[实用新型]一种新型含可修复关节的仿生柔性扑翼、飞行器

说明书

一种新型含可修复关节的仿生柔性扑翼、飞行器，柔性扑翼的一端为固定端，另一端为自由端，所述柔性扑翼包括蒙皮和骨架，蒙皮包围在骨架外且固定于骨架上，骨架由展向梁和弦向梁组成，相邻的展向梁通过弦向梁连接，展向梁和弦向梁的连接处设置关节。

技术领域

本实用新型主要涉及扑翼飞行器领域，尤其涉及一种新型含可修复关节的仿生柔性扑翼。

背景技术

扑翼飞行器的扑翼承受高频率的交变载荷。在扑翼中作为主要支撑构件的是梁，最容易出现裂纹损伤的是梁互相连接的部位。

目前，由于现有技术的限制，人工扑翼飞行器尚未发展具有自修复功能的扑翼结构。扑翼飞行器的发展受到自然界中昆虫扑翼飞行的启发。

昆虫翅脉内部一般含有体液，一旦关节处出现损伤，翅脉内部的体液便会渗漏，造成昆虫失去飞行能力甚至死亡。但是这种现象在自然界中却鲜有发生。一方面，昆虫翅膀的结构和材料具很好的强度和抗疲劳性能，另一方面，更重要的是翅膀自身对于损伤具有一定的修复功能。

基于师法自然的仿生思想，本实用新型根据昆虫翅膀结构和功能的特点，提出一种新型含可修复关节的仿生柔性扑翼结构。这对于人工扑翼飞行器的发展具有重要的启发意义。

实用新型内容

本实用新型的第一方面提供一种新型含可修复关节的仿生柔性扑翼，柔性扑翼的一端为固定端，另一端为自由端，所述柔性扑翼包括蒙皮和骨架，蒙皮包围在骨架外且固定于骨架上，骨架由展向梁和弦向梁组成，相邻的展向梁通过弦向梁连接，展向梁和弦向梁的连接处设置关节。

如图3、图4所示，在一些实施方式中，所述弦向梁和展向梁为中空管，管内含有液体。

弦向梁和展向梁的内部构成微通道。

本实用新型对柔性扑翼的展弦比不做特别限定，可以根据具体使用条件而定。根据常见的若干中情况，所述展弦比可以为8:3、3:2、4:3、2:1等。

在一些实施方式中，所述柔性扑翼的展弦比为1:99-99:1。

如图1所示，在一些实施方式中，所述柔性扑翼的展弦比为8:3。

如图2所示，在一些实施方式中，所述柔性扑翼的展弦比为3:2。

在一些实施方式中，所述关节的材质为含有环氧树脂的材料。

本实用新型中，含有环氧树脂的材料可以直接购买或按照现有技术制备得到，其具体实例包括但不限于，包裹了Grubbs催化剂的环氧树脂、环氧树脂、环氧树脂/固化剂体系、环氧树脂和聚氨酯复合材料、玻璃钢复合材料。

本实用新型中，环氧树脂/固化剂体系中含有两种微胶囊，一种微胶囊中包裹了环氧树脂预聚物，另一种微胶囊中包裹了固化剂。当关节收到损伤，外溢的环氧树脂预聚物便会在固化剂的作用下固化。

在一些实施方式中，所述液体为修复液或固化剂。

本实用新型中，修复液、固化剂可以直接购买或按照现有技术制备得到，其具体实例包括但不限于，双环戊二烯、环氧树脂固化剂、氰酸酯。从固化的方式考虑，其具体实例包括但不限于，光固化剂、热固化剂。

在一些实施方式中，所述固化剂的具体实例可以列举出，例如，异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体。

在一些实施方式中，所述弦向梁中的每一条弦向梁连接两条展向梁。

本实用新型的第二方面提供一种飞行器，采用如上所述的柔性扑翼。