[发明专利]一种小型类扑翼飞行器

说明书

技术领域

一种小型类扑翼飞行器，属飞行器技术领域，尤其涉及一种旋转扑翼飞行器。

背景技术

传统扑翼飞行器采用的升力装置是传统的扑翼机构，由曲轴连杆驱动，扑翼作上下扑动产生推力，效率较低，结构复杂，对扑翼的疲劳强度要求较高，扑翼采用柔性的，较难产生很大的推力，且很难垂直升降和空中悬停。

发明内容

为了克服上述传统飞行器的不足，本发明提供了一种小型类扑翼飞行器，翼片作旋转运动，能垂直升降和悬停。 

本发明采用的技术方案是：一种小型类扑翼飞行器由机身、起落架、能源系统、操控系统、左旋转扑翼和右旋转扑翼组成。机身为框架结构，采用碳纤维复合材料；能源系统包括一个电机、方便充电的锂电池、减速齿轮组及调速装置；操控系统包括无线电遥控发射器、接收器和舵机；左旋转扑翼和右旋转扑翼结构相同，它们关于过机体重心的铅垂线轴对称地分别布置于机身的左右两侧，在电机的驱动下同速反向旋转提供推力。该飞行器可垂直升降和悬停。

左旋转扑翼由左转臂、左转臂轴、左翼轴、左翼片、左导向杆和左导向器组成；右旋转扑翼由右转臂、右转臂轴、右翼轴、右翼片、右导向杆和右导向器组成；左导向器由左直线轴承和左关节轴承组成；右导向器由右直线轴承和右关节轴承组成；左转臂轴和右转臂轴靠近且同轴安装，分别与减速齿轮组中的两个对向从动轮连接，由电机驱动主动轮再带动该两个对向从动轮反向同速转动，从而分别带动左转臂轴和右转臂轴等速反向转动，同时驱动左旋转扑翼和右旋转扑翼反向等速旋转扑动。

左旋转扑翼的具体结构是：左转臂轴的一端通过滚动轴承与机身相连，左转臂的一端与左转臂轴的另一端垂直固连，左转臂的另一端与左翼轴的一端垂直固连，左翼轴的另一端通过轴承与左翼片相连；左转臂轴、左转臂和左翼轴处于同一平面内；左翼轴与左翼片相连于接近左翼片的前缘处，左翼轴与左翼片的前缘平行，左翼片能绕左翼轴灵活转动，但左翼轴不能在左翼片中作轴向运动；左翼片呈直角三角形，左翼片靠近左转臂的端面即左翼片的根部端面与左翼片的前缘垂直；左翼片是刚性的，由碳纤维复合材料制成；左导向杆的一端与左翼片固连于左翼片的根部端面，并与该端面的弦线重叠，左导向杆与左翼轴垂直，左导向杆的另一端穿过左导向器；左导向器由左直线轴承固定镶入左关节轴承组合而成，左导向器通过其左关节轴承的外壳与机身相连；左导向杆能在左导向器的左直线轴承内作往复直线运动并能绕导向器中心灵活摆动；左导向杆的长度足够确保在左转臂旋转全过程中左导向杆始终有一端在左导向器内而不脱落。

左旋转扑翼的工作原理是：电机的动力经减速后传递给左转臂轴，左转臂轴转动带动左转臂旋转，左转臂带动左翼轴旋转，在左翼轴的牵引下左翼片旋转扑动，由于左导向杆和左导向器的限制，左翼片旋转时其攻角在一个工作周期即旋转一圈内发生有规律的变化，符合高升力机制，有利于产生推力。为了较高的扑动效率和左翼片能灵活扑动，左导向器到左转臂轴的距离稍大于左转臂长度与左翼片的最大弦长之和。在一个周期内，左翼片下扑产生的效果远大于上扑，产生推力的效率较高。推力的大小是通过改变左翼片的转速来实现的，转速越快推力越大；推力的方向是通过改变左导向器与左转臂轴的相对方位和高度来实现的。

右旋转扑翼的具体结构与左旋转扑翼的具体结构完全相同，它们关于机体的过重心的铅垂线对称并分别置于机身的左右两侧。右旋转扑翼的工作原理与左旋转扑翼的工作原理也完全相同。右旋转扑翼与左旋转扑翼的转速相同但转向相反。由于左翼片和右翼片都作圆周转动，对材料的疲劳强度要求不高。

附图说明

图1是本发明一种小型类扑翼飞行器的主视示意图；图2是图1的左视图。

图中：1-机身；2-起落架；3-能源系统；4-操控系统；5-左旋转扑翼； 51-左转臂轴；52-左转臂；53-左翼片；54-左翼轴；55-左导向杆；56-左导向器；561-左直线轴承；562-左关节轴承；6-右旋转扑翼。图2中大的带箭头的虚线圆表示左翼轴54的旋转轨迹和转动方向。

具体实施方式