[發明專利]一種基于旋轉撲翼垂直起降動力裝置的葉片開合機構

在審

• 申請號: 201910976164.0
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110550208A
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 鄭志航;嚴天宏;陳曉春;何波;提云釗;趙梓奎;宮穎博
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: B64C33/02
• 分類號: B64C33/02;B64C29/00;B64C9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是一種基于旋轉撲翼垂直起降動力裝置的葉片開合機構，屬于航空航天領域，具體涉及一種新型旋轉撲翼垂直起降動力裝置的起降控制，基于旋轉撲翼垂直起降動力裝置的葉片開合機構安裝在旋轉撲翼垂直起降動力裝置的頂部，通過舵機轉動帶動轉向頭轉動，結合聯動桿，實現調整所有葉片同時同速運動，葉片的開合角度直接影響氣流大小從而控制垂直起降裝置的升力大小。本發明具有整體質量小、能耗低、結構簡單、可靠性高等優點。

技術領域

本發明屬于航空航天領域，具體涉及一種新型旋轉撲翼垂直起降動力裝置的起降控制，適用于解決新型旋轉撲翼垂直起降動力裝置的起降控制不便問題。

背景技術

垂直起降動力裝置近幾年發展迅猛，許多國家的科研機構、企業公司爭相研發與實驗，具有垂直起降動力裝置的飛行器可以不需要專門的機場和跑道，降低使用成本，沒有場地的限制，豐富適用范圍。其中旋轉撲翼飛行是一種模仿鳥類在飛翔過程中翅膀運動規律的飛行方式，是一種低能耗高效率的飛行方法，能撲翼前行，也能垂直起降。人們從古至今不斷探索撲翼飛行，但這種仿生運動經過成千上萬年的變化已成為一種復雜的多維運動。一種能簡化運動并容易實現的機械機構是實現垂直起降飛行器的一個重要突破。很多傳統的撲翼飛行器實現了撲翼動作，但仍不能高度模仿鳥類翅膀運動，效率不高同時成本卻很高。而基于旋轉撲翼的垂直起降動力裝置在市面上一片空白，更沒有簡單有效地控制基于旋轉撲翼的垂直起降動力裝置實現上升、下降和懸停的方法。

發明內容

為了實現基于旋轉撲翼垂直起降動力裝置的功能，本發明將旋轉撲翼產生的動力分解為恒定的升力動力源和一個調節升力輸出大小，提供一種基于旋轉撲翼垂直起降動力裝置的葉片開合機構。將恒定的輸出動力根據人為的需求進行調控，簡化了垂直起降動力裝置的控制方法，簡單可靠低成本地實現了控制整體裝置的垂直起降。

本發明的目標是通過以下技術方案來實現的：

一種基于旋轉撲翼垂直起降動力裝置的葉片開合機構，包含葉片，大軸承，連接軸，控制系統，舵機，轉向頭，聯動桿，小軸承，葉片是一個由“水滴形”頭部和圓形尾部構成的截面拉伸而成的長條形輕質鋁條，圓形尾部軸向與連接軸頭部連接，連接軸是一個由頭部類“凸”形的圓柱和尾部圓柱構成，連接軸尾部圓柱末端有一鍵槽與轉向頭厚端平齊處的“凹”形孔配合，轉向頭是一個類“箭頭”型零件，頭部平齊端有一“凹”形孔，頭部突起端與舵的轉軸固定，尾部平齊端有一個階梯孔，階梯孔與小軸承外圈配合，小軸承內圈與聯動桿突起端階梯軸同軸配合，聯動桿是一根長條形鋁合金條，用于同步所有轉向頭和葉片的轉速，舵機轉軸的運動由控制系統控制。

控制系統包含一個集成了藍牙模塊，Wi-Fi模塊的STM-32單片機和一個鋰電池以及3個穩壓模塊，藍牙模塊和Wi-Fi模塊用于接收人們發送的舵機運動速度和運動角度的信號，STM-32單片機通過處理藍牙和Wi-Fi的信號而后對舵機發出運動信號，鋰電池是整個控制系統和舵機的能量源，穩壓模塊是一個電池電壓控制板，用于調節鋰電池的輸出電壓給每個模塊。

葉片的橫截面的“水滴型”頭部中間鏤空，減輕整體質量并提高剛度，葉片橫截面的圓柱尾部軸向中間實心，兩側有“凹”形孔用于與連接軸連接，任意葉片的“水滴”形頭部和相鄰葉片的圓形尾部之間不能完全接觸，有至少1厘米的空隙。

大軸承內圈同軸配合在連接軸上，大軸承的外圈固定在機殼的頂部軸承孔內，機殼是一個長方體中空鋁合金框架，頂部有兩排等距同軸對稱的軸承階梯孔，機殼中部有兩側分別有8個軸承孔，用于安裝旋轉撲翼動力裝置，機殼頂部舵機側有一凸臺支架，所述凸臺支架是一個“L”形角鋁，支架上有兩個舵機安裝孔與舵機上的安裝孔同軸配合，并使用螺栓緊固。

本發明優點與積極效果為：

1.本發明將安裝于垂直起降裝置的頂部，在不影響垂直起降裝置內部動力工作的同時，簡單有效地實現調節整體機構的升力大小，從而調節垂直起降裝置的上升，下降及懸停等動作。

2.本發明對垂直起降裝置的外殼要求低，造價低，適用性廣。