一种副翼旋转收放式扑翼装置制造方法及图纸

本发明专利技术一种副翼旋转收放式扑翼装置，具体包括：副翼旋转收放式扑翼机翼及相应的驱动装置，其中，按机翼沿翼展方向分为主翼、副翼两部分，主翼前缘骨架、副翼前缘骨架通过铰链相连，两者能以铰链为轴、在机翼平面内相对旋转，使副翼面可以收到主翼面之下；所述的驱动装置包括主翼驱动装置和副翼驱动装置，两驱动装置之间通过主动轴带动连接；主翼驱动装置位于机头部分，由两套对称的曲柄摇杆机构组成，分别驱动左、右两翼；所述的副翼驱动装置，位于机翼弦向的中后部。本发明专利技术采用锥齿轮副实现转轴的变换，从而使单一动力就能带动多自由度运动，相当于省掉了一个主动轴及对应电机，很大程度上减轻了重量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种副翼旋转收放式扑翼装置，具体涉及一种依靠副翼旋转收放改变机翼面 积增大升力的扑翼翼型及其驱动装置，属于扑翼飞行器
二
技术介绍
扑翼飞行能够在原地或小场地起飞，仅通过扑翼就实现举升、悬停和推进，空中机动性 强，飞行气动效率高而能耗低，因而研究扑翼机有巨大的前景和价值。但目前扑翼研究在各 方面都还不成熟，有待发展。单自由度扑动的简单翼产生升力小、飞行效果差，要增大升力、提高负载能力，就需要 实现类似于鸟或昆虫的多自由度扑翼或机翼有效面积可变的扑翼飞行，但这又往往造成驱动 装置复杂，结构重量过大，得不偿失。现有的机械式扑翼装置针对这个矛盾还没有好的解决 方法。三
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种副翼旋转收放式扑翼装置，以解决现有技术中的矛盾，既能 产生较复杂运动、大升力又不会造成重量过重。本专利技术一种副翼旋转收放式扑翼装置，其具体包括副翼旋转收放式扑翼机翼及相应的 驱动装置，其中(1) 扑翼机翼按机翼沿翼展方向分为主翼、副翼两部分，靠近翼根、面积较大的部分为主翼，机翼展 向外缘部分为副翼。机翼的主要支撑及运动任务由其前缘骨架承担，具体翼型以及翼面的次 要骨架可根据实际需要选取。主翼前缘骨架、副翼前缘骨架通过铰链相连，两者能以铰链为 轴、在机翼平面内相对旋转，使副翼面可以收到主翼面之下。其中，主翼前缘骨架的根部分别通过转轴固定于一架板上。(2) 驱动装置本专利技术的驱动装置，包括主翼驱动装置和副翼驱动装置，两驱动装置之间通过主动轴(即驱动轴)带动连接；所述的主翼驱动装置位于机头部分，由两套对称的曲柄摇杆机构组成，分别驱动左、右 两翼。每一侧的曲柄摇杆机构均包括一个带有偏心孔的大圆柱齿轮及一根连杆。所述的大圆 柱齿轮中心通过转轴固定于架板上；所述的连杆一端与大圆柱齿轮的偏心孔铰接，另一端与 主翼前缘骨架较靠近根部端铰接。所述的主动轴平行于机身对称轴线，位于机身下部，且在机身对称平面内；主动轴到主 翼驱动装置的传动选用常用的二级齿轮，将大圆柱齿轮之一作为二级齿轮中的低速轮即可； 其中，所述的主动轴到主翼驱动装置的传动也可选用多级齿轮。所述的副翼驱动装置，位于机翼弦向的中后部，分为三个部分其一为一个锥齿轮副，由一个主动锥齿轮、 一个从动锥齿轮组成。所述的主动锥齿轮由 主动轴带动，轴线水平；所述的从动锥齿轮轴线竖直。