[发明专利]一种摇橹式扑翼控制机构

说明书

本发明涉及一种摇橹式扑翼控制机构，属于微型飞行器领域，该系统包括：电机支座，电机，摇橹式控制机构以及桨叶。桨叶安装在摇橹式控制机构端部，摇橹式控制机构和电机安装在电机支座上。在电机的驱动下，驱动轴带动桨叶做圆周运动，与空气相互作用产生气动力用于飞行。传动机构简单，控制简单，可靠性高，且方便调整推力方向，效率较高。

技术领域

本发明属于新概念飞行器领域，具体是一种可产生矢量推力的旋转扑动推进装置，特别涉及一种摇橹式扑翼控制机构。

背景技术

微型扑翼飞行器是一种模仿鸟类或昆虫的飞行的新型飞行器。与微型固定翼和旋翼飞行器不同，其具有更出色的机动性和更卓越的飞行性能。利用尾迹气流获取部分升力，并将举升、悬停和推进功能集成于一体，更能节约能量，灵活性高，仿照生物扑翼方式能够高效率产生推力。如果搭载传感器和相关的数据传输和控制系统，具有广阔的应用前景。

传统的扑翼飞行器，大多数机构为曲柄连杆机构或者滑槽类机构。其效率较低，且大多数都是被动控制运动状态，其机构设计一旦确定，运动便被固定下来，难以调整推力方向。现有的扑翼相比，如采用曲柄滑块机构实现扑动，结构中有多个滑块机构存在，会增加机构数量，而且滑块势必造成摩擦损耗，又如可实现如翅翼扭转、折叠等复杂的运动规律机构，又很复杂，需要采用多套运动机构控制装置，势必会增加结构重量。

中国专利“一种连续扑翼飞行器”(授权公告号CN103213680B，授权公告日2015年2月18日)公开了一个具有三个扑翼，转翼轴在同一平面以三叉星形分布的扑动装置。该发明是由三根扑翼连续扑打空气来产生升力、前行力或后行力的飞行器，具有机械效率高，连续稳定，安静，控制反推力方向容易准确的优点。其不足之处是，机构的组成比较复杂，难以轻量化，且扑翼叶片在与空气发生作用时，除了产生升力外，扑翼翼翅的背面也会产生反作用力。

中国专利“一种旋转扑翼推力生成装置”(授权公告号CN103991546A，授权公告日2014年8月20日)公开了一个旋转扑翼推力装置，该装置在发动机驱动下，扑翼做圆周旋转，扑动空气产生推力，具有效率较高，方便调整推力方向的优点。(如图1所示)其不足之处是，该机构沿剖面弦向布置，结构不紧凑，导向器导向杆间会有磨损并产生附加弯矩，调节推力方向困难。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现阶段存在的上述问题，本发明的目的是克服传统飞行器的缺陷，发明一种效率较高的类似摆线桨的摇橹式扑动推力产生装置机构。

本发明的技术方案是：一种摇橹式扑翼控制机构，其特征在于，包括支座1、驱动机构、桨叶2和曲柄连杆机构；驱动机构位于支座1内，桨叶2通过曲柄连杆机构与驱动机构连接；传动机构带动曲柄连杆机构运动，从而带动桨叶2进行周向旋转，桨叶2在周向旋转时，能够自转，使得攻角随桨叶2转动位置发生改变；所述驱动机构中的从动轮上设有关节球槽，且关节球槽位于从动轮上的偏心位置；所述曲柄连杆机构包括驱动轴—叶片叉8、摇臂支座13、动连杆摇臂14、U型铰接件15和叶片前缘摇曳支点16；摇臂支座13连接于支座1外壁，摇臂支座13轴线与从动轮轴线重合，与从动轮上关节球槽的轴线不重合；摇臂支座13内设有关节球槽；驱动轴—叶片叉8为一杆状体，一端与桨叶2固连，另一端上穿过摇臂支座13后插入从动轮上的关节球槽，且与摇臂支座13和从动轮均为球头轴承配合；摇臂支座13未与支座1外壁连接的一侧设有凸起，叶片前缘摇曳支点16为块状体，与驱动轴—叶片叉8的杆体固连；叶片前缘摇曳支点16对称设有铰接孔，U型铰接件15与叶片前缘摇曳支点16相互铰接；动连杆摇臂14为杆状体，U型铰接件15与动连杆摇臂14之间通过关节球进行配合；驱动轴和叶片叉8上叶片前缘摇曳支点16至摇臂支座13关节槽的部分作为曲柄，动连杆摇臂14作为最长杆，其中曲柄长度最短，且曲柄长度和最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，保证桨叶2能够完整的进行周向转动。