该机构主要面向小型多旋翼无人机的折叠翼切换需求设计,解决便携收纳与飞行状态快速切换的核心痛点,在消费级航拍无人机、小型巡检无人机、便携作业无人机领域有明确的应用场景。日常携带无人机时,机翼可通过该机构收拢贴合机身,大幅缩小收纳体积,降低运输与携带过程中机翼磕碰损坏的概率;起飞前无需额外工具辅助,即可通过机构的弹性驱动结构快速将机翼展开至工作位置,到位后可自动保持锁止状态,避免飞行过程中机翼出现非预期移位。
从功能特性来看,该机构核心采用拉伸弹簧作为动力源,整个切换过程无需额外配置电机、舵机等电控驱动部件,纯机械结构即可完成机翼的展开动作,结构可靠性远高于电控驱动方案,同时能有效降低整机重量与电控系统复杂度。设计过程中针对弹簧选型做了大量验证工作,累计测试了三十余种不同刚度、不同初始长度的拉伸弹簧,最终匹配的弹簧参数可保证机翼展开过程速度平稳,既不会因为弹力过大导致机翼展开瞬间冲击机身结构,也不会因为弹力不足出现展开不到位的问题,展开到位后机构的限位结构可承受飞行过程中机翼产生的气动载荷,在常规机动飞行工况下不会出现松脱。
结构布局上,整个机构分为上下两层,下层为方形安装基座,基座四角设置有贯通安装孔,可直接通过螺栓固定在无人机机身的安装平面上,基座边缘做了倒角处理,避免安装过程中划伤操作人员或机身布线;基座内部预留有弹簧安装腔与转动副容纳空间,所有运动部件均内置在基座与上部转盘的封闭空间内,可避免户外作业时灰尘、水汽、细小杂物进入运动副造成卡滞。上部为圆形转动转盘,三个机翼安装支臂沿转盘周向均匀分布,支臂上设置有机翼安装定位孔,可直接适配对应规格的折叠机翼,转盘中心设置有转轴与定位孔,与基座内部的转动轴配合,保证转盘转动过程的同轴度,转动过程无卡滞、无旷量。
安装边界方面,下层方形基座的安装孔位采用对称设计,适配多数小型无人机机身顶部的通用安装间距,安装时仅需保证基座安装平面与机身平面平行,即可保证机翼展开后处于正确的气动角度;机构整体的垂直高度控制在较低范围,安装后不会过多增加机身整体高度,也不会干扰无人机上方GPS模块、图传天线等部件的正常工作。转动副的配合间隙经过优化设计,既满足转动顺滑的要求,又能控制旷量在极小范围内,避免机翼展开后出现抖动影响飞行稳定性。
实际使用过程中,该机构的操作逻辑十分简便,收纳时仅需手动转动上部转盘,带动机翼支臂转动至收拢位置,此时弹簧被拉伸储能,机构的临时锁止结构可将转盘固定在收拢状态;需要展开时,仅需触发锁止释放结构,弹簧即可拉动转盘快速回转,带动机翼展开至工作位置,整个展开过程耗时极短,可满足快速起飞的作业需求。针对不同起飞重量的无人机,该机构可通过调整弹簧参数、支臂长度快速适配,无需对整体结构做大幅改动,结构延展性较强。机构的所有受力部件均采用等强度设计,在保证结构强度满足飞行载荷要求的前提下,尽可能去除多余材料,控制整体重量,避免给无人机带来过多的负载负担,影响续航时间。
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- 系统要求: Rendering,Parasolid,STEP / IGES
- 软件分类: 通用机械零部件










