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可变后掠翼联动驱动机构设计与尺寸综合

都显琛 刘学翱 董洋 王辉 何天宇 王春洁

都显琛, 刘学翱, 董洋, 等 . 可变后掠翼联动驱动机构设计与尺寸综合[J]. 北京航空航天大学学报, 2022, 48(12): 2502-2509. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0125
引用本文: 都显琛, 刘学翱, 董洋, 等 . 可变后掠翼联动驱动机构设计与尺寸综合[J]. 北京航空航天大学学报, 2022, 48(12): 2502-2509. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0125
DU Xianchen, LIU Xue'ao, DONG Yang, et al. Design and dimensional synthesis of a variable wing sweep mechanism[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2022, 48(12): 2502-2509. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0125(in Chinese)
Citation: DU Xianchen, LIU Xue'ao, DONG Yang, et al. Design and dimensional synthesis of a variable wing sweep mechanism[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2022, 48(12): 2502-2509. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0125(in Chinese)

可变后掠翼联动驱动机构设计与尺寸综合

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0125
基金项目: 

机器人技术与系统国家重点实验室开放研究项目 SKLRS-2021-KF-01

详细信息
    通讯作者:

    王春洁, E-mail: wangcj@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: TH112

Design and dimensional synthesis of a variable wing sweep mechanism

Funds: 

Open Research Program of State Key Laboratory of Robotics and Systems SKLRS-2021-KF-01

More Information
  • 摘要:

    可变后掠翼飞行器通过改变其机翼后掠角,可实现在不同飞行速度条件下,达到最佳飞行状态。为了实现在单驱动下机翼后掠角变化时,同时实现机翼部分蒙皮的展收,基于平面复合连杆机构,提出一种可变后掠翼联动驱动机构。为了解决该机构函数生成与运动生成综合相结合的尺寸综合问题,将复合连杆机构拆分为3个子机构,通过矢量方程法对机构进行分析,建立复合连杆机构的矢量环路方程,并对机构的可动性进行分析。结合机构矢量环路方程,提出一种利用优化算法与运动学分析软件判断机构可动性、优化机构性能的尺寸综合方法。结合相应实例,使用所提方法对机构进行设计,获得了满足可动性要求、尺寸约束,且包络面积最小的机构尺寸构型,证明了所提方法的有效性。

     

  • 图 1  机构简图

    Figure 1.  Schematic diagram of mechanism

    图 2  子机构简图

    Figure 2.  Schematic diagrams of sub-mechanisms

    图 3  子机构1矢量图

    Figure 3.  Vector diagram of sub-mechanism 1

    图 4  子机构2矢量图

    Figure 4.  Vector diagram of sub-mechanism 2

    图 5  子机构3矢量图

    Figure 5.  Vector diagram of sub-mechanism 3

    图 6  机构死点

    Figure 6.  Dead center of mechanism

    图 7  机构运动分支

    Figure 7.  Branch defect of mechanism

    图 8  单次迭代过程

    Figure 8.  Single iteration process

    图 9  运动到位情况

    Figure 9.  States of movement

    表  1  设计位置

    Table  1.   Target positions

    位置编号 dj/mm Δθj/(°) Δφj/(°) (xPj, yPj)/mm
    0 0 0 0 (-50, -550)
    1 127.5 7 -15 (30, -455)
    2 255 30 -1 (150, -390)
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    表  2  优化前后优化变量取值

    Table  2.   Values of variables before and after optimization  mm

    优化 xB yB xE yE xH xI
    优化前 -125 -175 -300 -675 -175 200
    优化后 -50 -250 -100 -550 -130.9 191.1
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    表  3  优化前后求解变量取值

    Table  3.   Values of the unknowns before and after optimization  mm

    优化 xA yA xF yF xG yG yH yI
    优化前 335.0 -174.1 -96.8 -504.1 -111.7 -700.9 -475.6 -201.7
    优化后 236.3 -251.4 -96.8 -504.1 -30.9 -598.6 -436.1 -357.3
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    表  4  优化前后机构运动情况

    Table  4.   Motion states before and after optimization

    优化 机构运动情况 机构包络/m2
    是否出现死点 是否运动到位
    优化前 0.445
    优化前 0.222
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-03-17
  • 录用日期:  2021-06-25
  • 网络出版日期:  2021-07-29
  • 整期出版日期:  2022-12-20

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