[发明专利]一种四扑翼飞行器

说明书

技术领域

一种四扑翼飞行器，属航空技术领域，尤其涉及一种扑翼飞行器。

背景技术

目前扑翼机还没能达到真正的实用阶段，主要是传统的扑翼方式效率低，扑翼做上下往复摆动，运动的连续性差，运动装置对材料的疲劳强度要求太高，扑翼上扑时会有能量损失，不利于升空；传统的扑翼机很难垂直升降。

发明内容

本发明的目的是克服现有扑翼机的上述不足，发明一种效率较高的能垂直升降的四扑翼飞行器。

一种四扑翼飞行器，包括前箱式架、后箱式架、左前扑翼装置、左后扑翼装置、右前扑翼装置、右后扑翼装置和陀螺仪。前箱式架和后箱式架结构相同，它们前后布局且相互连接；前箱式架包括左板、右板、前板和后板。左板和右板竖直纵向布置；前板和后板竖直横向布置；左板和右板同高，且左右对称布局；左板和右板固定在前板和后板的左右边缘的内侧，使得前板和后板的左右两侧有部分板块伸出。左板和右板为异形板，板的上部分和下部分横向错开一段距离，在该错开的位置的板上还设有缝隙，该缝隙便于扑翼装置滑动。左前扑翼装置、左后扑翼装置、右前扑翼装置和右后扑翼装置功能结构相同；左前扑翼装置和右前扑翼装置对称安装于前箱式架的纵向竖直对称面的左右两侧。左后扑翼装置和右后扑翼装置对称安装于后箱式架的纵向竖直对称面的左右两侧。在前箱式架或后箱式架内配有飞控设备、机载设备和电源设备，飞控设备对飞行器进行飞行姿态控制，机载设备包括各种飞行仪器仪表、拍摄设备及导航设备。

左前扑翼装置包括主轴、大齿轮、叶片、导向框、曲柄和发动机。发动机的输出轴上安装有小齿轮，小齿轮与大齿轮啮合。发动机的动力通过齿轮传动方式传递给大齿轮。主轴是大齿轮的转轴，主轴通过轴承安装在后板上。曲柄安装在前板上。主轴与曲柄的转轴同轴地纵向水平布置。导向框在左板的缝隙中，导向框包括中段的框体和前后两端的框轴。前后两端的框轴分别通过轴承安装在前板和后板上。导向框也纵向水平布置。导向框能绕框轴的轴线转动。叶片从导向框的框体的长方形孔中穿过，为减小叶片在框体中滑动时与框体之间的摩擦，在框体的孔壁上镶有多个减摩滚珠或滚针。叶片的根部与大齿轮和曲柄相连包括但不限于以下结构形式：形式一，叶片的根部的前端向前伸出一小段，该小段通过轴承与曲柄相连，叶片的根部的后端向后伸出一小段，该小段通过轴承与大齿轮相连。形式二，大齿轮与曲柄之间通过牵引杆相连，叶片的根部有一个前后方向的穿透孔，牵引杆从叶片的穿透孔中穿过，牵引杆纵向水平布置；为减小牵引杆与叶片的穿透孔的摩擦，在叶片的穿透孔中安装有轴承。在导向框的右边，叶片的扑动角度等于或大于90°。叶片的扑动角度为90°时，叶片从贴近右板的上部的右侧面竖直位置顺时针扑动至水平位置。

左前扑翼装置的工作原理是：从所述四扑翼飞行器的尾端往前端观察，起动发动机，驱动大齿轮逆时针转动。在大齿轮的带动下，由于导向框的限制，叶片在导向框中往复滑动，叶片的根部在右板的左边作逆时针转动，在右板的左边叶片主要做下扑运动，在右板的右边叶片也主要做下扑运动，这样叶片将产生向上的升力。在右板的右边，由于叶片贴近右板的上部突然快速打开，使叶片与右板的上部所夹空间变成压力极低的低压区，在叶片和右板的上方空间会产生类似昆虫翅膀的“急张”效果，会产生很大的向上的升力。在右板的左边，由于叶片快速靠近右板的下部，使叶片与右板的下部所夹空气快速挤出，在叶片和右板的下方会产生类似昆虫翅膀的“相扑”效果，也会产生向上的升力。还有，在右板的右边导向框的下方区域会形成高压区，在右板的左边导向框的上方区域会形成低压区，这样也有利于产生向上的升力。同时由于有前板和后板的存在，阻碍了空气进入到叶片与右板所形成的低压区和高压区，使得右叶片上下方的压差增大，从而增大了升力。

左前扑翼装置、左后扑翼装置、右前扑翼装置和右后扑翼装置的工作原理相同，左前扑翼装置与右前扑翼装置的叶片的扑动方向是对称的，左后扑翼装置与右后扑翼装置的叶片的扑动方向是对称的。

陀螺仪位于前箱式架或后箱式架内，用于检测所述四扑翼飞行器的飞行姿态并反馈到飞控设备中。飞控设备根据反馈的信息调整相应的发动机的转速，增大对应叶片的下扑速度，使得所述四扑翼飞行器飞行更加稳定。

机上和地面配置匹配的遥控设备。发动机采用内燃机或电动机。

所述四扑翼飞行器可实现垂直起飞、空中悬停和垂直降落飞行姿态。起飞后，飞控设备根据反馈的信息调整相应的发动机的转速，调整应叶片的下扑速度，可使所述四扑翼飞行器实现前飞、后飞、空中原地转向和转弯飞行等飞行姿态。