[实用新型]一种带伺服电机的平板类扑翼升力装置

说明书

技术领域

一种带伺服电机的平板类扑翼升力装置，属航空技术领域，尤其涉及一种扑翼升力生成装置。

背景技术

传统的连杆机抅扑翼靠上下煽动来产生升力，扑翼上扬时阻力较大，效率较低，能产生的升力有限，很难实现重载飞行；专利号为ZL200910073435.8的中国专利公开的一种结构较复杂的靠扑翼提升机构使扑翼片复位的扑翼升力生成装置和现有的半转机构扑翼装置，虽然效率较传统扑翼高些，但翼片下扑过程中，只有中间位置翼片处于水平位置，其它时候翼片与水平面都存在一个夹角，越离开中间位置夹角越大，产生的升力是翼片作用力的竖直方向的分量，水平方向的分量成了损耗，故该两种现有的扑翼装置产生升力的效率有限。

发明内容

本发明的目的是克服现有扑翼装置的上述不足，发明一种结构简单的效率更高的带伺服电机的平板类扑翼升力装置。

一种带伺服电机的平板类扑翼升力装置，包括主轴、转臂、翼片、中心链轮、链条、翼链轮、伺服电机、伺服控制驱动器和机架。翼片由平板和翼轴构成，翼轴后端与平板固连于平板前端中部，平板和翼轴处于同一平面内。平板是刚性的。主轴通过轴承水平安装在机架上，转臂的一端与主轴垂直固连于主轴的中段，转臂的另一端通过轴承与翼片的翼轴垂直相连于翼轴的中段。翼轴与主轴平行。中心链轮的后端头通过轴承与主轴相连于主轴的前端。伺服电机安装在机架上，伺服电机的输出轴与中心链轮的前端头固连。为伺服控制驱动器和伺服电机供电的是方便充电的锂电池。翼链轮与翼轴固连于翼轴的前端，翼链轮和中心链轮通过链条相连，中心链轮与翼链轮的传动比为1∶1。链条运动平面与主轴垂直。伺服控制驱动器与驱动主轴的主动力源存在信号连接，确保翼片上扬过程伺服电机与主轴同步转动，使翼片在主轴左侧从最低处运行到最高处的过程中始终保持与转臂垂直；并确保翼片下扑过程伺服电机停转锁住中心链轮不动，使翼片在主轴右侧从最高处运行到最低处的过程中始终保持水平状态。组装该带伺服电机的平板类扑翼升力装置时，确保转臂处于主轴正上方竖直位置时翼片水平布置。

该带伺服电机的平板类扑翼升力装置的工作原理是：下扑起始位置为转臂竖直布置于主轴的正上方即处于12点钟位置，此时翼片处于水平位置并位于最高处。下扑过程伺服电机处于停转状态。从主轴的后端往前端看，主动力从主轴的后端输入，在主动力的驱动下，主轴顺时针转动，带动转臂顺时针转动，中心链轮被伺服电机锁住固定不动，由于中心链轮与翼链轮的传动比为1∶1，链条带动翼链轮逆时针转动，保持翼片处于水平位置下扑，当转臂转至主轴正下方处于竖直位置即处于6点钟位置时翼片处于最低位置，完成了下扑过程。上扬过程是：从翼片处于最低位置开始，主轴在主动力的驱动下继续顺时针转动，带动转臂继续顺时针向左上方转动，同时在伺服控制驱动器的控制驱动下伺服电机带动中心链轮同主轴同步转动，以确保翼片在主轴左侧从最低处运行到最高处的过程中始终保持与转臂垂直。当转臂转至主轴正上方处于竖直位置即处于12点钟时，翼片处于最高位置，完成了上扬过程，该装置回到了下扑过程的起始状态。在伺服控制驱动器的控制下伺服电机停止转动，主轴在主动力的驱动下继续顺时钟转动，进入下一个工作周期。主轴在主动力的驱动下连续顺时钟旋转带动转臂旋转，且伺服电机在伺服控制驱动器输出的与主轴转速相匹配的脉冲电流的驱动下控制中心链轮周期性停转，以实现连续下扑和上扬运动过程，主轴转速越快产生的升力越大。

该发明装置下扑过程翼片始终处于水平状态，故能产生较大升力，由于作用力在水平方向几乎没有分量，故产生升力的效率很高。上扬过程翼片始终保持与转臂垂直，阻力较小。

本发明带伺服电机的平板类扑翼升力装置结构简单，效率高，能产生较大的升力。双数该装置对称使用在飞行器上能制造效率较高的类扑翼飞行器。该装置采用圆周运动的主动力直接驱动，方便配置主动力源，控制也很方便。主动力源可采用内燃机或电机。

将中心链轮、链条和翼链轮组成的链传动方式更换成同步带传动方式本发明装置的结构重量会轻些，中心链轮、链条和翼链轮相应更换成中心同步轮、同步带和翼同步轮，中心同步轮与翼同步轮的传动比为1∶1。

附图说明

图1是本发明一种带伺服电机的平板类扑翼升力装置的主视示意图；图2是图1中X区域的放大示意图；图3是图1的左视示意图；图4是图3中Y区域的放大示意图；图5是图1的俯视示意图；图6是本发明装置运转示意简图。