(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211142730.6 (22)申请日 2022.09.20 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 马铁林　王祥胜　张晓鸥　 (74)专利代理 机构 北京中政联科专利代理事务 所(普通合伙) 11489 专利代理师 陈超 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) B64F 5/00(2017.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 113/28(2020.01) (54)发明名称 一种折叠翼无人机翼面旋转折叠机构设计 方法 (57)摘要 本发明公开了一种折叠翼无人机翼面旋转 折叠机构设计方法， 包括： 根据设计需求指定旋 转折叠机构原点， 以该原点为坐标原点， 在同一 水平面内， 沿折叠状态机翼展向建立X轴， 垂直于 机身纵向对称面向右建立Y轴， 以右手定则方法 确定Z轴； 根据机翼折叠状态至机翼完全展开状 态的旋转变换过程， 分别建立过渡坐标系， 依次 计算与旋转变换过程相对应的变换矩阵； 将得到 的变换矩阵依次相乘， 得到完整的旋转变换矩 阵； 由给出的公 式计算出旋转折叠机构转轴的方 向向量； 根据方向向量在原点位置绘制旋转折叠 机构轴线。 本发 明公开的设计方法在折叠状态下 可消除展开时的上反角和/或安装角， 使折叠状 态机翼展向与机身轴线平行， 提高储存运输效 率。 权利要求书3页 说明书8页 附图6页 CN 115455566 A 2022.12.09 CN 115455566 A 1.一种折叠翼无 人机翼面旋转 折叠机构设计方法， 其特 征在于， 包括： 根据设计需求指定机翼旋转折叠机构原点， 其中， 折叠状态机翼展向平行于机身纵向 轴线， 机翼在折叠状态下的弦向垂直于 机身纵向对称面； 以所述机翼旋转折叠机构原点为坐标原点， 在同一水平面内， 沿折叠状态机翼展向建 立X轴， 垂直于机身纵向对称面向右建立Y轴， 以右手定则方法确定Z轴， 以此建立机翼折叠 状态下的折叠坐标系， 三轴命名为XFW、 YFW和ZFW； 根据机翼折叠状态至机翼完全展开状态的旋转变换过程， 分别建立由所述折叠坐标系 变换形成的过渡坐标系， 分别计算与旋转变换 过程相对应的变换矩阵； 根据欧拉角变换方法， 将所述分别计算得到的变换矩阵依次相乘， 得到完整的旋转变 换矩阵； 由所述完整的旋转矩阵给 出的公式计算得到 旋转折叠机构转轴的方向 向量； 根据所述旋转 折叠机构转轴的方向 向量在原点 位置绘制旋转 折叠机构轴线。 2.如权利要求1所述折叠翼无人机翼面旋转折叠机构设计方法， 其特征在于， 所述机翼 旋转折叠机构原点可为翼面折叠状态下翼根平面与机身纵向对称面或其横向平移面的交 点。 3.如权利要求1所述折叠翼无人机翼面旋转折叠机构设计方法， 其特征在于， 所述机翼 折叠状态至机翼完全展开状态的旋转变换过程包括： 翼面展开旋转角变换、 上反角变换和 安装角变换， 所述翼面展开旋转角变换、 所述上反角变换和所述安装角变换 的顺序可变换 组合， 并按照变换顺序将变换矩阵依次计算变换矩阵。 4.如权利要求3所述折叠翼无人机翼面旋转折叠机构设计方法， 其特征在于， 所述机翼 折叠状态至机翼完全展开状态的旋转变换过程的变换顺序依 次为所述翼面展开旋转角变 换、 所述上反角变换和所述 安装角变换时： 所述翼面展开旋转变换， 以ZFW为轴， 将机翼旋转 ψ角至机翼前缘与机翼完全展开状态下 机翼前缘共竖直平面， ψ的数值即为翼面展开旋转变换的旋转角度， 同时， 所述折叠坐标系 变换为翼面展开坐标系， 所述翼面展开坐标系 三轴命名为X1、 Y1和Z1， 所述折叠坐标系变换 为翼面展开 坐标系的变换矩阵为： 所述上反角旋转变换， 以Y1为轴， 将机翼旋转θ角并使机翼前缘与机翼完全展开状态下 的机翼前缘平行， θ 的数值为翼面的上反角角度， 同时， 所述翼面展开坐标系变换为上反角 坐标系， 所述上反角坐标系 三轴命名为X2、 Y2和Z2， 所述翼面展开坐标系变换为上反角坐标 系的变换矩阵为： 所述安装角旋转变 换， 以X2为轴， 将机翼 旋转φ角， φ的数值为机翼的安装角角度， 至此权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115455566 A 2机翼为完全展开状态， 所述上反角坐标系变换为机翼完全展开坐标系， 所述机翼完全展开 坐标系三轴命名为XOW、 YOW和ZOW， 所述上反角坐标系变换为机翼完全展开坐标系的变换矩阵 为： 5.如权利要求4所述折叠翼无人机翼面旋转折叠机构设计方法， 其特征在于， 所述完整 的旋转变换矩阵形式为： 6.如权利要求5所述折叠翼无人机翼面旋转折叠机构设计方法， 其特征在于， 所述机翼 旋转方向向量在左右两侧机翼不共轴时， 左右两侧机翼在所述折叠坐标系下的旋转折叠机 构轴线方向 向量分别为： 和 7.如权利要求5所述折叠翼无人机翼面旋转折叠机构设计方法， 其特征在于， 所述机翼 旋转方向向量在左右两侧机翼共轴时， 左右两侧机翼在所述折叠坐标系下的旋转折叠机构 轴线方向 向量为： 其中α 为： 8.如权利要求6所述折叠翼无人机翼面旋转折叠机构设计方法， 其特征在于， 当左右侧 机翼不共转轴时， 所述两侧 折叠机翼旋转折叠机构的原点分别指定， 对应左右翼旋转方向 向量 和 在对应的所述 折叠坐标系下分别绘制旋转 折叠机构的旋转轴线。 9.如权利要求7所述折叠翼无人机翼面旋转折叠机构设计方法， 其特征在于， 当左右侧权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115455566 A 3