[发明专利]共轴双旋翼与磁驱扑翼耦合的微型飞行器及控制方法

权利要求书

1.一种共轴双旋翼与磁驱扑翼耦合的微型飞行器，其特征在于：其包括共轴双旋翼系统、传动系统、主机架、磁驱扑翼系统、起落架、电机、电源以及控制板；

所述共轴双旋翼系统与传动系统中连接，实现旋翼共轴转动，所述磁驱扑翼系统通过线圈支架与主机架相连接，借助于翅膀摆杆带动翅膀骨架进行扑动，进而产生转向力与前进力；

所述共轴双旋翼系统包括上旋翼组件、下旋翼组件上旋翼轴和下旋翼轴，所述上旋翼组件包括第一上旋翼、第二上旋翼、第一桨毂、第一平衡杆、第一桨毂轴、以及上桨毂连接件，所述第一上旋翼和第二上旋翼对称设置在第一桨毂的两侧，所述第一桨毂套设在所述第一桨毂轴的外部，所述第一平衡杆设置在所述第一桨毂的上方并与所述第一桨毂借助于上桨毂连接件连接；所述下旋翼组件包括第一下旋翼、第二下旋翼、第二桨毂、第二平衡杆、第二桨毂轴以及下桨毂连接件，所述第一下旋翼和第二下旋翼对称设置在第二桨毂的两侧，所述第二桨毂套设在所述第二桨毂轴的外部，所述第二平衡杆设置在所述第二桨毂的上方并与所述第二桨毂借助于下桨毂连接件连接；以顺时针为正方向，第一平衡杆与第一上旋翼之间的安装角度为45°，第二平衡杆与第一下旋翼之间的安装角度为-45°；所述上旋翼轴与下旋翼轴连接并与下旋翼轴的轴心重合，实现双旋翼的共轴运动；

所述传动系统包括第一壳体、第一双层齿轮轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第二壳体、第一双层齿轮、第二双层齿轮、第二双层齿轮轴，第一齿轮与第一双层齿轮啮合，第一双层齿轮分别与第二齿轮和第二双层齿轮同时啮合，第二双层齿轮与第三齿轮相互啮合；第一壳体与第二壳体上下连接，第一壳体两侧通过机架连接杆与主机架固定连接；所述上旋翼轴与第三齿轮固定连接，所述下旋翼轴与第二齿轮固定连接，通过第二齿轮和第三齿轮的反向旋转，实现第一上旋翼与第一下旋翼的反向旋转；

所述主机架包括第一机架板、机架连接杆、第二机架板、中心支撑板、中心连接板以及线圈支架固定板；第一机架板与第二机架板的结构相同，中心支撑板与中心连接板设置在第一机架板与第二机架板的中间，线圈支架固定板设置在中心连接板上；

所述磁驱扑翼系统包括线圈支架、电磁线圈、翅膀摆杆、第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁、第四磁铁、第一翅膀骨架、翅膀薄膜和第二翅膀骨架，所述电磁线圈借助于所述线圈支架进行固定，所述线圈支架内部与翅膀摆杆的第一端连接；翅膀摆杆的中心两侧分别设置圆环状凹槽，所述圆环状凹槽用于径向固定第一磁铁和第二磁铁，第三磁铁紧贴第二磁铁的中心放置，第四磁铁固定设置在电磁线圈的外圈上，第四磁铁在固定时与第三磁铁同轴心，翅膀摆杆的第二端与第一翅膀骨架和第二翅膀骨架固定连接，第一翅膀骨架、翅膀薄膜、以及第二翅膀骨架三者之间固定连接在一起。

2.根据权利要求1所述的共轴双旋翼与磁驱扑翼耦合的微型飞行器，其特征在于：所述线圈支架包括板状结构、圆环状结构以及对称设置的两个固定件，所述固定件包括设置在所述圆环状结构内部的第一固定件和设置在所述圆环状结构外部的第二固定件，安装所述电磁线圈时，所述第一固定件伸入所述电磁线圈的内部，所述第二固定件位于所述电磁线圈的外部，第一固定件和第二固定件之间借助于连接件连接。

3.根据权利要求1所述的共轴双旋翼与磁驱扑翼耦合的微型飞行器，其特征在于：所述翅膀摆杆整体为山字型结构。

4.根据权利要求1所述的共轴双旋翼与磁驱扑翼耦合的微型飞行器，其特征在于：所述翅膀摆杆的第二端与第一翅膀骨架和第二翅膀骨架通过尼龙线缠绕连接并借助于胶黏剂固定接触面；第一翅膀骨架、翅膀薄膜与第二翅膀骨架之间通过SCM工艺粘贴在一起。

5.根据权利要求1所述的共轴双旋翼与磁驱扑翼耦合的微型飞行器，其特征在于：所述线圈支架的板状结构的第一端固定在中心连接板上，所述起落架设置有四个支撑杆，所述四个支撑杆穿过第一机架板与第二机架板的四个斜孔后与中心连接板固定连接。

6.根据权利要求1所述的共轴双旋翼与磁驱扑翼耦合的微型飞行器，其特征在于：第一上旋翼、第二上旋翼、第一下旋翼及第二下旋翼均为碳纤维材料。