[发明专利]一可实时控制方向、俯仰兼自变倾角的平动扑翼

说明书

本发明提供了可实时控制方向、俯仰兼自变倾角的平动扑翼，其采用平行四边形驱动机构对翼片进行驱动，从而实现翼片在扑动时能始终保持水平，另外并配以转向操纵机构和俯仰操纵机构来分别控制翼片工作时的偏转角度和俯仰角度，因此本扑翼具有抵抗侧向风力的能力，且操纵灵活。本扑翼的翼片受变倾角轴和变倾角梁组成的转动框架和扑翼梁共同控制，翼片向下扑动时受扑翼梁的压力，向上回位时翼片绕变倾角轴转动离开扑翼梁而不受力，因此翼片在上下扑动时可自变倾角，飞行效率更高。本发明平动扑翼耗能低、飞行效率高，结构简单，牢固，制造和使用成本低，机动灵活性好，在交通、军事、救灾、旅游、娱乐等领域均有广泛用途。

技术领域

本发明涉及一种飞行部件，具体是一种可实时控制方向、俯仰兼自变倾角的平动扑翼，属于飞行器材技术领域。

背景技术

昆虫和鸟类通过双侧的翅膀摆动来实现飞行，翅膀在扑动时不断变换角度，效仿此类飞行方式的飞行器翼片称为摆动扑翼，摆动扑翼没有抵抗侧向风力的能力，容易被风吹翻。如果翼片在扑动时能始终保持水平，则称为平动扑翼。平动扑翼具有抵抗侧向风力的能力，作为飞行器的翼片，特别适于狭小空间飞行。

为了实现平动扑翼的翼片在扑动时能始终保持水平，我们利用了平行四边形机构的原理来设计扑翼的主驱动机构，并配以控制方向的机构、控制俯仰的机构，由此得到一种可实时控制方向、俯仰兼自变倾角的平动扑翼。

发明内容

本发明的目的是提供一种可实时控制方向、俯仰兼自变倾角的平动扑翼。

本发明所采取的具体技术方案如下：

一种可实时控制方向、俯仰兼自变倾角的平动扑翼，其翼片水平放置，翼片的截面呈上拱的弓形，翼片中部的顶面上方设有一根沿翼片伸展方向平行排列的扑翼梁，扑翼梁与翼片顶面之间设有拉力弹簧进行连接，扑翼梁的下方还固定连接有向下伸展的推力弹簧，推力弹簧的下端为开放端；扑翼梁上连接有多个套管支座，扑翼梁的前方设有变倾角轴，变倾角轴与扑翼梁平行排列，变倾角轴与扑翼梁之间连接有多根变倾角梁，每根变倾角梁的前端与变倾角轴固定连接，后端通过L形接头活动套接的扑翼梁对应的套管支座上，翼片的前沿通过套管转动连接在变倾角轴上，由变倾角轴和变倾角梁组成一个可沿套管支座转动的转动框架来对翼片的前沿进行拉动。

所述扑翼梁的中部固定连接有一根竖直向上的扑翼轴，扑翼轴的外圈上嵌装有可绕其外圈转动且轴向位置固定的扑翼轴管；在翼片的一侧还设有一根固定连接在飞行器机架上的竖直操纵轴管，操纵轴管与扑翼轴管平行排列，操纵轴管与扑翼轴管的上端均设有U形叉，下端均设有向前后分别伸出的支架；在操纵轴管与扑翼轴管之间设有横向的上扑翼臂和下扑翼臂，上扑翼臂和下扑翼臂等长且上下平行排列，上扑翼臂和下扑翼臂的两端设有水平的U形叉，上扑翼臂通过两端的U形叉分别铰接在操纵轴管与扑翼轴管上端的U形叉上 ，下扑翼臂通过两端的U形叉分别铰接在操纵轴管与扑翼轴管下端的支架上，由此形成一个由扑翼轴管、操纵轴管、上扑翼臂、下扑翼臂组成的平行四边形驱动机构；下扑翼臂上铰接有驱动连杆，通过驱动机构带动驱动连杆上下往复运动，从而拉动平行四边形驱动机构上下平动，使扑翼轴带动翼片上下平动。

所述扑翼轴上连接有转向操纵机构，由转向操纵机构通过控制扑翼轴的转向来实现对翼片转向角度的控制；所述扑翼轴管上连接有俯仰操纵机构，由俯仰操纵机构通过控制转动框架的转角来实现对翼片前沿俯仰角度的控制。

所述转向操纵机构的具体方案为：所述操纵轴管的内圈嵌装有可绕其内圈转动且轴向位置固定的操纵轴，操纵轴的下端固定连接横向的方向操纵臂，扑翼轴和操纵轴的上端分别通过一个万向节连接有一根竖直向上伸的方向轴，方向轴的上端固定连接有水平向后伸的方向臂，两方向臂的末端用一根方向连杆铰接；所述方向轴的杆体活动套接在方向轴管内，方向轴管的外壁通过弯杆固定连接在上扑翼臂上；通过操纵方向操纵臂控制操纵轴转动，进而带动扑翼轴转动，使扑翼轴带动翼片转动方向。