[發(fā)明專(zhuān)利]一種新型仿蜻蜓翅膀柔性撲翼

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811241427.5
• 申請(qǐng)日: 2018-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109131876A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯丹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B64C33/02
• 分類(lèi)號(hào): B64C33/02;B64C33/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種新型仿蜻蜓翅膀柔性撲翼，所述仿蜻蜓翅膀柔性撲翼的一端為固定端，另一端為自由端，仿蜻蜓翅膀柔性撲翼至少包括展向梁、弦向梁、柔性關(guān)節(jié)、蒙皮，弦向梁通過(guò)柔性關(guān)節(jié)與展向梁連接，形成骨架，蒙皮包圍在骨架外且用粘接劑或鉚釘固定于骨架上。本發(fā)明提供的新型仿蜻蜓翅膀柔性撲翼，不僅解決了撲翼承載能力和變形之間的矛盾問(wèn)題，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，容易操縱，能夠提高撲翼飛行的氣動(dòng)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及撲翼飛行器領(lǐng)域，尤其涉及一種新型仿蜻蜓翅膀柔性撲翼。

背景技術(shù)

撲翼飛行器的氣動(dòng)效率高，通過(guò)撲翼運(yùn)動(dòng)能夠同時(shí)提供升力和推力。傳統(tǒng)撲翼飛行器多采用剛性機(jī)翼，由于柔性不足、形狀不變，功能比較局限；正在發(fā)展的智能主動(dòng)控制的變形撲翼，涉及智能材料等復(fù)雜技術(shù)，實(shí)現(xiàn)難度較高。而自然界中的昆蟲(chóng)依靠撲翼運(yùn)動(dòng)和翅膀的被動(dòng)變形，具有非常高超的飛行能力，蜻蜓更是其中的佼佼者。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種新型仿蜻蜓翅膀柔性撲翼，所述仿蜻蜓翅膀柔性撲翼的一端為固定端，另一端為自由端，仿蜻蜓翅膀柔性撲翼至少包括展向梁、弦向梁、柔性關(guān)節(jié)、蒙皮，弦向梁通過(guò)柔性關(guān)節(jié)與展向梁連接，形成骨架，蒙皮包圍在骨架外且用粘接劑或鉚釘固定于骨架上。

在一些實(shí)施方式中，所述柔性關(guān)節(jié)使柔性撲翼的弦向梁和展向梁在連接處具有單向可轉(zhuǎn)動(dòng)效果。

在一些實(shí)施方式中，所述柔性關(guān)節(jié)選自扭轉(zhuǎn)彈簧、彈簧鉸鏈、柔性鉸鏈中的至少一種。

在一些實(shí)施方式中，所述展向梁的材料為鋁合金，彈性模量為60-80GPa。

在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述展向梁的材料為鋁合金，彈性模量為72GPa。

在一些實(shí)施方式中，所述弦向梁的材料為鎂合金，彈性模量為40-50GPa。

在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述弦向梁的材料為鎂合金，彈性模量為45GPa。

在一些實(shí)施方式中，所述弦向梁的材料為鈦合金，彈性模量為110-120GPa。

在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述弦向梁的材料為鈦合金，彈性模量為114GPa。

在一些實(shí)施方式中，所述弦向梁的材料為復(fù)合材料。

在一些實(shí)施方式中，所述蒙皮的材料為聚合物薄膜。

在一些實(shí)施方式中，所述骨架的橫截面為“W”型。

在一些實(shí)施方式中，所述骨架的深度為弦長(zhǎng)的0-10％。

本發(fā)明提供的新型仿蜻蜓翅膀柔性撲翼，是一種可被動(dòng)變形的機(jī)翼結(jié)構(gòu)。不僅解決了現(xiàn)有撲翼承載能力和變形之間的矛盾問(wèn)題，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，容易操縱。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供的柔性撲翼不僅具有足夠的承載能力和抗彎剛度，又能夠提高撲翼飛行的氣動(dòng)性能。發(fā)明人認(rèn)為這與機(jī)翼橫截面形狀以及弦向產(chǎn)生的變形有關(guān)。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)設(shè)置柔性關(guān)節(jié)，能夠使柔性撲翼的弦向梁和展向梁在連接處具有單向可轉(zhuǎn)動(dòng)效果。不僅如此，本發(fā)明提供的柔性撲翼整體在展向和弦向具有不同的剛度以滿(mǎn)足各自的需求。

附圖說(shuō)明

圖1為仿蜻蜓翅膀柔性撲翼結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為仿蜻蜓翅膀柔性撲翼的橫截面示意圖；

圖3為展向梁和弦向梁連接處的三種柔性關(guān)節(jié)示意圖；

圖4為變形前后的橫截面示意圖。

圖中各標(biāo)記如下，1為固定端，2為展向梁，3為弦向梁，4為柔性關(guān)節(jié)，5為蒙皮。

具體實(shí)施方式