[发明专利]一种带电磁制动器的平板类扑翼升力装置

说明书

技术领域

一种带电磁制动器的平板类扑翼升力装置，属航空技术领域，尤其涉及一种扑翼升力生成装置。

背景技术

传统的连杆机抅扑翼靠上下煽动来产生升力，扑翼上扬时阻力较大，效率较低，能产生的升力有限，很难实现重载飞行；专利号为ZL200910073435.8的中国专利公开的一种结构较复杂的靠扑翼提升机构使扑翼片复位的扑翼升力生成装置和现有的半转机构扑翼装置，虽然效率较传统扑翼高些，但翼片下扑过程中，只有中间位置翼片处于水平位置，其它时候翼片与水平面都存在一个夹角，越离开中间位置夹角越大，产生的升力是翼片作用力的竖直方向的分量，水平方向的分量成了损耗，故该两种现有的扑翼装置产生升力的效率有限。

发明内容

本发明的目的是克服现有扑翼装置的上述不足，发明一种结构简单的效率更高的带电磁制动器的平板类扑翼升力装置。

一种带电磁制动器的平板类扑翼升力装置，包括主轴、转臂、翼片、中心链轮、链条、翼链轮、电磁制动器、导向罩和机架。翼片由平板和翼轴构成，翼轴后端与平板固连于平板前端中部，平板和翼轴处于同一平面内。翼片的左右两端中部安装有用以减小翼片左右两端紧贴导向罩内壁滑动摩擦的能灵活滚动的减摩辊或减摩滚珠。主轴通过轴承水平安装在机架上，转臂的一端与主轴的前端垂直固连，转臂的另一端通过轴承与翼片的翼轴垂直相连于翼轴的前端。翼轴与主轴平行。中心链轮通过轴承与主轴相连于主轴的中段，电磁制动器套在中心链轮的端头外并安装在机架上。电磁制动器通电时会抱紧中心链轮的端头，使中心链轮固定不能转动；电磁制动器不通电时会放开对中心链轮的约束。翼链轮与翼轴固连于翼轴的中段，翼链轮和中心链轮通过链条相连，中心链轮与翼链轮的传动比为1∶1。链条运动平面与主轴垂直。导向罩呈圆弧形，靠左安装在机架上，导向罩的包角范围稍大于180°，上至当转臂处于12点钟位置时的翼片的处于右侧的减摩辊或减摩滚珠处，下至当转臂处于6点钟位置时的翼片的处于左侧的减摩辊或减摩滚珠处。导向罩内壁是以主轴的轴线为中心线的光滑的圆弧形曲面，该圆弧半径尺寸刚好使得翼片在主轴的左侧运行时翼片左右两端的减摩辊或减摩滚珠都能同时紧贴导向罩内壁滚动，确保翼片在主轴左侧从最低处运行到最高处的过程中始终保持与转臂垂直。为了翼片在主轴的下方从主轴的右侧往左侧运行刚好运行到最低处时翼片的减摩辊或减摩滚珠能顺利过渡到导向罩内壁，导向罩下端设置了与内壁光滑连接的向下并向外弯曲的一小段。组装该带电磁制动器的平板类扑翼升力装置时，确保转臂处于主轴正上方竖直位置时翼片水平布置。

该带电磁制动器的平板类扑翼升力装置的工作原理是：下扑起始位置为转臂竖直布置于主轴的正上方即处于12点钟位置，此时翼片处于水平位置并位于最高处，导向罩全部罩住翼片。下扑过程电磁制动器通电抱紧中心链轮。从主轴的后端往前端看，动力从主轴的后端输入，在动力的驱动下，主轴顺时针转动，带动转臂顺时针转动，中心链轮固定不动，由于中心链轮与翼链轮的传动比为1∶1，链条带动翼链轮逆时针转动，保持翼片处于水平位置下扑，当转臂转至主轴正下方处于竖直位置即处于6点钟位置时翼片处于最低位置，此时翼片的左端减摩辊或减摩滚珠已进入导向罩内壁，完成了下扑过程。上扬过程是：从翼片处于最低位置开始，断开电磁制动器的电源，电磁制动器放开对中心链轮的约束，主轴在动力的驱动下继续顺时针转动，带动转臂继续顺时针向左上方转动，由于导向罩的约束，翼片左右两端的减摩辊或减摩滚珠都同时紧贴导向罩内壁滚动，翼片从最低处运行到最高处的过程中始终保持与转臂垂直。当转臂转至主轴正上方处于竖直位置即处于12点钟时，翼片处于最高位置，完成了上扬过程，该装置回到了下扑过程的起始状态。主轴在动力的驱动下继续顺时钟转动，进入下一个工作周期。主轴连续顺时钟旋转带动转臂旋转以实现连续下扑和上扬运动过程，转速越快产生的升力越大。

该发明装置下扑过程翼片始终处于水平状态，故能产生较大升力，由于作用力在水平方向几乎没有分量，故产生升力的效率很高。上扬过程翼片始终保持与转臂垂直，阻力较小。

本发明带电磁制动器的平板类扑翼升力装置结构简单，效率高，能产生较大的升力。双数该装置两两对称使用在飞行器上能制造效率较高的类扑翼飞行器。该装置采用圆周运动的动力直接驱动，方便配置动力源，控制也很方便。动力源可采用内燃机或电机。

将中心链轮、链条和翼链轮组成的链传动方式更换成同步带传动方式本发明装置的结构重量会轻些，中心链轮、链条和翼链轮相应更换成中心同步轮、同步带和翼同步轮，中心同步轮与翼同步轮的传动比为1∶1。

附图说明