[发明专利]双向同步自动翻转扑翼机

说明书

技术领域

双向同步自动翻转扑翼机，属于航天仿生飞行器设备领域，具体涉及一种可双向同 步自动翻转的扑翼机。

背景技术

在自然界，无论鸟类还是昆虫的飞行，都是靠扑翼进行的。这种通过扑翼上下扑动 的飞行方式除了能够提供较大的推力，提高飞行效率外，还可使小型飞行器实现更加灵 活的飞行动作。

目前人们所研制扑翼机，主要有以下几方面的缺陷：1、机翼大多只能够完成简单 的上下扑翼动作，不能进行自动翻转，这和扑翼动物的实际飞行状态相去甚远，扑翼动 物飞行时，翅膀不仅是简单的上下扑动，还伴随着复杂的翻转运动；2、机翼内侧整体 连接在机身上，与机身是“线”连接，这与鸟类和昆虫的翅膀也有很大的差别，无论是鸟 类还是昆虫，它们的翅膀都是通过翼根与身体连接，是“点”连接，而不是“线”连接，因 此翅膀具有很好的自由度(蝙蝠的翅膀与身体是“线”接触，因翅膀是薄膜富有弹性，故 有自由度，与鸟类和昆虫不同)；3、机翼大多为一体式设计，机翼上下扑动时，不能根 据需要调整机翼的受力面积，减小阻力，鸟类的翅膀在扑动时可以展开和收缩，主、副 翼间有一定缝隙，下扑时展开，缝隙关闭，阻力大，上扑时收缩，缝隙打开，阻力小， 利于产生升力。中国专利(申请号：200820028169.8)公开了一种用于微型飞机的扑翼， 该扑翼由展向梁、支撑筋和蒙皮组成，展向梁分为左右两段，两段之间下表面通过连接 片连接，上表面通过弹性材料连接，展向梁和支持筋构成扑翼骨架，外面包有蒙皮。这 种设计由于两段展向梁间为弹性连接，因此在一定程度上可以减小机翼向上扑动时的受 力面积，从而减小了上扑的阻力，但由于两段机翼之间无缝隙仍然是一个整体，因此在 机翼上扑时不能利用机翼间打开缝隙的方式进一步降低阻力，致使该扑翼机飞行效率不 够理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种机翼与机身为“点”连 接，机翼可实现双向同步自动翻转，飞行效率高的双向同步自动翻转扑翼机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该双向同步自动翻转扑翼机，包括机 身、扑翼机构、双向同步输出减速机构、连杆、机翼、尾翼控制机构、尾翼，其特征在 于：扑翼机构包括十字形架和两翼根，十字形架通过轴承安装在机身前端，两翼根分别 安装在十字形架两侧，机翼通过翼骨与翼根相连接，与机身形成“点”连接，双向同步输 出减速机构通过连杆与翼根连接，尾翼控制机构安装在机身后端，尾翼与尾翼控制机构 连接。

双向同步输出减速机构包括电机、曲柄、双向输出轴和减速箱，连杆两端分别与翼 根和双向同步输出减速机构的曲柄相连，连杆机翼端轴承孔与连杆曲柄端轴承孔中心线 异面垂直。

连杆的连杆机翼端装有滚动轴承，连杆曲柄端装有关节轴承。

连杆的连杆机翼端装有关节轴承，关节轴承两侧各装有一个活动关节轴承，通过弹 簧与连杆连接。

双向同步输出减速机构的减速箱上设有U形座，十字形架通过轴承安装在U形座 上。

机翼包括翼骨、短碳纤片、长碳纤片和尼龙蒙皮，长、短碳纤片的内端对称分别固 定在翼骨的上、下表面上，外端固定在一起，形成上凸下凹形翼面，翼骨与长、短碳纤 片外蒙有尼龙蒙皮。

机翼分为主翼和副翼两部分，主翼和副翼之间通过翼骨上的弹性金属片连接。当飞 行器体积较小时，也可只保留主翼去掉副翼。

主翼和副翼通过主翼翼骨和副翼翼骨之间的弹簧钢片连接。

主翼翼骨向下有一定弧度，呈椭圆形，副翼翼骨为长条形。

尾翼控制机构包括1号舵机和2号舵机，1号舵机通过1号舵机架与机身相连，通 过1号舵机摇臂与2号舵机架相连，2号舵机通过2号舵机摇臂与尾翼连接。

与现有技术相比，本发明的双向同步自动翻转扑翼机所具有的有益效果是：机翼仅 通过翼骨一端与十字形架连接，十字形架通过关节轴承与机身“点”连接，这种连接结 构使扑翼机的扑翼动作和机翼很好的模拟了扑翼类动物，机翼在实现上下扑动的同时还 可同时实现同步翻转的动作，增加了空气对机翼的推动力和升力。连杆机翼端采用关节 轴承连接，进一步增大机翼的自由度，使机翼的转动角度增大，提高了飞行效率。尾翼 控制系统结实灵活，具有很好的可操控性；可广泛应用于航空仿生飞行器的制造。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。