[发明专利]一种扑翼结构及飞行器

说明书

本发明涉及一种扑翼结构及飞行器，包括机架，机架的两侧分别转动安装有机翼组件，机翼组件能够在水平方向内往复摆动；所述机翼组件包括摆臂与翼板构件，摆臂与机架转动连接，摆臂能够在水平面内摆动；摆臂与翼板构件转动连接，翼板构件的转动轴线水平，翼板构件能够相对于摆臂在设定角度范围内摆动；在机翼组件整体朝着设定水平方向摆动时：翼板构件能够以自身转动轴线为旋转中心，朝着与设定水平方向相反的方向转动至极限位置，以使得翼板构件的延伸方向与机翼组件的前进方向相反。

技术领域

本发明属于飞行器技术领域，具体涉及一种扑翼结构及飞行器。

背景技术

扑翼飞行器是一种依据鸟类和昆虫飞行结构和原理研制的一种飞行器，与传统的固定翼和旋翼飞行器相比，具有飞行效率高，可以实现垂直起落等特点。由于其功能拓展性强，在很多领域都发挥着重要的作用，特别是翼展为150mm以下的扑翼飞行器具有很大的实用价值。但发明人认为，现有的扑翼飞行器还存在下述缺陷：

(1)由于机翼的往复运动所产生的惯性力和翼面所受空气阻力对飞行器扑打频率有很大的影响，对于电机的扭矩要求大。

(2)不能快速有效的进行扑翼飞行器姿态控制，飞行器灵活性不能达到理想的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种扑翼结构及飞行器，能够解决现有扑翼飞行器中机翼扑打频率受惯性力及空气阻力影响大、飞行器姿态控制不灵活等问题。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供一种扑翼结构，包括机架，机架的两侧分别转动安装有机翼组件，机翼组件能够在水平方向内往复摆动，以实现拍打。

所述机翼组件包括摆臂与翼板构件，摆臂与机架转动连接，摆臂能够在水平面内摆动；摆臂与翼板构件转动连接，翼板构件的转动轴线水平，翼板构件能够相对于摆臂在设定角度范围内摆动。

在机翼组件整体朝着设定水平方向摆动时：翼板构件能够以自身转动轴线为旋转中心，朝着与设定水平方向相反的方向转动至极限位置，以使得翼板构件的延伸方向与机翼组件的前进方向相反。翼板构件在机翼组件往复摆动时均能够提供上升的动力。

作为本发明第一方面的进一步限定，所述翼板构件能够在第一极限位置与第二极限位置之间摆动，所述第一极限位置或第二极限位置与机架的相对位置能够调节，以改变翼板构件朝不同方向摆动的最大角度。

作为本发明第一方面的进一步限定，所述翼板构件包括翼梁，翼梁的一端与摆臂转动连接，所述翼梁靠近摆臂的一端套接有球头，机架的每一侧分别设置曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构中的曲柄为主动件，连杆为从动件，连杆的末端套设在处于机架同侧的球头的外部，所述球头能够在连杆的驱动下，沿水平方向往复平动。

作为本发明第一方面的进一步限定，机架的每一侧设置有两个所述的曲柄连杆机构，两个曲柄连杆机构分别设置在机翼组件沿摆动方向的两侧；两个曲柄连杆的末端分别套设在同侧球头外部。

本发明的第二方面提供一种飞行器，包括上述的扑翼结构。

以上一个或多个技术方案的有益效果为：

(1)采用机翼组件沿机架在水平面内往复摆动的方式，实现了机翼组件的前后拍打，相对于传统扑翼结构中，机翼组件上下扑打的方式来说，能产生波动幅度较小的连续正升力，同时能大大减小扑动时空气阻力的影响，提高工作效率。

(2)采用摆臂和翼板构件来组成机翼组件，在机翼组件整体沿水平方向扑打的同时，翼板构件能够在设定角度范围内沿摆臂转动，使得翼板构件能够在受到空气阻力时，朝向与机翼组件整体运动方向相反的方向转动一定角度。

因为翼板构件能够沿摆臂转动，机翼组件整体朝不同方向摆动时，空气阻力均能够在翼板构件受到空气阻力的侧面处产生竖直朝上的分力，为整个扑翼结构提供升力。