[发明专利]一种微型扑翼飞行器的分裂式差动尾翼操纵机构

说明书

技术领域

本发明属于微型扑翼飞行器技术领域，是一种高效的微型扑翼飞行器尾翼操纵机构。

背景技术

微型扑翼飞行器(Flapping-Wing Micro Air Vehicle，简称FMAV)是一种模仿动物飞行的新型飞行器。与固定翼和旋翼飞行器相比，扑翼的主要特点是可以将举升、悬停和推进功能集成于一体，无需螺旋桨或喷气装置，可以用很小的能量进行长距离飞行，同时具有很强的机动性和灵活性，更适于执行军事侦察任务。

目前能够真正实现飞行的微型扑翼飞行器主要分为仿鸟型、仿昆虫型两种。仿昆虫型的扑翼飞行器主要通过双翼的复杂运动或四翼中两翼的迎角变化实现飞行操纵。仿鸟型扑翼飞行器主要通过以下三种机构实现飞行操纵：一、采用与常规固定翼飞行器相同的倒T型尾翼或V型尾翼实现俯仰和偏航操纵。二、采用单片式似鸟尾翼，通过推拉和扭转实现俯仰和偏航操纵。三、通过改变左右扑翼薄膜翼根段后缘的高度，使左右扑翼安装角变化，实现偏航操纵；通过改变扑动速度，操纵扑翼飞行器高度变化。

在现有仿鸟型扑翼飞行器的三种飞行操纵机构中，第一种采用与常规固定翼相同的尾翼结构，由于扑翼飞行器的飞行速度一般低于常规固定翼飞行器，所以这种尾翼往往舵效不够，特别在扑翼飞行器飞行的低速段难以操纵飞机；第二种采用单片式似鸟尾翼，这是一种仿生设计，能够较好的进行扑翼飞行器的俯仰和偏航操纵，但由于单片式的似鸟尾翼基本上是刚性的，不能做到像真实鸟类一样灵活改变羽毛角度，所以仍然无法实现滚转控制，只能笨拙的飞行；第三种采用改变左右扑翼安装角的方式实现偏航，扑动速度改变高度，这也是市面上多数玩具扑翼飞行器的操纵方式，但这种方式不但不能有效的实现滚转操纵，甚至连俯仰操纵也难以实现。

真实鸟类的飞行是复杂的，尽管有少数鸟类在剪除尾部部分羽毛后仍能飞行，但大多数鸟类的飞行机动还是主要依靠尾羽的，所以如何做一个真正仿生的尾巴成为微型扑翼飞行器技术领域的一个重大课题。分裂式差动尾翼操纵机构是一种更为仿生的设计，除能真实模拟鸟类飞行中尾部骨骼肌肉的扭转和摆动外，还可以模拟尾部羽毛角度的大致变化，较大的提高了微型扑翼飞行器的机动和敏捷性。试验型微型扑翼飞行器在换装分裂式差动尾翼后，能够进行筋斗和横滚机动，极大的提高了飞行性能。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有微型扑翼飞行器机动和敏捷性较弱的现状，提高微型扑翼飞行器的操纵效率，改善飞行性能，本发明提出一种操纵效率高、结构简单、可靠性强的微型扑翼飞行器分裂式差动尾翼操纵机构。

一种微型扑翼飞行器的分裂式差动尾翼操纵机构，包括机体架、扭转舵机、扭转舵机摇臂、右尾舵、左尾舵摇臂、左尾舵、尾舵铰链、左尾舵连杆、尾舵安定面、左尾舵机摇臂、左尾舵机、后轴承、扭转连杆、扭转轴摇臂、扭转轴、前轴承、右尾舵机、右尾舵摇臂、右尾舵机摇臂、右尾舵连杆；在机体架上安装有扭转舵机，扭转舵机摇臂一端连接扭转舵机，另一端连接扭转连杆，扭转连杆的另一端连接扭转轴摇臂，扭转轴摇臂连接扭转轴，机体架上安装有前轴承和后轴承，尾舵安定面上固连有扭转轴，扭转轴前端过盈配合于前轴承和后轴承中；尾舵安定面通过两个尾舵铰链分别连接左尾舵和右尾舵，尾舵安定面上安装有左尾舵机和右尾舵机，左尾舵上设有左尾舵摇臂，右尾舵上设有右尾舵摇臂，左尾舵机摇臂一端连接左尾舵机，另一端连接左尾舵连杆，左尾舵连杆的另一端连接左尾舵摇臂，右尾舵机摇臂一端连接右尾舵机，另一端连接右尾舵连杆，右尾舵连杆的另一端连接右尾舵摇臂。

本发明的优点在于：

(1)飞行器机动型强、操纵效率高，可以有效地进行微型扑翼飞行器的滚转控制，可以进行普通微型扑翼飞行器难以实施的横滚、筋斗等动作；

(2)结构简单、可靠性强。

附图说明

图1是微型扑翼飞行器的分裂式差动尾翼操纵机构示意图；

图2分裂式差动尾翼操纵机构安装示意图；

图3俯仰操纵示意图；

图4偏航操纵示意图；

图5滚转操纵示意图；

图中：

1.机体架；       2.扭转舵机；   3.扭转舵机摇臂；

4.右尾舵；       5.左尾舵摇臂； 6.左尾舵；

7.尾舵铰链；     8.左尾舵连杆； 9.尾舵安定面；

10.左尾舵机摇臂；11.左尾舵机；  12.后轴承；

13.扭转连杆；    14.扭转轴摇臂；15.扭转轴；

16.前轴承        17.右尾舵机    18.右尾舵摇臂