[發(fā)明專利]一種振翅仿真式的撲動機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810929627.3
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN109018339B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張進(jìn);劉景源;吳錦武
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號: B64C33/00
• 分類號: B64C33/00
• 代理公司: 南昌市平凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 36122
• 代理人: 許艷

本發(fā)明公開了一種振翅仿真式的撲動機(jī)構(gòu)，包括前翅、鉸鏈、萬向節(jié)頭I、U型框架、后翅、萬向節(jié)頭II、拉桿I、T型板、滑塊、以及凸輪機(jī)構(gòu)，U型框架兩側(cè)的上端各開一斜V型缺口，前翅根部通過萬向節(jié)頭I與后翅根部連接，后翅通過萬向節(jié)頭II與U型框架上端后部分連接。本發(fā)明在下?lián)鋾r后翅繞過萬向節(jié)頭I和萬向節(jié)頭II的軸線向上轉(zhuǎn)動，前翅后緣覆蓋后翅前緣，前翅和后翅上下表面壓差增大，向上的氣動力增大，上撲時后翅繞過萬向節(jié)頭I和萬向節(jié)頭II的軸線向下轉(zhuǎn)動，落在V型缺口斜邊上，前翅與后翅分離，前翅和后翅上下表面壓差減小，向下的氣動力減小，從而在一個撲動周期內(nèi)，產(chǎn)生向上的升力，而且整個結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，制作成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛行器制造領(lǐng)域，尤其涉及一種振翅仿真式的撲動機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

自20世紀(jì)九十年代以來，世界許多國家都在努力發(fā)展微型飛行器，而在低雷諾數(shù)飛行中，仿鳥或昆蟲的撲翼飛行器比固定翼或旋翼模式的微型飛行器飛行效率高。

盡管人類對撲翼飛行器空氣動力學(xué)的理論研究取得了長足進(jìn)步，但對撲翼的運(yùn)動規(guī)律和運(yùn)動過程中復(fù)雜的氣動力仍認(rèn)識不是很清楚。自然界中生物的飛行，雖無一例外都是采用撲翼飛行方式，但產(chǎn)生升力的方式卻不盡相同。

國外撲翼飛行器的研制，以美國、荷蘭、德國、日本為代表，在美國，除早期的microbat等微型撲翼飛行器外，近十年以來，又有Robobee、Hummingbird和dragonfly微型撲翼飛行器問世。在國內(nèi)，許多高校也開展了撲翼研究。

所以如何設(shè)計(jì)一種振翅仿真式的撲動機(jī)構(gòu)，在一個撲動周期內(nèi)產(chǎn)生向上的升力，而且結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，制作成本低是業(yè)界亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出了一種振翅仿真式的撲動機(jī)構(gòu)，其特征在于：包括U型框架，所述U型框架的兩側(cè)為一對對稱設(shè)置的豎側(cè)板，所述豎側(cè)板的上緣邊的一部分開設(shè)有一個斜V型缺口，其中，該豎側(cè)板的上緣邊的平直部分上具有平直設(shè)置的鉸鏈，該鉸鏈的上部覆蓋安裝有前翅，所述斜V型缺口的上部遠(yuǎn)端處設(shè)有萬向節(jié)頭II，所述萬向節(jié)頭II上覆蓋安裝有后翅，所述前翅的后緣覆蓋在所述后翅的前緣上；所述前翅根部具有一根翅架桿，所述翅架桿的中部設(shè)有帶動前翅做振翅運(yùn)動的鉸接位，且翅架桿的遠(yuǎn)端部安裝有萬向節(jié)頭I，所述后翅的根部安裝在所述萬向節(jié)頭I上，所述翅架桿的鉸接位上連接有驅(qū)動前翅和后翅做上下?lián)鋭拥膿鋭域?qū)動結(jié)構(gòu)，所述后翅在上撲運(yùn)動時繞過萬向節(jié)頭I和萬向節(jié)頭II的軸線向下轉(zhuǎn)動，進(jìn)而使得后翅收落在V型缺口斜邊上。

進(jìn)一步地，所述撲動驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括倒立垂直置入到U型框架內(nèi)的T型板，所述T型板的豎板沿著長度方向開設(shè)有一條豎向的中間槽，所述中間槽內(nèi)設(shè)有置入槽內(nèi)的滑塊，所述滑塊上鉸接有一對對應(yīng)于兩邊翅架桿的拉桿I，所述拉桿I的端部與翅架桿上的鉸接位相鉸接，所述滑塊連接有帶動其在中間槽內(nèi)做上下往復(fù)運(yùn)動的凸輪機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述凸輪機(jī)構(gòu)包括固定在U型框架的底板上的電機(jī)、安裝在電機(jī)輸出軸上的曲柄、以及和曲柄相鉸接的拉桿II，所述拉桿II的上端部鉸接在滑塊上。

進(jìn)一步地，所述斜V型缺口的兩條斜邊其中一邊和豎側(cè)板的平直邊垂直，另一邊與這邊夾角為60°。

本發(fā)明的U型框架兩側(cè)的豎側(cè)板上端各開一斜V型缺口，斜V型缺口一邊鉛垂另一邊傾斜，進(jìn)而將豎側(cè)板分成前部分和后部分，前部分與前翅通過鉸鏈連接，前翅根部具有一根翅架桿，翅架桿后端通過萬向節(jié)頭I與后翅根部連接，后翅通過萬向節(jié)頭II與U型框架上端后部分連接，翅架桿鉸接位與拉桿I一端連接，拉桿I另一端與T型板長槽中的滑塊連接，滑塊與拉桿II一端連接，拉桿II另一端與曲柄一端連接，曲柄另一端與電機(jī)軸連接，T型板與U型框架兩側(cè)鉚接；所述的控制方式為：電機(jī)帶著曲柄轉(zhuǎn)動，通過拉桿II使滑塊在T型板長槽中上下滑動，通過拉桿I帶動前翅和后翅同時下?lián)浠蛲瑫r上撲，下?lián)鋾r，后翅繞過萬向節(jié)頭I和萬向節(jié)頭II的軸線向上轉(zhuǎn)動，前翅后緣覆蓋后翅前緣，前翅與后翅形成一整體下?lián)洌蠐鋾r，后翅繞過萬向節(jié)頭I和萬向節(jié)頭II的軸線向下轉(zhuǎn)動，后翅落在V型缺口斜邊上，前翅與后翅分離。