其中，本部分也可根据减速比的需要 增加圆柱齿轮副环节。其二为一个曲柄滑块机构，包括一个偏心轮、 一个连杆、 一个滑块及一滑块导轨。所述 的偏心轮位于从动锥齿轮的上方，与之同轴转动；连杆的一端铰接于偏心轮的偏心孔上，另 一端与滑块相连。滑块导轨位于机身竖直对称平面内。这样，偏心轮转动就带动滑块沿轨道 往复运动。其中，所述的滑块是由组件一及组件二两部分相套合而成。组件一为一个方形块 状底座，其上面中心处突起一圆柱细杆，其中底座嵌于滑块导轨之中；组件二的下部是一圆 柱套筒，与组件一的圆柱细杆是紧配合，上部为左、右端各为一个环的长块状结构，用于安 装左右两个球形铰链，所述的环套在球铰的臂上。其具体形状根据所使用的球铰而定，与常 见的球形铰链配合。其中，所述的连杆，其与滑块相连的一端具有一环形，套于所述的滑块 的圆柱套筒外。其三为两个对称的铰链机构，用于直接实现左、右副翼的旋转收放。每侧的铰链机构由 滑块、连杆和该侧副翼前缘骨架组成。连杆的一端铰接于滑块上，另一端铰接于副翼前缘骨 架中段的一点。这样，滑块前后移动时，就会牵动副翼前缘骨架绕其与主翼前缘骨架的铰接 点旋转。其中，所述的连杆一端与滑块的铰接方式是采用球形铰链连接，以使连杆既能够随 滑块移动又能够相对滑块旋转，从而实现副翼及其连杆既可以随主翼扑动又能相对主翼旋转 收放的两自由度运动。本专利技术一种副翼旋转收放式扑翼装置，其优点及功效在于本专利技术所提出的机翼翼型， 将飞行中机翼面积的变化转移到外缘，机翼平面始终是一个整体，既实现了机翼面积可变又 避免了这种不确定性；驱动装置中采用锥齿轮副实现转轴的变换，从而使单一动力就能带动 多自由度运动，相当于省掉了一个主动轴及对应电机，很大程度上减轻了重量。因此本专利技术的一种副翼旋转收放式扑翼装置，既实现了很大程度上提高升力，又避免了机构重量过大。四附图说明图1所示为由一个主动轴带动两个驱动装置运转的示意图图2所示为主翼及其驱动装置示意图图3所示为副翼及其驱动装置示意图图4所示为本专利技术的扑翼装置结构骨架示意图图5所示为本专利技术中滑块的结构示意图图6所示为本专利技术中滑块之组件一的结构示意图 图中具体标号如下A 、主动轴(驱动轴) B、传动轴1、主动锥齿轮 2、从动锥齿轮 3、小圆柱齿轮3'、 一级圆柱齿轮副中的低速轮 4、 二级圆柱齿轮副中的高速轮4'、 5、大圆柱齿轮 6、 9、 12、连杆 7、主翼前缘骨架8、偏心轮 10、滑块 11、滑块导轨13、副翼前缘骨架 14、架板 101、底座102、圆柱细杆 103、圆柱套筒五具体实施例方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进一步说明如下请参阅图1至图4所示，本专利技术一种副翼旋转收放式扑翼装置，其具体包括副翼旋转 收放式扑翼机翼及相应的驱动装置，其中 (1)扑翼机翼按机翼沿翼展方向分为主翼、副翼两部分，靠近翼根、面积较大的部分为主翼，机翼展 向外缘部分为副翼。机翼的主要支撑及运动任务由其前缘骨架承担，具体翼型以及翼面的次 要骨架可根据实际需要选取。主翼前缘骨架7、副翼前缘骨架13通过铰链相连，两者能以 铰链为轴、在机翼平面内相对旋转，使副翼面可以收到主翼面之下。其中，主翼前缘骨架7的根部分别通过转轴固定于一架板14上。