[发明专利]一种羽翼变形仿生无人飞行器及变形控制方法

权利要求书

1.一种羽翼变形仿生无人飞行器，其特征在于：采用仿生羽翼翼身融合飞翼气动布局结构，主要由螺旋桨(1)、固定翼身融合翼段(2)、伸缩翼段(3)、折叠羽翼控制机构(4)、仿生羽翼(5)和稳定尾翼段(6)构成；所述螺旋桨(1)与固定翼身融合翼段(2)通过旋转轴机械连接；伸缩翼段(3)通过机械滑轨(7)嵌套进固定翼身融合翼段(2)；折叠羽翼控制机构(4)由前缘铰接头(11)、羽翼前缘(12)、一端固定于机械滑轨(7)上另一端连接羽翼前缘(12)的预拉弹簧(13)、与伸缩翼段(3)外端铰接用于实现折叠角度的铰接关节(14)组成；折叠羽翼控制机构(4)与仿生羽翼(5)通过前缘铰接头(11)连接；稳定尾翼段(6)布置于固定翼身融合翼段(2)尾部，提供额外航向稳定与操纵能力。

2.根据权利要求1所述的一种羽翼变形仿生无人飞行器，其特征在于：所述仿生羽翼(5)由多片尼龙薄膜材料制成的羽翼片(9)组成，每片羽翼片(9)中埋入碳纤维复合材料杆(10)增加羽翼片(9)的结构承载强度；每片羽翼片(9)之间相互重叠，在根部由凯夫拉绳(8)串联起来；仿生羽翼(5)最外侧羽翼片(9)与折叠羽翼控制机构(4)的羽翼前缘(12)固接，其余各羽翼片(9)均与折叠羽翼控制机构(4)在羽翼前缘(12)通过前缘铰接头(11)铰接，使羽翼片(9)能绕各自对应的前缘铰接头(11)转动；每片羽翼片(9)展开时凯夫拉绳(8)呈绷紧状态，用于限制每片羽翼片(9)展开后的相对位置；仿生羽翼(5)展开时由预拉弹簧(13)的预拉力提供回弹力。

3.权利要求1所述的一种羽翼变形仿生无人飞行器，其特征在于：所述仿生羽翼(5)由4到12片尼龙薄膜材料制成的羽翼片(9)组成。

4.权利要求1所述的一种羽翼变形仿生无人飞行器的变形控制方法，其特征在于：由伸缩翼段(3)、仿生羽翼(5)和折叠羽翼控制机构(4)构成的组合式多自由度机械变形驱动系统，用于实现飞行器的对称和非对称两种变形模式；伸缩翼段(3)通过机械滑轨(7)嵌套进固定翼身融合翼段(2)，由固定翼身融合翼段(2)内的步进伺服电机驱动伸缩翼段(3)沿着机械滑轨(7)左右滑动实现伸缩翼段(3)的伸缩变形；飞行器左右两副仿生羽翼(5)各自的步进伺服电机采用同步工作模式，保证左右两副仿生羽翼(5)各自的伸缩翼段(3)保持同样的伸缩变形；羽翼前缘(12)在铰接关节(14)的驱动力作用下前后弯折实现仿生羽翼(5)多角度的折叠变形；飞行器左右两副仿生羽翼(5)各自的铰接关节(14)采用独立工作方式，使得左右两副仿生羽翼(5)能够实现多角度的对称和非对称两种变形模式。

5.根据权利要求4所述的变形控制方法，其特征在于：所述仿生羽翼(5)在0°-60°间折叠变形。