[发明专利]一种扑折一体化的仿蝙蝠扑翼飞行器

说明书

一种扑折一体化的仿蝙蝠扑翼飞行器属仿生扑翼飞行器结构设计领域，本发明以直流无刷电机组为驱动机构，通过二级圆柱齿轮减速器降低转速并增大扭矩；双曲柄扑动机构将电机的旋转运动转化为飞行器的往复扑翼运动；单级圆锥齿轮改变旋转运动方向，再通过曲柄滑块机构将旋转运动转化为飞行器翅膀的折叠运动，所有机构都安装在机身机架上。本飞行器下冲程过程中翅膀逐渐展开，并在下扑极限处完全展开；上冲程过程中翅膀逐渐收缩，并在上扑极限处翅膀完全折叠。本发明更加贴近了蝙蝠的飞行机理，有利于提升仿生飞行器的升力，并为飞行器的保护和储存提供了便利。

技术领域

本发明属仿生扑翼飞行器结构设计领域，具体涉及一种扑动和折叠一体化的仿蝙蝠扑翼飞行器结构设计。

背景技术

微型飞行器经过多年的发展，固定翼和旋翼微型飞行器研制技术已经相当成熟，均已广泛应用。但这两种飞行器有自身的局限性，效率不高、灵活性不足，不能适用于所有的工作环境。而扑翼飞行器在进行扑翼飞行时，翼尖涡在翼尖处产生低压区域，与前缘涡相互作用，从而提高自身的升力，充分、高效的利用了涡流能量。同时拍-挥机制、快速旋转、前缘涡导致的失速延迟、尾迹捕捉和被动俯仰等非定常流动机理，使扑翼飞行器在具备固定翼和旋翼的优点下，还可以实现快速起飞、爬升和降落、悬停、滑翔等运动，具有很高的灵活性和机动性。因此，许多科学家认为扑翼飞行器是最具有前景及发展空间的一类飞行器，近些年来一直是国内外研究的热点。

欧美一些发达国家对扑翼飞行器的研究及研制处于世界领先地位，研制的扑翼飞行器已经应用于民用和军事领域，并取得了很好的成效。我国在扑翼飞行器研制方面与国外有着不小的差距，因此我国扑翼飞行器在军事和民用方面得使用的非常少。目前扑翼飞行器的翅膀设计大部分为刚性体，飞行时翅膀面积和外形固定不变，与扑翼飞行生物扑动时翅膀结构变化不同，导致扑翼飞行器升力不足，也不利于扑翼飞行器的保护和储存。本设计旨在设计一种扑动和折叠一体化的仿蝙蝠扑翼飞行器，以解决上述问题。

发明内容

本发明由驱动机构A、减速机构B、换向机构C、折叠机构D、扑动机构E、翅膀骨架F、尾翼G组成，其中驱动机构A后端通过中心凸台7和电机支架3与机身骨架连接，前端直流无刷电机1输出轴5与减速机构B连接，位于飞行器的中心位置；减速机构B后端的高速齿轮15通过轴承组I14与驱动机构A连接，前端输出齿轮11与扑动机构E连接，位于飞行器的前端；换向机构C竖直端圆锥齿轮18与减速机构B输出轴II17连接，水平端圆锥齿轮21与折叠机构D连接，中心对称分布驱动机构A的左右两端；折叠机构D的滑块25与翅膀骨架F固定轴31连接；扑动机构E曲柄29与减速机构B输出轴II17连接，位于减速机构B前端的左右两侧，摇杆26与翅膀骨架F连接；翅膀骨架F与扑动机构E和折叠机构D连接，位于飞行器左右边的最外侧；尾翼G固定在机身骨架上，位于飞行器的尾端。