉、第五销钉、第六销钉和第七销钉；

所述机架固定在无人机机翼上，第一连杆一端通过第一销钉与机架连接，第一连杆以第一销钉为轴旋转；第二连杆一端通过第二销钉与第一连杆中部连接，第二连杆另一端通过第三销钉与第三连杆中部连接；第三连杆一端通过第四销钉与机架连接，第三连杆以第四销钉为轴旋转；第四连杆的一端与第三连杆的另一端通过第五销钉连接，第四连杆的另一端与运动输出件通过第六销钉连接；运动输出件与第一连杆的另一端通过第七销钉连接；

第二连杆、第三连杆和运动输出件能够相对机架发生偏转和平移；

当第一连杆偏转时，通过第二连杆使第三连杆转动，此时运动输出件在自身尺寸以及与第四连杆和第一连杆的装配关系约束条件下偏转。

进一步地，所述平面全铰六杆传动机构由两级平面全铰四杆机构组成，其中第一级平面全铰四杆机构的连杆作为第二级平面全铰四杆机构的原动件，平面全铰六杆传动机构由无人机舵机提供动力，以达到偏转缝翼的目的。