[发明专利]一种非完全齿轮控制旋转可折叠翼飞行装置

说明书

本发明公开了一种非完全齿轮控制旋转可折叠翼飞行装置，包括：旋转轴，与旋转轴连接的旋转可折叠翼；驱动机构，用于带动旋转轴的转动，从而调整旋转可折叠翼的迎角并带动合页展开和折叠；所述旋转轴上沿径向对称的设有齿轮机构和非完全齿轮传动机构；所述齿轮机构和非完全齿轮传动机构啮合，齿轮机构能够相对旋转轴的轴线回转，并带动非完全齿轮传动机构的转动；所述可折叠翼包括旋转框架，设置在旋转框架内的多个可折叠合页；所述可折叠合页与推杆相连，推杆能够在旋转框架内沿旋转轴的轴线方向移动；非完全齿轮传动机构的转动能够带动推杆的直线移动，从而带动合页在旋转框架的展开和折叠。本发明提高了气动效率。

技术领域

发明涉及可动翼飞行器和飞行机器人领域，特别是一种用于无人机的非完全齿轮控制旋转可折叠翼飞行装置。

背景技术

飞行器飞行方式有固定翼、旋翼和扑翼三种飞行类型，旋翼和扑翼都属于可动翼。

扑翼飞行是自然界飞行生物采用的飞行方式，主要利用双翅的上下扑动同时产生升力和推力，其主要特点是将举升、悬停和推进功能基于一体，同时具有很强的机动性和灵活性，更适合于执行绕过障碍物等的飞行。对于小尺寸和低速飞行状态的飞行器，属于低雷诺数下飞行，扑翼产生的非定常升力比固定翼的定常升力大得多；从推力方面来看，扑翼推进效率比螺旋桨推进效率高。目前扑翼飞行器研究主要集中在模拟大自然中飞行生物的飞行姿态设计各种扑翼机构。但这些扑翼机构的共同问题是总体气动效率偏低，甚至低于同尺度的固定翼微型飞行器。扑翼飞行器总体效率低下的主要原因是目前研究中大多是简单的仿造鸟类或昆虫翅膀的外形和扑动运动，却很难实现飞行生物扑翼上下扑动过程中利用翼翅自身姿态或结构的改变减小空气阻力并产生非定常气动力，由此产生的气动效率较低问题严重制约了扑翼式飞行器的普及应用。

旋翼飞行是以旋翼(包括螺旋桨)的拉力提供飞行器的升力，飞行器的前进拉力来源于旋翼矢量的小角度偏转所产生的水平分量。目前发展迅速的多旋翼小型飞行器的姿态控制和水平运动是靠多旋翼的差动拉力来实现的。旋翼飞行器的特点是具有垂直起降和空中悬停功能，并具有在比较小的区域中飞行的能力。但由于旋翼飞行器的旋翼相对于其旋翼中心轴是不动的，因此前进阻力较大，所以能量消耗大，气动效率偏低，大功率长航时飞行较为困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非完全齿轮控制旋转可折叠翼飞行装置，以目前小型和微型飞行器中存在的气动效率较低的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种非完全齿轮控制旋转可折叠翼飞行装置，包括：

旋转轴，与旋转轴连接的旋转可折叠翼；

驱动机构，用于带动旋转轴的转动，从而调整旋转可折叠翼的迎角并带动合页展开和折叠；

所述旋转轴上沿径向对称的设有齿轮机构和非完全齿轮传动机构；

所述齿轮机构和非完全齿轮传动机构啮合，齿轮机构能够相对旋转轴的轴线回转，并带动非完全齿轮传动机构的转动；

所述可折叠翼包括旋转框架，设置在旋转框架内的多个可折叠合页；所述可折叠合页与推杆相连，推杆能够在旋转框架内沿旋转轴的轴线方向移动；

非完全齿轮传动机构的转动能够带动推杆的直线移动，从而带动合页在旋转框架的展开和折叠。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)通过将旋转可折叠翼中的合页设置为连续旋转，保持了旋翼连续旋转的优点，克服了扑翼需要往复运动的弱点。

(2)通过齿轮机构和非完全齿轮传动机构控制连续旋转的合页相对于中心旋转轴还可转动，使合页在工作状态时以最大面积迎风运动获得最大气动力，而在待机状态时气流直接从框架处流出从而阻力大大降低，达到提高气动效率的目的，其气动效率远高于现有旋翼和扑翼飞行器。