[發明專利]一種仿蜻蜓式撲翼飛行器

在審

• 申請號: 202010048995.4
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111232198A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 張攀;劉新杰;王文波;陳宇浩;劉艷;趙碧野;柳陽;張超;陶磊;史栩瑞;孟泓霖
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: B64C33/00
• 分類號: B64C33/00;B64C33/02
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

一種仿蜻蜓式撲翼飛行器包括機頭、機身、四個支撐架、兩個前撲翼、兩個后撲翼和尾翼；機身包括機殼和四個動力系統；每個動力系統包括舵機、電機、減速器、主動齒輪、舵機連接件、小軸承、扭轉件、大軸承、L形傳動軸、翅膀連接件、從動齒輪和U形連接件；本發明效果：舵機、電機的轉動直接轉換為前撲翼和后撲翼的撲動和旋轉，不需要中間機構，可使飛行器完成各種較復雜的動作，使其更接近真實蜻蜓飛行。撲翼的扭轉和撲動兩種動作可以單獨進行，也可以同時協作。兩個前撲翼和兩個后撲翼均裝有各自獨立的動力系統，工作條件互不影響，即使有一個發生故障，另外三個仍可正常運行，從而實現撲翼飛行器的平穩降落。

技術領域

本發明屬于撲翼飛行器技術領域，特別是涉及一種仿蜻蜓式撲翼飛行器。

背景技術

現如今，旋翼飛行和固定翼飛行的各項理論、技術都已經較為成熟，但最先出現在人類腦海里的撲翼飛行卻由于各方面原因一直只能停留在模型制作和設想階段，直到20世紀70年代之后才出現較為系統的研究。在軍事和民用需求的推動下，微型飛行器逐漸受到各界人士的重視，在傳統氣動布局和飛行模式下很難設計、制造出微型飛行器，但大自然所創造的“微型飛行器”幾乎隨處可見，不管是小體積的鳥類、昆蟲還是蝙蝠，經過數萬年的進化后，它們都是飛行的“佼佼者”，而它們的飛行方式又都是撲翼飛行。因此撲翼飛行的相關研究是飛行器進步發展的必然方向。

隨著近現代材料、動力、加工技術，特別是微電機技術(MEMS)的進步，已經能夠制造出接近實用的撲翼飛行器。這些飛行器以微小型無人撲翼為主，也有大型載人撲翼機試飛。目前研制成功的撲翼飛行器雖然已經能夠實現較好的飛行與控制，但由于理論知識不足和能源供給等問題使其無法像鳥類、蝙蝠或昆蟲那樣進行長時間、遠距離的飛行，因此距實用仍有一定差距，在短時間內仍無法廣泛應用，只能在一些“條件適宜”的環境中飛行、應用。

撲翼飛行器設計集仿生學、空氣動力學、機械結構、能源、通信、控制和材料等多學科交叉技術于一身，研究、設計和制造過程中涉及的學科范圍廣，且其自身相對于目前現有的飛行器具有垂直起降、機械效率高、能耗小、適用范圍廣等眾多優點，在軍事、民用及科研領域有著廣闊的發展空間。但由于鳥類和昆蟲飛行所涉及的空氣動力學、生物學等知識還未研究透徹，設計制造仿生類撲翼飛行器理論基礎還不充分。

目前，仿蜻蜓撲翼飛行器采用機械傳動方式來驅動機翼運動，這是多數撲翼飛行器采用的驅動方式，技術較為成熟，驅動方案種類、樣式較多。最新的微電機技術，也屬于機械傳動驅動。但目前較為成熟的機械傳動驅動方式如曲柄滑塊驅動、凸輪彈簧驅動、單曲柄雙搖桿驅動和雙曲柄雙搖桿驅動等都只能實現機翼的上下撲動，無法使機翼發生旋轉，且傳動組件多，能量損耗多、效率低。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種仿蜻蜓式撲翼飛行器。