[发明专利]一种机翼自适应主动扭转的扑翼飞行器

权利要求书

1.一种机翼自适应主动扭转的扑翼飞行器，其特征在于，包括以下组成部分：

用于驱动前置扑翼的主动驱动装置，包括提供原动力的电机组件(1)及主动齿轮组件；

用于驱动后置扑翼的从动驱动装置，包括从动齿轮组件；

用于进行拍打运动的主动扑翼装置，包括一对四连杆机构、一对机翼主扑杆(8)和三对旋转轴承(15)；

用于进行拍打运动及产生主动扭转的从动扑翼装置，包括一对四连杆机构、一对机翼辅扑杆(11)；

用于消除扑翼面积变化的后置自适应调节机构，包括一对旋转轴承(15)、两对滑动轴承(17)；

用于进行整体支撑的飞行器机架，采用三段式机构，包括沿纵向依次布置的扑翼机首部(5)、扑翼机中部(10)和扑翼机尾部(12)，每两部分之间通过沿纵向布置的连接杆(6)固定连接，并形成沿纵向方向设置的两个安装位；

主动扑翼装置及从动扑翼装置存在运动上的相位差；

在扑翼机首部(5)和扑翼机中部(10)的连接处设置主动驱动装置和主动扑翼装置的安装位，在扑翼机中部(10)和扑翼机尾部(12)的连接处设置从动驱动装置和从动扑翼装置的安装位；

还包括覆盖整个扑翼面的蒙皮(18)；所述蒙皮(18)与两侧的机翼主扑杆(8)以及机翼辅扑杆(11)相固联，用于扑翼运动中产生飞行所需的升力和推力。

2.根据权利要求1所述的一种机翼自适应主动扭转的扑翼飞行器，其特征在于，所述主动齿轮组件设置于机架的前侧安装位中，其包括与电机组件(1)驱动连接的主动齿轮(2)以及顺序传动连接的一级从动齿轮(3)、两个二级从动齿轮(4)，且两个二级从动齿轮(4)对称布置于机架纵轴的两侧，分别驱动对应侧的主动扑翼装置；所述一级从动齿轮(3)包括同轴固联的一个大齿轮与一个小齿轮，且主动齿轮(2)与小齿轮啮合连接，大齿轮同时与两个二级从动齿轮(4)啮合连接。

3.根据权利要求2所述的一种机翼自适应主动扭转的扑翼飞行器，其特征在于，所述从动齿轮组件设置于机架的后侧安装位中，其包括两个联动齿轮(13)，且两个联动齿轮(13)对称布置于机架纵轴的两侧，分别驱动对应侧的从动扑翼装置；所述两个联动齿轮(13)分别与前侧安装位中两个二级从动齿轮(4)相对应，并通过联动杆(14)连接所述二级从动齿轮(4)的轮心与相对应联动齿轮(13)的轮心，实现联动。

4.根据权利要求3所述的一种机翼自适应主动扭转的扑翼飞行器，其特征在于，所述四连杆机构包括曲柄(16)、连杆(7)、翅杆(9)，其中，曲柄(16)与所对应的二级从动齿轮(4)/联动齿轮(13)为一体结构；连杆(7)始端可转动的连接在对应二级从动齿轮(4)/联动齿轮(13)的安装点上，连杆(7)末端与翅杆(9)始端可转动的连接；翅杆(9)中部与机架上连接杆(6)可转动的连接，且机翼主扑杆(8)/机翼辅扑杆(11)与对应的翅杆(9)末端相接，自机架向外伸展；对应一侧的机翼主扑杆(8)与机翼辅扑杆(11)形成一片扑翼面的基础框架。

5.根据权利要求4所述的一种机翼自适应主动扭转的扑翼飞行器，其特征在于，所述二级从动齿轮(4)上曲柄(16)的安装位置与对应联动齿轮(13)上曲柄(16)的安装位置之间存在可调的相位差，且二级从动齿轮(4)上曲柄(16)的安装位置顺时针领先25°-50°。

6.根据权利要求5所述的一种机翼自适应主动扭转的扑翼飞行器，其特征在于，所述主动扑翼装置的四连杆机构中连杆(7)始端、连杆(7)末端及翅杆(9)中部均通过旋转轴承(15)进行转动连接，且从动扑翼装置的四连杆机构中连杆(7)末端采用旋转轴承(15)进行转动连接，连杆(7)始端及翅杆(9)中部均通过后置自适应调节机构的滑动轴承(17)进行转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种机翼自适应主动扭转的扑翼飞行器，其特征在于，蒙皮(18)采用聚酰亚胺材料制成。

8.根据权利要求1所述的一种机翼自适应主动扭转的扑翼飞行器，其特征在于，所述主动驱动装置、从动驱动装置、主动扑翼装置、从动扑翼装置、后置自适应调节机构及机架均采用碳纤维板制成。