[發明專利]同步帶傳動卷簾式高效飛行撲翼裝置

在審

• 申請號: 202111364306.1
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN113911348A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 廖振強;倪丹艷;楊磊;曹婷婷;宋杰;華洪良;邱明
• 申請（專利權）人: 蘇州高博軟件技術職業學院
• 主分類號: B64C33/02
• 分類號: B64C33/02
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 項凱

本發明公開了一種同步帶傳動卷簾式高效飛行撲翼裝置，包括撲翼、滑道和連接件，撲翼連接在連接件上且可相對轉動，連接件滑動連接在滑道上，滑道設置在飛行器上，撲翼包括撲翼框架，以及安裝在撲翼框架上的卷簾，撲翼框架內還設置有同步帶輪以及驅動電機，用于撲翼工作狀態與復位狀態的切換。本發明與現有技術相比，具有復位行程阻力小、工作行程推力大且穩定、氣動效率高、能同時調節升力和推力、裝置結構較簡單、制造方便的特點，可廣泛應用于低雷諾數飛行的各類小型飛行器和無人機。

技術領域

本發明涉及可動翼飛行器和飛行機器人領域，特別是一種用于無人機的同步帶傳動卷簾式高效飛行撲翼裝置。

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。同時，目前的撲翼飛行器大多無法實現垂直起降和空中懸停，靈活性和機動性還不夠好。

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、升力和推力可調的同步帶傳動卷簾式高效飛行撲翼裝置，以解決現有技術中存在的上述問題。

本發明公開了一種同步帶傳動卷簾式高效飛行撲翼裝置，其特征在于包括撲翼、連接件、傳動機構和滑道，所述撲翼連接在所述連接件上且可相對轉動，所述連接件滑動連接在所述滑道上，所述滑道設置在飛行器上，所述撲翼包括撲翼框架，以及安裝在撲翼框架上的卷簾，所述撲翼框架內還設置有同步帶，同步帶輪以及驅動電機，用于控制所述卷簾的展開與收縮，所述傳動機構連接在所述連接件上。

進一步的是，所述撲翼框架上有空心卷簾安裝梁、實心卷簾安裝梁、框架支撐桿、電機安裝框架和撲翼轉軸，所述卷簾上有卷簾迎風面、卷簾背風面、卷簾通孔，所述連接件上有滑道孔和撲翼轉軸孔，所述滑道孔的軸線和所述撲翼轉軸孔的軸線垂直，所述撲翼轉軸插裝在所述撲翼轉軸孔內且可轉動，所述滑道插裝在所述滑道孔內且可滑動，所述同步帶輪安裝在所述空心卷簾安裝梁和實心卷簾安裝梁上，所述驅動電機安裝在所述電機安裝框架處。

進一步的是，所述傳動機構包括連桿、曲柄和傳動軸，所述連接件上設置有第一銷軸孔，所述第一銷軸孔的軸線分別與所述滑道孔的軸線、所述撲翼轉軸孔的軸線垂直；所述連桿上設置有第一連桿孔和第二連桿孔，所述曲柄上設置有第一曲柄孔和第二曲柄孔；還包括第一銷軸和第二銷軸，所述連接件和所述連桿通過第一銷軸連接所述第一銷軸孔和所述第二連桿孔，所述連桿和所述曲柄通過第二銷軸連接所述第一連桿孔和所述第二曲柄孔；所述傳動軸連接所述第二曲柄孔和設置在飛行器上的第二減速器。

進一步的是，所述第一連桿孔的軸線和所述第二連桿孔的軸線平行，所述第一曲柄孔的軸線和所述第二曲柄孔的軸線平行；所述第一連桿孔的軸線和所述第二連桿孔的軸線之間的距離大于所述第一曲柄孔的軸線和所述第二曲柄孔的軸線之間的距離。