[實用新型]一種半主動式仿蒲公英微小型飛行器

有效

• 申請號: 201821858149.3
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN209241320U
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 潘定一;曾麗芳;鄧見;邵雪明
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B64C39/00
• 分類號: B64C39/00;B64C27/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本實用新型公開了一種半主動式仿蒲公英微小型飛行器。飛行器以蒲公英為仿生對象，利用其空中漂浮和擴散能力強的特性進行設計。飛行器主要由上旋翼、下旋翼、冠毛翼、主軸和主艙組成。上、下旋翼旋轉方向相反，以平衡反扭矩，雙旋翼在爬升和機動時產生所需的升力與操縱力；旋翼可折疊，能有效節省飛行器存放空間。冠毛翼具有兩層，冠毛翼能夠在下部形成渦環來產生升力，從而延長飛行器的浮空時長。主軸連接共軸雙旋翼系統、冠毛翼系統和主艙。飛行器可具有兩種飛行模式，一種為有動力飛行模式，另一種模式為無動力飛行模式。本實用新型飛行器具有尺寸小、質量輕、耗能低、機動性強及浮空時間長的特征。

技術領域

本實用新型涉及飛行器領域，特指一種半主動式仿蒲公英微小型飛行器。

背景技術

隨著飛行器技術、制造工藝和先進材料應用技術的飛速發展，仿生飛行器的多樣化發展成為可能，仿生技術也越來越受到關注，各類仿生飛行器如雨后春筍般出現，如仿蝙蝠飛行器、仿黃蜂無人機、仿海鷗無人機。大自然始終是工程技術設計的源泉，借鑒鳥類煽動翅膀飛行進行設計的撲翼飛行器、仿大雁飛行的滑翔機，效仿“竹蜻蜓”而設計的直升機等等。對于飛行器，大部分的仿生對象都為鳥類、昆蟲類等動物，而借鑒自然界植物進行仿生還較為罕見。

蒲公英是一種輕質的草本植物，每一個蒲公英種子上有反向傘狀的白色冠毛，蒲公英種子和冠毛組成的整體質量較輕，蒲公英種子這種類似于降落傘的結構極其高效，小蒲公英種子僅靠風力就能飄到幾百甚至上千公里遠。通過研究科學家們發現，當風吹過蒲公英種子冠毛時，會在蒲公英種子周圍移動的空氣之間形成壓力差，壓力差的產生會形成一個穩定在冠毛下方的渦環。渦環可以增加空氣阻力，托起蒲公英種子，延長其在空中漂浮的時間。

本實用新型借鑒蒲公英的結構和氣動特性，結合共軸雙旋翼技術設計一款半主動式的飛行器。本實用新型飛行器具有尺寸小、質量輕、耗能低、機動性強及浮空時間長的特征。飛行器可通過攜帶不同任務載荷進行單體作戰/業，也可通過協同實現多架飛行器集群作戰/業，大大提高效能。此飛行器具有廣泛的應用前景，在民用領域，可用于通訊中繼、導航、遙感、環境氣象觀測等；在軍用領域，可用于偵查、監視、蜂群作戰、空中布雷等。

發明內容

本實用新型的目的在于解決現有技術中存在的問題，結合可折疊翼技術、共軸雙旋翼技術、蒲公英冠毛仿生技術，提出了一款微小型半主動式仿蒲公英微小型飛行器。與傳統飛行器相比，本實用新型飛行器具有尺寸小、質量輕、耗能低、機動性強及浮空時間長的特征。飛行器可通過攜帶不同的任務載荷單體作戰/業也可協同集群作戰/業，大大提高作戰效能。

為實現上述發明目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種半主動式仿蒲公英微小型飛行器，該飛行器包括上旋翼、下旋翼、冠毛翼、主軸和主艙；所述的上旋翼、下旋翼固定于所述的主軸上部，構成共軸雙旋翼；且上旋翼和下旋翼的旋轉方向相反，且兩者的槳葉均可折疊；所述的冠毛翼由內外兩層構成；每層冠毛翼中，均具有若干沿主軸周向均勻排列的柔性冠毛，且每條柔性冠毛的一端固定于主軸上，另一端為自由端；所述的主艙掛載于主軸下部。

作為優選，所述的上旋翼、下旋翼均為剛性旋翼，上旋翼、下旋翼均由兩片槳葉組成，槳葉具有負扭轉，槳葉外形為梯形；槳葉翼型選用CLARK-Y翼型。

作為優選，所述的柔性冠毛為中空腔體。

作為優選，所述的冠毛翼中，每條柔性冠毛的內腔中，置有用于控制冠毛張角大小的形狀記憶合金絲。

作為優選，所述的每層冠毛翼由36根冠毛構成。

作為優選，所述的柔性冠毛主結構由石墨烯氣凝膠制成。

作為優選，所述的主艙外形為紡錘體。

作為優選，所述的主艙內放置有設備和/或任務載荷。

作為優選，還包括存放母倉，所述的飛行器以折疊狀態批量固定于存放母倉中。