[發明專利]一種錐形旋轉撲翼飛行器

有效

• 申請號: 201410234062.9
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN103991540A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 王志成
• 申請（專利權）人: 佛山市神風航空科技有限公司
• 主分類號: B64C33/00
• 分類號: B64C33/00;B64C33/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一種錐形旋轉撲翼飛行器，屬飛行器技術領域，尤其涉及一種翼片作旋轉運動的飛行器。

背景技術

傳統的撲翼飛行器是靠曲軸連桿機構驅動撲翼，撲翼上下撲動而產生推力，其效率較低，不方便調整推力方向，較難垂直升降，且對撲翼材料的疲勞強度要求較高。

發明內容

本發明的目的是克服傳統撲翼飛行器的上述缺陷，發明一種效率較高且機動靈活的錐形旋轉撲翼飛行器。

本發明采用如下技術方案：一種錐形旋轉撲翼飛行器包括機身、起落架、能源系統、操控系統、左錐形旋轉撲翼、右錐形旋轉撲翼、尾桿、尾翼和配重平衡桿。能源系統包括左電機、左減速齒輪組、右電機、右減速齒輪組、方便充電的鋰電池及電機調速控制裝置，左電機和右電機參數相同，左減速齒輪組和右減速齒輪組的參數也相同；操控系統包括無線電導航裝置和舵機；機身為框架結構，用碳纖維復合材料制成；起落架為后三點式；尾桿水平布置，尾桿的前端與機身尾部相連，尾翼通過操控系統的一個舵機與尾桿相連于尾桿的后端，尾翼起平衡及俯仰飛行姿態控制作用；左錐形旋轉撲翼和右錐形旋轉撲翼結構相同，它們分別對稱布置于機身的左右兩側并分別在左電機和右電機的驅動下提供推力。該飛行器可垂直升降和懸停，效率較高且機動靈活。

左錐形旋轉撲翼由左主軸、左轉臂、左翼軸定位器、左翼軸、左翼片、左導向桿和左導向器組成；右錐形旋轉撲翼由右主軸、右轉臂、右翼軸定位器、右翼軸、右翼片、右導向桿和右導向器組成；左主軸與右主軸在同一直線上，左主軸通過左減速齒輪組與左電機相連，右主軸通過右減速齒輪組與右電機相連，左電機和右電機分別單獨驅動左錐形旋轉撲翼和右錐形旋轉撲翼轉動，該結構簡單，重量輕，效率較高且機動靈活。

左錐形旋轉撲翼的具體結構為：左主軸一端通過軸承與機身相連，左轉臂的一端與左主軸的另一端垂直固連，左轉臂的另一端與左翼軸的一端固連，左翼軸與左轉臂的夾角為銳角，在30°~45°之間，左翼軸、左轉臂和左主軸處于同一平面內；左翼軸的另一端通過軸承與左翼片相連于左翼片前緣處，左翼軸與左翼片前緣平行，左翼片能繞左翼軸靈活轉動；左翼片的靠近左轉臂的端面即左翼片的根部端面與左翼片的前緣垂直。左翼軸定位器在左翼片和左轉臂之間，左翼軸穿過左翼軸定位器并被左翼軸定位器套住，左翼軸能繞左翼軸定位器中心轉擺，但不能作軸向移動。左翼軸定位器采用旋轉關節軸承。左導向桿由左圓桿、左U形叉和左銷軸組成；左圓桿的一端與左U形叉的封閉端固連，左圓桿與左U形叉連成一條直線，左導向桿通過其左U形叉的開口端安裝的與左圓桿垂直的左銷軸與左翼片活連于左翼片的根部并靠近左翼軸處，左銷軸垂直過左翼片前緣和后緣的平面，左U形叉厚度方向的凈空距離確保夾著的左翼片能在左U形叉內靈活地作左翼片平面方向的擺動。左導向器由左直線軸承固定鑲入左萬向軸承中而構成；左導向器通過其左萬向軸承的外殼與機身相連。左圓桿的另一端穿過左導向器的左直線軸承，左圓桿能在左直線軸承中靈活地作往復直線運動，左圓桿能繞左導向器的中心靈活轉擺。組成左導向桿的左U形叉有足夠的長度，以確保左翼片整個轉動過程不會被卡住；左圓桿有足夠的長度以確保在左翼片整個轉動過程中左圓桿不脫出左導向器；左導向器盡可能靠近左翼軸定位器安裝，但應確保在左翼片整個轉動過程中左翼片和左U形叉不會碰觸到左導向器；左主軸和左翼軸定位器分別在左轉臂旋轉平面的兩側，左翼軸定位器在左主軸的延長線上，左導向器與左翼軸定位器在左轉臂旋轉平面的同一側；左導向器到左轉臂旋轉平面的距離在左翼軸定位器到左轉臂旋轉平面的距離的1.8倍~2.5倍之間。

左錐形旋轉撲翼的工作原理是：左電機經左減速齒輪組減速后將動力傳遞給左主軸，左主軸轉動帶動左轉臂旋轉，左轉臂帶動左翼軸轉動，在左翼軸的牽引下左翼片轉動，由于左導向桿和左導向器的限制，左導向器始終處于過左翼片前緣和后緣的平面內或附近，左翼片旋轉時其攻角在一個工作周期即旋轉一圈內會發生有規律的變化，符合高升力機制，有利于產生推力。由于左導向器接近左翼軸定位器安裝，在一個周期內，左翼片下撲產生的效果遠大于上撲，產生升力的效率較高。改變轉速會改變推力的大小，推力的方向是通過改變左導向器與左主軸的相對方位及高度來實現的。由于左翼軸與左轉臂的夾角為銳角，且受左翼軸定位器的限制，在左翼軸定位器的左右兩側，左翼軸的旋轉軌跡為錐形，僅需較短的左轉臂，左翼片的撲動范圍較大，效率高，該結構簡單緊湊，結構重量輕；由于左翼片作錐形圓周轉動，轉速可較高，能產生較大的推力，且對材料的疲勞強度要求不高。