[發明專利]撲翼機的仿鳥類與蝙蝠的可折疊機翼

有效

• 申請號: 201810812761.5
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN108945431B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 陳昂;楊文青;宣建林;宋筆鋒;薛棟;梁少然;年鵬
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B64C33/02
• 分類號: B64C33/02
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 席小東

本發明提供一種撲翼機的仿鳥類與蝙蝠的可折疊機翼，包括內主梁(1)、內前梁(1A)、內后梁(1B)、中主梁(2)、中前梁(2A)、中后梁(2B)、外主梁(3)、第1仿生翼肋(4)、第2仿生翼肋(5)、滑槽連桿(6)、十字撲動軸(7)、第2折疊連桿(9B)和折疊控制器；優點為：撲動翼的結構參考了飛行脊椎動物的翼的解剖學共同特征，模仿肱骨、尺撓骨、掌指骨，將撲動翼分為內段、中段、外段；每段由內主梁、中主梁、外主梁承受主要載荷，和前后副梁與其他輔助連桿通過若干轉動副、滑動副相連，構成一個復雜的多連桿機構，可以準確地模擬飛行脊椎動物的折疊動作。具有氣動效率高、仿生程度高以及可控性好的優點。

技術領域

本發明屬于撲翼飛行器的機翼設計技術領域，具體涉及一種撲翼機的仿鳥類與蝙蝠的可折疊機翼。

背景技術

微型撲翼飛行器是一種模仿鳥類飛行的新概念飛行器，具有體積小、重量輕、機動靈活、效率高等優勢，若搭載傳感器和相關的數據傳輸和飛行控制系統，形成微型撲翼無人機平臺，就會具有廣闊的應用前景。圍繞這一課題，各國已經研制出了可控飛行的撲翼飛行器，其中較成功的有美國AeroVironment公司與加利福尼亞大學合作的“Microbat”以及荷蘭Delft大學的“Delfly”等，但這些撲翼飛行器距離實用無人機系統的飛行器平臺都有一定的距離，這主要體現為飛行時間有限，有效載荷小，操縱控制難度大等方面。究其原因，機翼的氣動效率低、功率消耗大、仿生程度低、可靠性差是相當重要的因素。

目前已經實現飛行的撲翼機多采用平板翼型機翼，研究表明，這類機翼的升力系數較小，為了產生足夠的升力需要較大的迎角，這就增大了阻力，升阻比較小，導致氣動效率低，影響撲翼機的整體性能。而鳥類的撲翼模式中，上撲的展向折疊運動顯著減小了負升力的產生，現有的各種撲翼機翼還與之相去甚遠。

中國專利公開號CN100467347C，公開日2009年3月11日，發明名稱為一種兩段式微型撲翼飛機機翼，該專利公開了一種微型撲翼飛機的機翼，分為內外兩段，外翼段為平板翼型，內翼段為弧度翼型，外翼段有前主梁和斜梁，內翼段有互相平行的前主梁和尾梁。其不足之處是，內翼段與外翼段外形和結構剛度變化較為突然，易造成結構破壞，可靠性差，機翼整體氣動效率會降低，且機翼為單純的上下撲動，仿生程度低，相比于鳥類氣動效率較低。

中國專利公開號CN2918218Y，公開日2007年7月4日，發明名稱為可折兩段式撲翼機機翼。該專利公開了一種可折疊兩段式撲翼機機翼，分為可對折的內翼段和外翼段，由傳動曲軸和拉桿配合，在機翼上下撲動的同時產生內外翼段的相對折疊運動，模擬海鷗等鳥類飛行時的撲翼狀態。其不足之處是，撲翼的折疊方式為上下彎折，而非如真實鳥類一般的延展向平面內的折疊，折疊鉸鏈處受力條件惡劣，曲軸、拉桿結構的強度和重量矛盾尖銳，難以同時具備足夠的強度并且輕量化，這就導致機翼壽命下降，可靠性差。

中國專利公開號CN101492094A，公開日2009年7月29日，發明名稱為一種能夠單向彎曲的微型撲翼機的機翼。該專利公開了一種能夠單向彎曲的撲翼，其展向梁斷開為兩段，在斷開處上下表面分別固定可伸縮的彈性材料和可單向變形的連接片，實現下撲時撲翼完全展開，上撲時撲翼部分折疊的效果。其不足之處是，折疊效果完全由彈性材料在氣動力的作用下被動產生，當撲翼撲動頻率較高時，折疊效果會受到相當程度的削弱，折疊效果受撲動頻率限制，對撲動頻率變化的響應不可控；彈性材料的老化和壽命直接影響撲翼整體的性能和壽命。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種撲翼機的仿鳥類與蝙蝠的可折疊機翼，可有效解決上述問題。

本發明采用的技術方案如下：

本發明提供一種撲翼機的仿鳥類與蝙蝠的可折疊機翼，包括內主梁(1)、內前梁(1A)、內后梁(1B)、中主梁(2)、中前梁(2A)、中后梁(2B)、外主梁(3)、第1仿生翼肋(4)、第2仿生翼肋(5)、滑槽連桿(6)、十字撲動軸(7)、第2折疊連桿(9B)和折疊控制器；