[发明专利]一种新型细长型柔性扑翼

说明书

一种新型细长型柔性扑翼，所述柔性扑翼的一端为固定端，另一端为自由端，所述固定端与飞行器连接，连接处位于扑翼前缘与扑翼弦向中点之间的任意位置，扑翼包括展向梁、弦向梁、蒙皮，展向梁与弦向梁通过刚性关节或柔性关节连接，形成骨架，蒙皮包围在骨架外且用粘接剂或铆钉固定于骨架上，柔性关节包括四连杆机构和限制杆件，限制杆件位于展向梁上，四连杆机构位于弦向梁上。

技术领域

本发明主要涉及扑翼飞行器领域，尤其涉及一种新型细长型柔性扑翼。

背景技术

扑翼飞行器的气动效率高，机动性能好，通过扑翼运动能够同时提供升力和推力。传统扑翼飞行器多采用刚性机翼，由于柔性不足、形状不变，功能比较局限；正在发展的智能主动控制的变形扑翼，涉及智能材料及控制等复杂技术，实现难度较高。

发明内容

一种新型细长型柔性扑翼，所述柔性扑翼的一端为固定端，另一端为自由端，所述固定端与飞行器连接，连接处位于扑翼前缘与扑翼弦向中点之间的任意位置，扑翼包括展向梁、弦向梁、蒙皮，展向梁与弦向梁通过刚性关节和/或柔性关节连接，形成骨架，蒙皮包围在骨架外且用粘接剂或铆钉固定于骨架上，柔性关节为铰链连接，所述柔性关节还包括四连杆机构和限制杆件，四连杆机构位于弦向梁上，限制杆件位于展向梁上。

驱动信号可以从飞行器通过连接处传递到扑翼，控制扑翼的扑动。

在一些优选的实施方式中，所述细长型翼型的展弦比大于等于3。

在一些优选的实施方式中，所述展向梁的数量为奇数且大于等于3，优选为5。

展向梁作为主要的支撑结构，所述展向梁的数量具体可以列举出例如：3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65、67、69、71、73、75、77、79、81、83、85、87、89、91、93、95、97、99。

在一些优选的实施方式中，展向梁之间相互平行，弦向梁之间相互平行。

在一些优选的实施方式中，位于前缘的展向梁与弦向梁通过刚性关节连接，位于后缘的展向梁与弦向梁通过刚性关节连接。

柔性关节能够使弦向梁和展向梁之间产生相对转动，转动幅度受到限制杆件的限制。

在一些优选的实施方式中，所述刚性关节的连接方式为螺栓螺母连接、焊接、铆钉连接、插口连接、卡扣连接、法兰连接、螺纹连接中的一种。

所述刚性关节的连接方式也不局限于以上连接形式。

在一些优选的实施方式中，所述四连杆机构包括连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、铰链一、铰链二、铰链三、铰链四，连杆一和连杆二通过铰链一连接，连杆二和连杆三通过铰链二连接，连杆三和连杆四通过铰链三连接，连杆四和连杆一通过铰链四连接。

在一些优选的实施方式中，所述四连杆机构通过铰链一和铰链四固定在弦向梁上，连杆一通过铰链一和铰链四连接于弦向梁上。

本发明的第二方面提供一种用于上述的新型细长型柔性扑翼的四连杆机构，所述四连杆机构包括连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、铰链一、铰链二、铰链三、铰链四，连杆一和连杆二通过铰链一连接，连杆二和连杆三通过铰链二连接，连杆三和连杆四通过铰链三连接，连杆四和连杆一通过铰链四连接。

工作原理及有益效果：柔性关节包括四连杆机构和限制杆件，通过对四连杆机构进行调整，来调整展向梁和弦向梁之间相对转动的幅值，从而实现不同“柔度”的调节。通过设置柔性关节的分布并调整其“柔度”，使柔性扑翼在面对不同工况载荷下能够灵活地调整为最优的结构，以满足气动和结构性能的双重需求。