[实用新型]一种仿生扑翼飞行器

说明书

本实用新型提供了一种仿生扑翼飞行器，其包括机架，所述机架上设有传递电机旋转运动的齿轮和传动构件，所述机架的两侧分别设有内翼、外翼、内翼扭转机构、内翼驱动机构和外翼驱动机构，所述机架的后部连接尾翼，所述齿轮通过传动构件与内翼连接，所述外翼驱动机构与外翼连接；所述内翼包括内翼上杆和内翼下杆，所述内翼上杆、内翼下杆与外翼铰接；所述内翼驱动机构通过内翼扭转机构与内翼上杆连接。采用本实用新型的技术方案，实现扑动、折叠及内外翼的自主俯仰，能够同时实现上下扑动和展向上的折曲运动，更加真实的模拟了大型鸟类飞行时翅膀的运动，有助于提高飞行器的升力、推力等气动性能；结构简单，传动平稳，便于制造，成本低。

技术领域

本实用新型涉及一种飞行器，尤其涉及一种仿生扑翼飞行器。

背景技术

微型扑翼飞行器是一类无人驾驶的飞行器，它是模拟鸟类、蝙蝠和昆虫等自然生物的飞行特性，以达到最大的飞行效率和机动性。

根据数十年来国内外研究者对多种鸟类飞行动态图像的观察测量，并提取其共性特征，将大鸟的扑动分为三个阶段①下扑阶段：飞羽紧闭，整个翼面成为一张基本不透气的面，翅膀略下倾，气流相对翼剖面成正攻角，在翼面上产生向上升力和朝前的推进力；②停留阶段：鸟翼稍作停顿，并调整翅膀姿势和飞羽的排列，为翅翼的上扑作准备；③上扑阶段：飞羽散开，上下翼面间形成许多缝隙，鸟翼略上倾，气流相对鸟翼剖面的攻角在内段为正，外段为负，这样在翼面内、外段部分上产生相反的升力和推进力。

目前已有的扑翼机构主要有以下几种：（1）只能实现上下扑动的仿生扑翼飞行器，目前大多数的小型扑翼飞行器采用这种方式；（2）能实现上下扑动及扭转运动的仿生扑翼机构，即是单段翅附带有翅翼的扭转运动；（3）能实现上下扑动及折叠运动的仿生扑翼机构，即是多段翅的运动方式，这种常用于尺寸较大的仿鸟扑翼飞行器；（4）能实现上下扑动及折叠运动的同时，可以实现部分翅膀的整体俯仰的仿生运动，此种机构可以模拟真实鸟类在扑动时攻角上的变化。但是目前，目前的两段式的扑翼机构还不能同时实现上下扑动和展向上的折曲运动，飞行的气动性能还有待提高。

实用新型内容

针对以上技术问题，本实用新型公开了一种仿生扑翼飞行器，能够同时实现上下扑动和展向上的折曲运动，具有更好的飞行效率和最佳的气动性能。

对此，本实用新型的技术方案为：

一种仿生扑翼飞行器，其包括机架，所述机架上设有传递电机旋转运动的齿轮和传动构件，所述机架的两侧分别设有内翼、外翼、内翼扭转机构、内翼驱动机构和外翼驱动机构，所述机架的后部连接尾翼，所述齿轮通过传动构件与内翼连接，所述外翼驱动机构与外翼连接；所述内翼包括内翼上杆和位于内翼上杆下方的内翼下杆，所述内翼上杆、内翼下杆分别与外翼铰接；所述内翼驱动机构通过内翼扭转机构与内翼上杆连接。

采用此技术方案，飞行器能在上下扑动的同时实现折叠运动，实现翅膀的俯仰运动沿展向扭转角非线性变化，而且内外翼分开控制，可以更方便实现想要的组合扭转运动；而且传动平稳，便于制造，成本低。

内翼和外翼铰接，实现上下扑动时翅膀的折叠运动；通过内翼扭转机构带动内翼扭转，从而通过内翼上杆和内翼下杆与外翼的铰接件，带动外翼的扭转，同时使得所述外翼的扭转角度大于内翼的扭转角度，实现翅翼弦向上的非线性扭转变化，靠近翼尖处扭转幅度越大，越靠近翼根处幅度越小。

作为本实用新型的进一步改进，所述内翼扭转机构包括内翼扭转杆和扭转支撑杆，所述内翼驱动机构与内翼扭转杆连接，所述内翼扭转杆与扭转支撑杆连接，所述扭转支撑杆与内翼上杆连接。

进一步的，所述内翼驱动机构设在内翼扭转机构中。更进一步的，所述内翼驱动机构设在内翼扭转杆的一端。

采用此技术方案，将内翼驱动机构安装在扭转机构中，通过控制内翼驱动机构、外翼驱动机构的扭转运动就可以实现内外翼的俯仰运动，实现外翼扭转角度比内翼的扭转角度要大。