[發(fā)明專利]一種對拍式四翼撲翼飛行器及運(yùn)動方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910451983.3
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110155321B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊永剛;陸冠廷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國民航大學(xué)
• 主分類號: B64C33/00
• 分類號: B64C33/00;B64C33/02
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學(xué)欣

一種對拍式四翼撲翼飛行器。其包括機(jī)身和四個機(jī)翼；機(jī)身設(shè)有機(jī)翼控制器；四個機(jī)翼分別為兩個上機(jī)翼和兩個下機(jī)翼；兩個上機(jī)翼分別為右上和左上機(jī)翼；兩個下機(jī)翼分別為右下和左下機(jī)翼；右上機(jī)翼包括右上內(nèi)翼和右上外翼，左上機(jī)翼包括左上內(nèi)翼和左上外翼；右上內(nèi)翼和左上內(nèi)翼的內(nèi)端分別鉸接在機(jī)身的兩側(cè)；右下機(jī)翼包括右下內(nèi)翼和右下外翼，左下機(jī)翼包括左下內(nèi)翼和左下外翼；右下內(nèi)翼和左下內(nèi)翼的內(nèi)端分別鉸接在機(jī)身兩側(cè)位于右上內(nèi)翼和左上內(nèi)翼下側(cè)的部位。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：機(jī)翼能實(shí)現(xiàn)彎曲折疊和轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)上下翼對拍運(yùn)動。具有兩種運(yùn)動方式，一種為高升力模式，一種為快速推進(jìn)模式。在高升力模式下一次撲動循環(huán)內(nèi)實(shí)現(xiàn)兩次下?lián)浜鸵淮紊蠐?，從而提高升力?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于撲翼飛行器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種對拍式四翼撲翼飛行器及運(yùn)動方法。

背景技術(shù)

撲翼飛行器是一種模仿鳥類或昆蟲撲翼飛行的新型撲翼飛行器，與傳統(tǒng)固定翼飛機(jī)和旋翼機(jī)不同，撲翼飛行器主要通過雙翼上下?lián)鋭?、折疊和扭轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)推進(jìn)與升降，具有較高的靈活性，在國防領(lǐng)域和民用方面都有著廣泛的應(yīng)用前景。

自然界中的蜜蜂通過機(jī)翼對拍和分離產(chǎn)生前緣渦提供升力，這種撲動方式包含了機(jī)翼上下?lián)鋭雍团まD(zhuǎn)，能夠有效利用前緣渦，但是由于飛行時機(jī)身迎角過大，因此飛行速度慢。模仿蜜蜂機(jī)翼運(yùn)動方式，結(jié)合四翼撲翼飛行器的結(jié)構(gòu)，能夠提高飛行速度和氣動效率；鳥類的飛行主要依靠翅膀上下?lián)鋭?，在一個周期只能夠?qū)崿F(xiàn)一個下?lián)浜鸵粋€上撲運(yùn)動，可通過急回特性和外翼的彎曲折疊提高升力，雖然飛行速度快，但是不能實(shí)現(xiàn)懸停。結(jié)合昆蟲對拍運(yùn)動與鳥類飛行模式能夠得出一種特別的飛行方式，通過增加一對機(jī)翼模仿昆蟲的對拍運(yùn)動，并且控制機(jī)翼合并與分離的時機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)一個周期內(nèi)機(jī)翼完成兩次下?lián)浜鸵淮紊蠐?，使撲翼產(chǎn)生較大升力和推力，以提高氣動力效率。

目前國內(nèi)外已有成型的微型撲翼飛行器，大都仿生對象以昆蟲為主，且飛行的姿態(tài)只能實(shí)現(xiàn)簡單自由度的揮拍運(yùn)動。中國專利CN 103482064A采用仿鳥二段式撲翼，在內(nèi)外翼連接處采用接頭鉸接，基本實(shí)現(xiàn)上下?lián)鋭雍屯庖淼膹澢郫B，在一定程度上模仿鳥類飛行過程，但這種內(nèi)外翼的接頭鉸接結(jié)構(gòu)控制具有一定的難度。中國專利CN 101417708A將撲翼翼面分為內(nèi)外翼段，通過在前后兩段翼肋上設(shè)置角度限制器來控制前后翼段對折的角度，以此來實(shí)現(xiàn)撲翼撲動過程中的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，其不足之處是，通過設(shè)置角度限制器只能將撲翼的攻角設(shè)定在某一固定值，而不能根據(jù)來流流速靈活調(diào)整。作為大型仿鳥撲翼飛行器，撲翼的內(nèi)翼與外翼之間的彎曲折疊和撲翼扭轉(zhuǎn)對提高飛機(jī)升力是非常重要的。但目前尚未發(fā)現(xiàn)對拍式四翼撲翼飛行器及運(yùn)動方法的相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種對拍式四翼撲翼飛行器及運(yùn)動方法。

為了達(dá)到上述目的，所述的對拍式四翼撲翼飛行器包括機(jī)身和四個機(jī)翼；其中，機(jī)身內(nèi)部設(shè)有多個機(jī)翼控制器；四個機(jī)翼分別為兩個上機(jī)翼和兩個下機(jī)翼；兩個上機(jī)翼分別為右上機(jī)翼和左上機(jī)翼；兩個下機(jī)翼分別為右下機(jī)翼和左下機(jī)翼；右上機(jī)翼包括右上內(nèi)翼和右上外翼，左上機(jī)翼包括左上內(nèi)翼和左上外翼；右上內(nèi)翼和左上內(nèi)翼的內(nèi)端分別鉸接在機(jī)身的兩側(cè)，并且能夠以鉸接處為軸上下轉(zhuǎn)動；外端分別與右上外翼和左上外翼的內(nèi)端鉸接，并且右上外翼和左上外翼能夠以鉸接處為軸上下轉(zhuǎn)動；右下機(jī)翼包括右下內(nèi)翼和右下外翼，左下機(jī)翼包括左下內(nèi)翼和左下外翼；右下內(nèi)翼和左下內(nèi)翼的內(nèi)端分別鉸接在機(jī)身兩側(cè)位于右上內(nèi)翼和左上內(nèi)翼下側(cè)的部位，并且能夠以鉸接處為軸上下轉(zhuǎn)動，外端分別與右下外翼和左下外翼的內(nèi)端鉸接，并且右下外翼和左下外翼能夠以鉸接處為軸上下轉(zhuǎn)動；每個機(jī)翼控制器分別控制一個內(nèi)翼或一個外翼的動作。

所述的機(jī)翼最高點(diǎn)位置與水平面間的夾角為15°～60°。

所述的機(jī)翼最低點(diǎn)位置與水平面間的夾角為15°～60°。

本發(fā)明提供的對拍式四翼撲翼飛行器的高升力運(yùn)動方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟：

1)以機(jī)翼最高點(diǎn)位置作為起始點(diǎn)，此時上機(jī)翼和下機(jī)翼處于合并狀態(tài)；