[發明專利]一種多維動態主動變體撲翼飛行器

有效

• 申請號: 201310292251.7
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN103381886A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 段文博;昂海松
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64C33/02
• 分類號: B64C33/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明涉及一種多維動態主動變體撲翼飛行器，其屬于特種飛行器領域。

背景技術

目前的飛行器主要是固定翼形式，鳥類撲動翼的飛行原理不同于固定翼飛機，其不用螺旋槳或噴氣推進，靠撲翼的拍動就可以既產生升力又產生推力，它改變了人們傳統上飛行器設計的觀念。

單純地模仿鳥撲動飛行的微型撲翼飛行器雖已獲得成功，但是現有的撲翼飛行器僅僅是上下單自由度撲動，機翼基本形狀不變，蒙皮在慣性力和氣動力作用下產生的“被動柔性變形”，撲動機構耗能大，氣動效率低。實際鳥翅膀不僅有撲動，且有復雜的形狀“收放”大變形。特別是大鳥，撲動頻率低，特殊的翅膀結構變形消耗能量很小，飛行距離遠。

因此，確有必要對現有技術進行改進以解決現有技術之不足。

發明內容

本發明提供一種仿大鳥撲翼骨骼變形的多維動態主動變體撲翼飛行器，以提高飛行效率和減少能耗。

本發明采用如下技術方案：一種多維動態主動變體撲翼飛行器，包括機身、位于所述機身兩側的撲翼、位于機身后側的尾翼、安裝于所述機身中的控制系統及由電路與所述控制系統相連的作動系統，所述撲翼包括翼蒙皮和撲翼前緣骨架，所述撲翼前緣骨架包括擺桿、肱骨支桿、橈骨支桿、尺骨支桿和掌骨支桿。

所述作動系統包括撲翼上下撲動機構、位于所述撲翼上下撲動機構兩側的撲翼俯仰機構、尾翼俯仰偏轉舵機和撲翼變體機構，所述撲翼上下撲動機構、撲翼俯仰機構和尾翼俯仰偏轉舵機位于所述機身中，所述撲翼上下撲動機構位于所述控制系統的前側并與控制系統相連，所述尾翼俯仰偏轉舵機位于所述控制系統的后側并與控制系統相連，所述撲翼變體機構位于所述機身的兩側。

所述撲翼變體機構包括肱骨支桿根部鉸鏈、肱骨支桿與尺骨支桿連接的鉸鏈、尺骨支桿與掌骨支桿連接的鉸鏈、肱骨支桿曲臂、變體拉桿、肱骨支桿曲臂與變體拉桿及橈骨支桿連接的球鉸鏈、橈骨支桿曲臂與掌骨支桿曲臂連接的球鉸鏈、變體舵機、變體舵機搖臂、變體拉桿與變體舵機搖臂連接的球鉸鏈；擺桿通過鉸鏈與肱骨支桿相連，肱骨支桿通過鉸鏈與尺骨支桿相連，尺骨支桿通過鉸鏈與掌骨支桿相連，肱骨支桿曲臂通過鉸鏈與變體拉桿及橈骨支桿相連，橈骨支桿曲臂通過鉸鏈與掌骨支桿曲臂相連，變體拉桿通過鉸鏈與變體舵機搖臂相連；所述變體舵機與所述控制系統相連，變體舵機與撲翼上下撲動機構在控制系統程序控制下作同步運轉：當撲翼向下撲動時，變體舵機搖臂向機身方向偏轉，撲翼前緣骨架呈平直展開狀態，撲翼面積增大；當撲翼向上撲動時，變體舵機搖臂向外展方向偏轉，撲翼前緣骨架呈多折和展向收縮變形狀態，撲翼面積減小；在每次撲動周期中，實現撲翼動態變體撲動。

本發明具有如下有益效果：

（1）本發明多維動態主動變體撲翼飛行器可提高下撲時的升力，減小撲翼飛行器上撲時的阻尼力，能夠低頻率撲動飛行，從而大大減少能量的消耗；

（2）本發明多維動態主動變體撲翼飛行器能夠主動改變撲翼俯仰角度，從而調節升力與阻力，并能夠控制尾翼俯仰角，具有靈活機動飛行能力。

附圖說明

圖1為本發明多維動態主動變體撲翼飛行器的總體結構示意圖。

圖2為本發明多維動態主動變體撲翼飛行器展開時的布局圖。

圖3為本發明多維動態主動變體撲翼飛行器的撲翼上仰狀態控制示意圖。

圖4為本發明多維動態主動變體撲翼飛行器的撲翼下俯狀態控制示意圖。

圖5為本發明多維動態主動變體撲翼飛行器的撲翼骨架結構示意圖。

圖6為本發明多維動態主動變體撲翼飛行器的作動系統示意圖。

圖7為本發明多維動態主動變體撲翼飛行器的撲翼上下撲動機構示意圖。

圖8為本發明多維動態主動變體撲翼飛行器的下撲展開時翼骨結構圖。

圖9為本發明多維動態主動變體撲翼飛行器的上撲收縮時翼骨結構圖。

其中：