[发明专利]一种环形平板扑翼升力生成装置

说明书

技术领域

一种环形平板扑翼升力生成装置，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载人扑翼飞行。

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“处于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；授权公告号为CN101708775B，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，但驱动扑翼片的翼轴不能连续匀速转动，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环形平板扑翼升力生成装置。

本发明采用的技术方案是：包括前支架、后支架、前转臂轴、后转臂轴、前转臂、后转臂、牵引轴、环形平板扑翼、翼轴、导向板、前托臂、后托臂、前挡板、后挡板、前从动齿轮、后从动齿轮、前主动齿轮、后主动齿轮、前动力轴和后动力轴。前支架与后支架结构和尺寸相同，它们相互平行，它们的左端均与机体固连，它们的右端分别与前转臂轴的前端和后转臂轴的后端固连；前转臂轴与后转臂轴结构和尺寸相同，它们夹在前支架和后支架之间且与前支架和后支架垂直，前转臂轴和后转臂轴的另一端分别与前托臂和后托臂的右端固连；前托臂与后托臂结构和尺寸相同，前托臂、后托臂、前支架和后支架四者相互平行且与前转臂轴和后转臂轴垂直，前转臂轴和后转臂轴处于同一直线上；环形平板扑翼由四块等宽刚性板光滑连接而成，其中两块为厚度均匀且相等的相同矩形平板，它们互相平行，另两块为相同的弧形曲面板，它们对称固连在两块平行矩形平板的两端；翼轴从弦长方向即前后方向穿过环形平板扑翼连接在前托臂和后托臂的左端且处于前托臂和后托臂之间，翼轴与扑翼飞行器前进方向一致，且与导向板平面平行；前支架、后支架、前托臂、后托臂、前转臂轴、后转臂轴和翼轴处于同一水平面内；导向板竖直布置于环形平板扑翼的左侧，导向板上下对称于过翼轴的水平面，导向板与翼轴之间有一定的空隙，该空隙能满足环形平板扑翼和牵引轴在其间灵活运动，导向板是刚性的，导向板贴近环形平板扑翼的一侧是光滑的平面，导向板的宽度即前后之间尺寸小于前转臂和后转臂之间的净空距离，以确保前转臂和后转臂的顺利转动，导向板的高度即上下方向的尺寸大于环形平板扑翼翼展即环形平板扑翼的长度的两倍且超过前转臂和后转臂的最大活动空间，以便导向板的上端和下端与机体固连；前转臂与后转臂结构和尺寸相同，它们的一端通过轴承分别与前转臂轴和后转臂轴垂直连接，前转臂处于前支架和前托臂之间，后转臂处于后支架和后托臂之间，前转臂和后转臂能分别在前支架与前托臂之间和后支架与后托臂之间绕前转臂轴和后转臂轴灵活转动，前转臂绕前转臂轴的转动平面与后转臂绕后转臂轴的转动平面平行，两转动平面均与水平面垂直同时也与导向板垂直，前转臂与后转臂的安装相位相同；前转臂远离前转臂轴的一端有一个长条形腰形孔，该孔的宽度略大于牵引轴的直径，后转臂远离后转臂轴的一端也有一个与前转臂对称的完全相同的长条腰形孔；牵引轴从弦长方向即前后方向穿过环形平板扑翼，牵引轴的前端穿过前转臂的长条腰形孔与前挡板垂直固连，牵引轴的后端穿过后转臂的长条腰形孔与后挡板垂直固连，牵引轴始终保持与前转臂和后转臂垂直，且牵引轴、前转臂和后转臂三者处于同一平面内；牵引轴能在前转臂上的长条腰形孔和后转臂上的长条腰形孔的控制范围内相对前转臂绕前转臂轴的转动圆周灵活地做径向往复直线运动，牵引轴的前端相对前转臂的转动中心有远离该中心的最远位置和接近该中心的最近位置两个止动点，分别叫做远心止动点和近心止动点，前转臂上的长条腰形孔和后转臂上的长条腰形孔的开孔位置和长度应确保：远心止动点接近前转臂尾端且确保前转臂和后转臂同步快速转动时由于惯性牵引轴牵引着环形平板扑翼贴近导向板从最下端往上近似直线运动至最上端；近心止动点到前转臂轴的距离大于翼轴到前转臂轴的距离，并确保牵引轴牵引着环形平板扑翼贴近导向板右侧表面向上运动时环形平板扑翼的左边矩形平板和牵引轴顺利从导向板和翼轴之间通过，还应确保牵引轴牵引着环形平板扑翼绕翼轴在翼轴的右边做半圆周运动顺利下扑；前挡板与后挡板结构和尺寸相同，它们均为直径略小于前转臂宽度的表面光滑的圆形平板，它们的作用是防止牵引轴前后运动；前支架、前转臂轴、前转臂、前托臂、前挡板、前从动齿轮、前主动齿轮和前动力轴与后支架、后转臂轴、后转臂、后托臂、后挡板、后从动齿轮、后主动齿轮和后动力轴一一对应地对称安装在导向板的前后两边；前从动齿轮与后从动齿轮结构和尺寸相同，前从动齿轮通过轴承套在前转臂轴上置于前转臂和前支架之间且与前转臂固连，后从动齿轮通过轴承套在后转臂轴上置于后转臂和后支架之间且与后转臂固连；前动力轴与后动力轴结构和尺寸相同，前动力轴通过轴承垂直安装在前支架上，前动力轴的前端伸出前支架的前方，前动力轴的后端安装着与前从动齿轮相啮合的前主动齿轮，后动力轴通过轴承垂直安装在后支架上，后动力轴的后端伸出后支架的后方，后动力轴的前端安装着与后从动齿轮相啮合的后主动齿轮，前动力轴和后动力轴在同一直线上，且处于同一水平面内；前主动齿轮与后主动齿轮结构和尺寸相同。