[发明专利]外齿啮合扑翼升力生成装置

说明书

技术领域

外齿啮合扑翼升力生成装置，涉及扑翼飞行器及其模型技术领域，可广泛应用于运输、军事、体育娱乐、玩具、农林业等领域。

背景技术

人类渴望像鸟一样在空中自由飞翔，到目前为止，都没实现真正意义上的扑翼飞行。

传统的连杆机抅扑翼靠上下煽动来产生升力，机构复杂，且效率较低；专利号为ZL200710071871.2公开了一种扑翼升力生成装置，它是借助“处理同一水平面内的两根转轴分别向内旋转时，因离心力作用而向外滑动的两个翼片拨动空气向下运动并产生升力”，其效率比传统扑翼高，但翼展和产生升力的扑动范围受到最小弦长、整流罩和弧状窄条导轨的制约；公布号为CN101708775A，名称为“扑翼升力生成装置”的专利申请公开了一种靠扑翼提升机构使扑翼复位的扑翼升力生成装置，其效率较高，但机构传动系统和控制系统均很复杂，运行机动性和可靠性不高。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种效率更高、结构简单且运行可靠的扑翼升力生成装置。

本发明采用的技术方案是：包括主轴、齿轮、带外齿扑翼、定位棒、前端板、后端板和固定板；带外齿扑翼可看作由四块厚度相等的等宽刚性板光滑连接而成，其中两块为矩形平板，它们互相平行，另两块为半圆弧形曲面板，它们对称固连在两块平行矩形平板的两端；带外齿扑翼的外表面中部周围带有能与齿轮啮合的直齿；齿轮安装在主轴上，主轴通过轴承与扑翼飞行器机身相连，主轴与扑翼飞行器前进方向一致，且与固定板平面平行；定位棒为表面光滑的刚性圆柱体，它的最大外径与带外齿扑翼的两平行矩形平板之间的内表面间距刚好保证紧密滑动间隙配合，定位棒穿过带外齿扑翼固定安装在前端板和后端板之间，使带外齿扑翼的一侧外表面贴住固定板，定位棒与主轴平行，且定位棒的中心线处于过主轴轴线的水平面内，固定板上下对称于该水平面；前端板和后端板固定在固定板的一侧，固定板中心区域开有方孔，以便固定板另一侧的齿轮通过此方孔与带外齿扑翼表面的直齿啮合，固定板是刚性的，它与扑翼飞行器机身固连，竖直布置，固定板也可以是机身的一部分，固定板贴近带外齿扑翼的一侧是平面的，其高度大于带外齿扑翼翼展(即带外齿扑翼的长度)的两倍，其宽度大于带外齿扑翼的弦长(即带外齿扑翼的宽度)，为方便带外齿扑翼紧贴固定板滑动，该侧在带外齿扑翼的直齿经过的位置开有凹槽，槽深大于齿高。

为减小带外齿扑翼紧贴固定板滑动时的摩擦，可以在固定板的适当位置均匀镶上数个用以减小摩擦的滚珠或滚针。固定板有以下四个方面作用：第一，用来限制带外齿扑翼向左侧转动；第二，用作带外齿扑翼上升运行导向；第三，同带外齿扑翼配合产生类似昆虫的“相扑与急张”的运动效果；第四，用来固定前端板和后端板。

为减小带外齿扑翼内表面与定位棒之间的摩擦，定位棒还可以有另两种结构形式：可由一根棒和均匀对称镶在该棒的外表面的减摩滚珠或减摩滚针组成，如果采用减摩滚针的话，它们与定位棒平行，减摩滚珠或减摩滚针的数量为8的整数倍，并确保此结构形式的定位棒包括减摩滚珠或减摩滚针在内的最大外径和带外齿扑翼的两平行矩形平板之间的内表面间距刚好紧密滑动间隙配合，且有两个减摩滚珠或减摩滚针的中心和定位棒的中心线处于过主轴轴线的水平面内，定位棒与主轴平行；定位棒也可以由多个套筒轴和套装在其上的减摩套筒组成，套筒轴为8根，也可以为12根或16根，每根套筒轴上都套装一个减摩套筒，套筒轴环形阵列，它们固定在前端板和后端板之间，相邻减摩套筒之间均留有空隙，以免相互之间卡住，应确保环形阵列结构形式的定位棒包括减摩套筒在内的最大外径和带外齿扑翼的两平行矩形平板之间的内表面间距刚好紧密滑动间隙配合，且有两个套筒轴的中心线和环形阵列的中心线处于过主轴轴线的同一水平面内，所有的套筒轴都与主轴平行。

前端板和后端板大小相等，它们的高度和宽度都稍大于带外齿扑翼的总体厚度，前端板和后端板除用来固定定位棒外，还有一个作用是挡住带外齿扑翼，限制带外齿扑翼在前后方向移动，前端板和后端板的内侧是光滑的平面，它们的内侧间距以稍大于带外齿扑翼的弦长为宜。