[发明专利]一种用于扑旋翼飞行器的驱动机构

说明书

本发明公开了一种用于扑旋翼飞行器的驱动机构，属于飞行器设计技术领域。本发明的驱动机构包括机翼、机身、传动装置和动力装置；所述的机身采用3D打印一体结构，包括安装电机侧平板结构、安装齿轮侧平板结构、套筒、套筒支撑架、支撑杆、支撑桥和飞控板平台，传动装置包括大齿轮、双层齿轮、电机齿轮、圆柱滑杆、滑轨、内杆、机翼安装架、机翼连杆、套筒轴承、内杆轴承、内杆铰链支座、套筒铰链支座、小轴承、摇臂和法兰轴承；动力装置包括微型电源、飞控板、微型无刷电机、电机轴承。本发明提高整机稳定性并使升力得到大幅度提升；滑轨‑滑杆形式带动翼面上下扑动使传动更为顺畅，并可传递更大的载荷。

技术领域

本发明属于飞行器设计技术领域，具体涉及一种用于扑旋翼飞行器的驱动机构。

背景技术

当前无人机系统在民用以及军用领域正发挥着越来越大的作用，在各种类型的无人飞行器中，特别是微型飞行器是目前国际航空领域的一个研究热点。国内外的研究一般根据飞行方式将微型飞行器划分为：微型固定翼飞行器、微型旋翼飞行器和微型扑翼飞行器。微型固定翼飞行器具有飞行速度快、气动效率高等优点，但无法实现悬停且起降条件要求较高。微型旋翼飞行器最大的优点是可以垂直起降和悬停，不需要大面积的起降场地，比较适合于较复杂的环境中使用。但旋翼飞行器旋翼系统较为复杂，可靠性较低，且通常需要尾桨抵消旋翼对机体产生的反扭矩，气动效率较低。微型扑翼飞行器是一种模仿鸟类或昆虫飞行的新型飞行器，能够在低雷诺数下产生相对较大的升力，但是运动实现机构复杂，难于控制。

在此背景下，一种结合了扑翼和旋翼的新概念飞行器，微型扑旋翼飞行器，进入了人们的视野。微型扑旋翼飞行器通过一定的驱动形式使反对称安装的机翼扑动，扑动产生升力和推力，其中推力驱动机翼旋转，机翼旋转产生升力，因此飞行器所需的升力由机翼的扑动和旋转运动共同提供。由于机翼旋转运动由机翼扑动产生的推力驱动，因此对机身不产生反扭矩，不需要尾桨来抵消旋转力矩。微型扑旋翼飞行器具有垂直起降、悬停以及低速飞行的能力，具有良好的应用前景。

目前存在的扑旋翼飞行器，如专利公开号CN105539839A的中国专利申请在2015年12月30日公开了“一种微型机械滑轨式可控扑旋翼飞行器”中提出了一种扑旋翼飞行器的驱动机构，存在着较为明显的驱动机构振动和稳定性差，传动效果不够理想等问题，同时双翼面设计不够合理，产生升力效果不够理想。

发明内容

本发明针对现有技术中提到的扑旋翼飞行器驱动机构稳定性差，传动效果不够理想等问题，本发明提出了一种用于扑旋翼飞行器的新型驱动机构，满足扑旋翼飞行器稳定可控飞行的需要。本发明通过采用三翼面布局方式的新型驱动机构，可以使传动更为平稳，同时该驱动机构的零件集成度高，便于装配制作。三翼面布局方式也可以提高整机对各单翼面质量不平衡的包容性，提高其稳定性。为整机进行可控飞行提供了较好的条件。

本发明所提供的一种用于扑旋翼飞行器的驱动机构，包括机翼、机身、传动装置和动力装置。机翼固定于传动装置的机翼安装架上，传动装置和动力装置均固定在机身上，动力装置与传动装置相连，进而驱动机翼。

所述的机翼包括机翼主梁、机翼辅梁和薄膜，机翼主梁根部固定于传动装置的机翼安装架；三根机翼辅梁分别与机翼主梁粘接在一起；薄膜裁剪成一定形状，粘贴于机翼主梁和机翼辅梁之上，形成翼面。

所述的机身采用3D打印一体结构，包括安装电机侧平板结构、安装齿轮侧平板结构、套筒、套筒支撑架、支撑杆、支撑桥和飞控板平台，安装电机侧平板结构和安装齿轮侧平板结构竖直平行固定在底部的飞控板平台上，主要用于安装电机与传动装置零件，为保证强度，安装电机侧平板结构和安装齿轮侧平板结构的侧面增加了加强筋结构。套筒通过两个套筒支撑架竖直固连于安装电机侧平板结构和安装齿轮侧平板结构之间；三根支撑杆安装在安装电机侧平板结构和安装齿轮侧平板结构之间的靠近底部位置，既作为支撑杆也作为电机安装的定位杆。支撑桥安装在安装齿轮侧平板结构外侧，二者平行，用于安装传动齿轮；飞控板平台为机身最下方的底座，用于放置飞控板和固定微型电源。