[发明专利]扑翼机仿生翅膀

说明书

技术领域

扑翼机仿生翅膀，属于航空仿生飞行器技术领域，具体涉及一种可应用于各种扑翼机的 扑翼机仿生翅膀。

背景技术

在自然界，鸟类的飞行是靠翅膀的扑动进行的，经过长期的进化，它们的翅膀具有许多 适合飞行的特点。例如，鸟类的翅膀多为上凸下凹(或平)的形状，根据现代流体力学理论， 这种形状的翅膀在前进时能产生较大的向上的升力；又如，翅膀分成了主翼和副翼两部分， 主翼在外侧，副翼在内侧，主翼和副翼通过关节连接，向下扑动时，翅膀展开，主副翼间空 隙闭合，翅膀与空气接触面积变大，便于产生向后的推力和向上的升力，向上扑动时，翅膀 弯曲，主副间空隙打开，有效减小翅膀上抬阻力；再如，翅膀上由一根根羽毛有规律的交叠 组成(如鸽子主翼有飞羽10根，副翼由飞羽12根)，翅膀在向下扑动时，羽毛间无空隙，有 效压力大，上扑时，羽毛沿羽轴旋转，空隙打开，空气阻力变小，等等。这些特点使鸟类具 有高超的飞行能力。本扑翼机仿生翅膀，利用市场上较易得到的材料和简单的生产工艺，较 好的模仿鸟类翅膀的特点，使之具有有利于扑翼飞行的功能，可用于多种扑翼飞行器翅膀的 制造。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单、制作成本低、 仿生效果好，飞行能力强的扑翼机仿生翅膀。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该扑翼机仿生翅膀，包括主翼翼骨、副翼 翼骨和羽翼，其特征在于：主翼翼骨与副翼翼骨之间通过主副翼连接关节活动连接，主、副 翼翼骨上固定有羽翼，羽翼由多组羽片拼合而成，主、副翼翼骨与羽翼连接处外侧覆盖有主、 副翼覆羽，主副翼连接关节由外关节、内关节、连接轴和轴承组成，外关节固定在副翼翼骨 下方，内关节固定在主翼翼骨下方，外关节和内关节通过连接轴和轴承活动连接。主、副翼 覆羽的主要作用是覆盖羽翼毛和主副翼翼骨连接后产生的空隙，防止漏风。

所述连接轴左右两侧分别设有外弹簧和内弹簧，内、外弹簧通过内、外关节上对应设置 的弹簧定位柱固定。

所述连接轴靠近副翼翼骨的一侧设有外弹簧，外弹簧通过内、外关节上对应设置的弹簧 定位柱固定。

所述轴承为单个轴承，安装在内关节轴孔内，或为两个轴承，安装在两个外关节轴孔内。

所述羽片左右两侧分别固定有薄碳纤片和厚碳纤片，两片羽片相互叠压，薄碳纤片下端 固定在翼骨内侧，厚碳纤片下端固定在翼骨外侧，第一片羽片的厚碳纤片与第二片羽片的薄 碳纤片在中下端固定，使羽片与羽片之间压合紧密，并向翼骨内侧产生轻微弧度。翅膀静止 或下扑时，由于各片羽翼之间压合安装，薄、厚碳纤片保持同样的弧度，使各羽片紧紧贴在 一起，无空隙，不漏风，升力大，当翅膀上扑时，翅膀遇到风的作用，薄碳纤片弹性大，弯 曲大，厚碳纤片弯曲小，薄、厚碳纤片分离，羽片之间打开，产生较大空隙，减少了上扑的 阻力。

所述所述羽片左右两侧分别固定等长的薄碳纤片，右侧薄碳纤片比左侧薄碳纤片宽，各 条薄碳纤片下端均固定在翼骨外侧，羽片内侧加设有支撑片，支撑片为一条窄、厚和短于右 侧薄碳纤片的碳纤片，下端固定在翼骨内侧，上端与右侧薄碳纤片粘接固定，使羽片向翼骨 内侧产生轻微弧度，各羽片之间相互紧密压合。当翅膀下扑时，羽片间空隙闭合，当翅膀上 扑时，宽的薄碳纤片由于受到支撑片的支撑作用，弯曲较小，而窄的薄碳纤片没有支撑，弯 曲大，羽片之间打开产生空隙，减小上扑阻力。

所述羽片上竖直设有一条羽轴，羽轴低端与翼骨外侧固定，羽轴中部与翼骨内侧之间设 有支撑片，使羽片向翼骨内侧产生轻微弧度，各羽片之间相互紧密压合。

羽轴与羽片为一体，用弹性碳纤维材料整体压制成型，或羽片和羽轴分别采用薄碳纤片 和厚碳纤片制作。

羽轴设在羽片中轴一侧。当翅膀扑动时，羽轴两侧的羽片受力不相等，由于羽轴自身的 弹性，羽毛绕羽轴转动。当副翼相对主翼较短时，可以采用羽轴在羽片中心的羽毛，翅膀扑 动时羽毛间始终为闭合的。

所述羽片采用尼龙布制作。

主、副翼翼骨上，分别安装不同结构的羽翼。羽翼的长短、形状、弧度与其所在主副翼 的位置有关，位置不同，长短、形状、弧度也根据需要有所变动。主、副翼作用不完全相同， 因此，主、副翼翼骨上，可分别安装上述不同结构的羽翼，以达到最好的配合效果。当需要 增大羽翼转动角度时，可以将羽轴与翼骨的连接为弹性连接。