[发明专利]一种能自主起飞的扑旋翼飞行器

说明书

本发明涉及一种能自主起飞的扑旋翼飞行器。其技术方案是：所述扑旋翼飞行器的机身中部(11)前端通过两侧连接板(10)与头部(9)固定连接，机身中部(11)的后端与尾杆(12)固定连接；前起落架(2)固定在两侧连接板(10)的下部，驱动机构(3)安装在两侧连接板(10)的中间位置处，两个机翼(4)对称地安装在两侧连接板(10)的外侧，后起落架(5)安装在机身中部(11)的下部靠后处，涵道风扇系统(6)安装在机身中部(11)的后端，尾翼(7)安装在尾杆(12)的末端。驱动机构(3)完成机翼(4)的扑动扭转折叠运动。涵道风扇系统(6)实现飞行器的转向升降并提供动力。本发明具有驱动原动件少、能实现扑动‑折叠‑扭转三耦合运动、飞行速度快、升降力大和能自主起飞的特点。

技术领域

本发明属于扑翼飞行器技术领域，尤其涉及一种能自主起飞的扑旋翼飞行器。

背景技术

扑翼飞行具有很好的机动性和灵活性。相比于固定翼飞行，在低雷诺数下，能够充分利用非定常空气动力特性获取高升力，具有很高的飞行稳定性。多自由度扑翼运动相比单自由度扑翼运动能够更好地实现飞行生物的姿态，飞行灵活，并且在运动的过程中能够更好地控制飞行方式。

目前，研究的扑翼飞行器大多为单自由度机构，实现的运行形式简单，飞行灵活性和稳定性无法与飞行生物相比，如一种仿鸽类扑翼飞行器(CN 112693606 A)，虽然能够高速飞行，能够携带较多的有效载荷，扑翼尺寸较小，但是单翼面在飞行过程中仍然会受到较大的阻力，灵活性差，在起飞时需要手抛，不能像自主的鸟一样自主起飞；

已有的多自由度扑翼飞行器中，如一种仿鸟类多自由度扑翼飞行器(CN107021223 A)，虽然可以根据不同的飞行状况改变翅膀的扑动幅度，还会改变翅膀在运动方向的迎角的优点，翅翼动作具有高度仿生的特性；但翅膀作为单翼面，只有扭转和扑动两种姿态，缺乏翅膀折叠这种姿态，不具备扑动-折叠-扭转三种运动，起飞和降落时要人工等其它方式辅助起降；

如一种两段式三自由度扑翼飞行器专利(CN 112478155 A)，虽然仅在一个驱动电机的驱动下，扑翼便能够有效地实现扑动、折叠和扭转，但是飞行前进动力仍然不足，且同样需要手抛起飞，飞行所需要的升力得不到充分保证；

又如一种能实现扑动扭转的两自由度扑翼飞行器(CN 113086187 A)，虽然仅在一个驱动电机的驱动下，扑翼能够同时实现扑动和扭转运动，提升扑翼飞行器的气动性能，并且整个机构运行平稳，能提高扑翼飞行器的机动性和稳定性，但是仅仅只能实现扑动和扭转两种运动，不能实现扑动-折叠-扭转三耦合运动。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，目的是提供一种驱动原动件少、能实现扑动-折叠-扭转三耦合运动、飞行速度快、升降力大和能自主起飞的扑旋翼飞行器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：为便于描述，先设定飞行器头部为前方，面对飞行器头部的左方为左侧，面对飞行器头部的右方为右侧；左右方向为横向，前后方向为纵向。

所述能自主起飞的扑旋翼飞行器由机身、前起落架、驱动机构、机翼、后起落架、涵道风扇系统、尾翼和航模接收机组成。

机身是由头部、两个连接板、机身中部、尾杆组成；头部通过两侧的连接板与机身中部的前端连接，机身中部的后端中间位置处与尾杆的靠近前端处固定连接，尾杆的前端设有矩形板连接孔。

前起落架固定在两侧连接板的下部，驱动机构安装在两侧连接板的中间位置处，两个机翼对称地安装在两侧连接板的外侧，后起落架安装在机身中部的下部靠后处，涵道风扇系统安装在机身中部的后端，尾翼安装在尾杆的末端。

头部由弧形架、锥齿轮固定杆和机头固定杆组成；弧形架是由弧形杆、垂直杆和水平杆组成的整体，弧形杆后端与垂直杆的上端为一体，弧形杆的前端和水平杆的前端为一体；两个垂直杆的下端对称地固定在机头固定杆靠近中部的两侧，水平杆的后端对称地固定在锥齿轮固定杆的靠近两端处；在锥齿轮固定杆对称地固定锥齿轮轴，两个锥齿轮轴分别紧靠对应的水平杆内壁。