[发明专利]一种主动柔性可伸缩桁架结构

说明书

本发明涉及一种主动柔性可伸缩桁架结构，属于变体飞机结构设计技术领域，其包括：第一面板及第二面板，第一面板及第二面板相对设置；伸缩桁架，所述伸缩桁架设置于第一面板及第二面板之间，在第一面板和第二面板之间能够伸缩；弹簧，所述弹簧与伸缩桁架运动方向垂直设置，且弹簧分别连接至伸缩桁架的第一侧与第二侧；可控合金丝，所述可控合金丝分别是设置于伸缩桁架的第一侧与第二侧，通过控制可控合金丝能够控制伸缩桁架的伸缩。本发明的一种主动柔性可伸缩桁架通过可控合金丝(形状记忆合金丝)进行驱动，带动伸缩桁架之间角度变化，达到伸缩变形的目的。

技术领域

本发明属于变体飞机结构设计技术领域，尤其涉及一种主动柔性可伸缩桁架。

背景技术

变体技术通过智能化的设计和控制，可以根据任务和环境自适应地改变机翼形状、厚度、弯度等重要参数，使飞机在不同飞行状态下都能取得较理想的气动特性，兼顾飞机在不同速度的使用性能，解决现代飞机气动布局设计中的矛盾，对于提高军用飞行器综合性能具有十分重要的作用。

变体飞机设计技术目前主要面临的难点包括以下几个方面：

1)解决变体结构面内变形和面外承载之间的矛盾

由于变体结构要求在气动载荷作用下能够实现光滑、连续的变形，因此不仅要求结构具备面内大变形能力，还必须具有一定的承载能力，能够将气动载荷传递给主要承力构件。

2)轻质高效分布式驱动系统设计

驱动系统要求在较短的响应时间内，提供足够的驱动力驱动变体结构产生变形，由于变体结构本身承受着较大的气动载荷，因此对驱动力的需求进一步提高，而驱动系统的重量和体积要足够小。

目前，变体飞机研究中有集中式驱动和分布驱动式两种变形结构。集中驱动系统主要采用液压或电能进行驱动，其结构和制作较简单，但驱动能力有限，且结构重量大，而且变形形式固定单一。分布式驱动变形结构多采用智能驱动系统，可以由多个驱动器分担载荷，有助于减轻结构重量，变形形式灵活。

3)变形结构一体化设计技术

变体结构的关键技术主要针对变形机构、柔性蒙皮和驱动系统的一体化设计及集成技术进行研究，其主要设计难点是保证各部件结构的变形协调，以及结构的连接强度。

发明内容

本发明的目的是提供一种主动柔性可伸缩桁架，用于解决上述问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种主动柔性可伸缩桁架结构，其包括：

第一面板及第二面板，第一面板及第二面板相对设置；

伸缩桁架，所述伸缩桁架设置于第一面板及第二面板之间，在第一面板和第二面板之间能够伸缩；

弹簧，所述弹簧与伸缩桁架运动方向垂直设置，且弹簧分别连接至伸缩桁架的第一侧与第二侧；

可控合金丝，所述可控合金丝分别是设置于伸缩桁架的第一侧与第二侧，通过控制可控合金丝能够控制伸缩桁架的伸缩。

在本发明一实施例中，所述伸缩桁架包括至少一个菱形变形单元，所述伸缩桁架一端与第一面板单点铰接，另一端与第二面板单点铰接。

在本发明另一实施例中，所述伸缩桁架包括一个三角形变形单元和至少一个菱形变形单元，所述伸缩桁架的菱形变形单元一端与第一面板单点铰接，伸缩桁架的三角形变形单元一端与第二面板分别为铰接和滑动连接。

在本发明第三实施例中，所述伸缩桁架包括两个三角形变形单元和至少一个菱形变形单元，三角形变形单元位于菱形变形单元的两端，所述伸缩桁架的两个三角形变形单元端均与第二面板铰接和滑动连接。

在本发明第四实施例中，所述伸缩桁架至少为两个，伸缩桁架之间平行设置，伸缩桁架之间通过连接轴连接。