[發明專利]基于可轉翼片的同步擺動式雙撲翼飛行器

有效

• 申請號: 201910652081.6
• 申請日: 2019-07-18
• 公開（公告）號: CN110294123B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 廖振強;胡誠;趙雪;邱明;費金陵;顧誠;杜相鋒
• 申請（專利權）人: 蘇州高博軟件技術職業學院;蘇州金圭谷智能科技有限公司
• 主分類號: B64C33/00
• 分類號: B64C33/00;B64C33/02;B64C3/18;B64C3/38;B64C1/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 于妙卓

本發明涉及撲翼型飛行器和飛行機器人領域，特別是一種基于可轉翼片的同步擺動式雙撲翼飛行器。包括撲翼、擺動軸、連接件、第一減速器、步進電機、傳動機構、第二減速器、電動機和機身框架，機身框架兩側對稱的安裝固定有兩個水平方向的擺動軸，兩個連接件分別連接在兩個擺動軸上且相對轉動，兩個撲翼分別連接在兩個連接件上且可相對轉動，撲翼包括撲翼框架，以及安裝在撲翼框架內的可轉動的翼片，撲翼框架內還設置有扭簧用于翼片的復位，傳動機構連接在兩個連接件上，電動機通過第二減速器減速后帶動傳動機構運動使兩個連接件同步上下擺動，兩個步進電機分別兩個第一減速器減速后分別帶動兩個撲翼轉動。

技術領域

本發明涉及撲翼型飛行器和飛行機器人領域，特別是一種基于可轉翼片的同步擺動式雙撲翼飛行器。

背景技術

飛行器飛行方式有固定翼、旋翼和撲翼三種飛行類型，其中撲翼飛行是自然界飛行生物采用的飛行方式，主要利用雙翅的上下撲動同時產生升力和推力，其主要特點是將舉升、懸停和推進功能基于一體，同時具有很強的機動性和靈活性，更適合于執行繞過障礙物等的飛行。對于小尺寸和低速飛行狀態的飛行器，屬于低雷諾數下飛行，撲翼產生的非定常升力比固定翼的定常升力大得多；從推力方面來看，撲翼推進效率比螺旋槳推進效率高。

目前撲翼飛行器研究主要集中在模擬大自然中飛行生物的飛行姿態設計各種撲翼機構。撲翼驅動機構劃可以分為多自由度撲翼驅動機構與單自由度撲翼驅動機構，前者能實現復雜的運動形式，但機構相對龐大復雜，后者驅動機構只需要實現拍打運動，通過固定機翼的后緣形成一個隨機翼拍打而變化的迎角來實現扭轉運動。

但這些撲翼機構的共同問題是總體氣動效率偏低，甚至低于同尺度的固定翼微型飛行器。撲翼飛行器總體效率低下的主要原因是目前研究中大多是簡單的仿造鳥類或昆蟲翅膀的外形和撲動運動，卻很難實現飛行生物撲翼上下撲動過程中利用翼翅自身姿態和結構的改變減小空氣阻力并產生非定常氣動力，由此產生的氣動效率較低問題嚴重制約了撲翼式飛行器的普及應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種非常顯著的減小撲翼型飛行器撲翼復位過程阻力、提升氣動效率、兩側撲翼同步性好、方便實現垂直起降、空中懸停、前進后退、轉彎等功能的基于可轉翼片的同步擺動式雙撲翼飛行器，以解決現有技術中存在的上述問題。

實現本發明目的的技術解決方案是：提供一種.基于可轉翼片的同步擺動式雙撲翼飛行器，包括撲翼、擺動軸、連接件、第一減速器、步進電機、傳動機構、第二減速器、電動機和機身框架，所述機身框架兩側對稱的安裝固定有兩個水平方向的所述擺動軸，兩個所述連接件分別連接在兩個所述擺動軸上且相對轉動，兩個所述撲翼分別連接在兩個所述連接件上且可相對轉動，所述撲翼包括撲翼框架，以及安裝在所述撲翼框架內的可轉動的翼片，所述撲翼框架內還設置有扭簧用于所述翼片的復位，所述傳動機構連接在兩個所述連接件上，設置在所述機身框架上的所述電動機通過設置在所述機身框架上的所述第二減速器減速后帶動所述傳動機構運動使兩個連接件同步上下擺動，分別設置在兩個所述連接件上的兩個所述步進電機分別通過設置在兩個所述連接件上的兩個第一減速器減速后分別帶動兩個所述撲翼轉動。

進一步的是，所述撲翼框架上設置有翼片安裝孔、翼片限位梁和撲翼轉軸，所述翼片包括相對設置的翼片迎風面、翼片背風面以及設置在所述翼片上的翼片轉軸，所述連接件設置有擺動軸孔和撲翼轉軸孔，所述擺動軸孔的軸線與所述撲翼轉軸孔的軸線垂直，所述擺動軸插裝在所述擺動軸孔內且可轉動，所述撲翼轉軸插裝在所述撲翼轉軸孔內且可轉動；所述翼片轉軸插裝在所述翼片安裝孔內且可轉動，所述扭簧套裝在所述翼片轉軸上，所述扭簧兩端分別靠近所述撲翼框架和所述翼片迎風面設置；當所述扭簧處于壓縮狀態，所述翼片背風面靠近所述翼片限位梁。