[发明专利]一种仿蜻蜓式扑翼飞行器

说明书

一种仿蜻蜓式扑翼飞行器包括机头、机身、四个支撑架、两个前扑翼、两个后扑翼和尾翼；机身包括机壳和四个动力系统；每个动力系统包括舵机、电机、减速器、主动齿轮、舵机连接件、小轴承、扭转件、大轴承、L形传动轴、翅膀连接件、从动齿轮和U形连接件；本发明效果：舵机、电机的转动直接转换为前扑翼和后扑翼的扑动和旋转，不需要中间机构，可使飞行器完成各种较复杂的动作，使其更接近真实蜻蜓飞行。扑翼的扭转和扑动两种动作可以单独进行，也可以同时协作。两个前扑翼和两个后扑翼均装有各自独立的动力系统，工作条件互不影响，即使有一个发生故障，另外三个仍可正常运行，从而实现扑翼飞行器的平稳降落。

技术领域

本发明属于扑翼飞行器技术领域，特别是涉及一种仿蜻蜓式扑翼飞行器。

背景技术

现如今，旋翼飞行和固定翼飞行的各项理论、技术都已经较为成熟，但最先出现在人类脑海里的扑翼飞行却由于各方面原因一直只能停留在模型制作和设想阶段，直到20世纪70年代之后才出现较为系统的研究。在军事和民用需求的推动下，微型飞行器逐渐受到各界人士的重视，在传统气动布局和飞行模式下很难设计、制造出微型飞行器，但大自然所创造的“微型飞行器”几乎随处可见，不管是小体积的鸟类、昆虫还是蝙蝠，经过数万年的进化后，它们都是飞行的“佼佼者”，而它们的飞行方式又都是扑翼飞行。因此扑翼飞行的相关研究是飞行器进步发展的必然方向。

随着近现代材料、动力、加工技术，特别是微电机技术(MEMS)的进步，已经能够制造出接近实用的扑翼飞行器。这些飞行器以微小型无人扑翼为主，也有大型载人扑翼机试飞。目前研制成功的扑翼飞行器虽然已经能够实现较好的飞行与控制，但由于理论知识不足和能源供给等问题使其无法像鸟类、蝙蝠或昆虫那样进行长时间、远距离的飞行，因此距实用仍有一定差距，在短时间内仍无法广泛应用，只能在一些“条件适宜”的环境中飞行、应用。

扑翼飞行器设计集仿生学、空气动力学、机械结构、能源、通信、控制和材料等多学科交叉技术于一身，研究、设计和制造过程中涉及的学科范围广，且其自身相对于目前现有的飞行器具有垂直起降、机械效率高、能耗小、适用范围广等众多优点，在军事、民用及科研领域有着广阔的发展空间。但由于鸟类和昆虫飞行所涉及的空气动力学、生物学等知识还未研究透彻，设计制造仿生类扑翼飞行器理论基础还不充分。

目前，仿蜻蜓扑翼飞行器采用机械传动方式来驱动机翼运动，这是多数扑翼飞行器采用的驱动方式，技术较为成熟，驱动方案种类、样式较多。最新的微电机技术，也属于机械传动驱动。但目前较为成熟的机械传动驱动方式如曲柄滑块驱动、凸轮弹簧驱动、单曲柄双摇杆驱动和双曲柄双摇杆驱动等都只能实现机翼的上下扑动，无法使机翼发生旋转，且传动组件多，能量损耗多、效率低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种仿蜻蜓式扑翼飞行器。