在一个扑翼周期中机翼下扑时，副翼由部分旋出一全部旋出一部分收起；机翼上扑时，副翼由部分收起一全部收起一部分旋出。这样机翼上扑时产生阻力的翼面积总是比下扑时产生升力的翼面积小，从而能显著地增 大平均升力。(2)驱动装置本专利技术的驱动装置，包括主翼驱动装置和副翼驱动装置，两驱动装置之间通过主动轴(即 驱动轴)带动连接；所述的主翼驱动装置位于机头部分，由两套对称的曲柄摇杆机构组成，分别驱动左、右 两翼。每一侧的曲柄摇杆机构均包括一个带有偏心孔的大圆柱齿轮4'、 5及一根连杆6。所 述的大圆柱齿轮4'、 5的中心通过转轴固定于架板14上；所述的连杆6—端与大圆柱齿轮 4'、 5的偏心孔铰接，另一端与主翼前缘骨架7较靠近根部端铰接。这样大齿轮转动时，起 曲柄作用的偏心孔就带动作为摇杆的机翼前缘骨架绕其根部往复摆动，实现扑翼动作。左右 对称的两个大齿轮相啮合，从而实现两机翼同步扑动。所述的主动轴A平行于机身对称轴线，位于机身下部，且主动轴A位于机身对称平面内， 主动轴到主翼驱动装置的传动选用常用的二级齿轮，将大圆柱齿轮之一作为二级齿轮中的低 速轮即可；其中，所述的主动轴到主翼驱动装置的传动也可选用多级齿轮。所述的副翼驱动装置，位于机翼弦向的中后部，分为三个部分其一为一个锥齿轮副，由一个主动锥齿轮l、 一个从动锥齿轮2组成。所述的主动锥齿 轮由主动轴带动，轴线水平；所述的从动锥齿轮轴线竖直。其中，本部分也可根据减速比的 需要增加圆柱齿轮副环节。其二为一个曲柄滑块机构，包括一个偏心轮8、 一个连杆9、 一个滑块10及一滑块导轨 11。所述的偏心轮位于从动锥齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种副翼旋转收放式扑翼装置，具体包括：副翼旋转收放式扑翼机翼及相应的驱动装置，其特征在于：　　　　（１）扑翼机翼　　　　按机翼沿翼展方向分为主翼、副翼两部分，靠近翼根、面积较大的部分为主翼，机翼展向外缘部分为副翼；主翼前缘骨架（７）、副翼前缘骨架（１３）通过铰链相连，两者能以铰链为轴、在机翼平面内相对旋转，使副翼面可以收到主翼面之下；　　　　其中，主翼前缘骨架（１３）的根部分别通过转轴固定于一架板（１４）上；　　　　（２）驱动装置　　　　包括主翼驱动装置和副翼驱动装置，两驱动装置之间通过主动轴（Ａ）带动连接；所述的主翼驱动装置位于机头部分，由两套对称的曲柄摇杆机构组成，分别驱动左、右两翼；每一侧的曲柄摇杆机构均包括一个带有偏心孔的大圆柱齿轮（４’）、（５）及一根连杆（６）；所述的大圆柱齿轮（４’）、（５）中心通过转轴固定于架板（１４）上；所述的连杆（６）一端与大圆柱齿轮（４’）、（５）的偏心孔铰接，另一端与主翼前缘骨架（１３）较靠近根部端铰接；　　　　所述的主动轴（Ａ）平行于机身对称轴线，位于机身下部，且在机身对称平面内；　　　　所述的副翼驱动装置，位于机翼弦向的中后部，分为三个部分：　　　　其一为一个锥齿轮副，由一个主动锥齿轮（１）、一个从动锥齿轮（２）组成；所述的主动锥齿轮（１）由主动轴（Ａ）带动，轴线水平；所述的从动锥齿轮（２）轴线竖直；　　　　其二为一个曲柄滑块机构，包括一个偏心轮（８）、一个连杆（９）、一个滑块（１０）及一滑块导轨（１１）；所述的偏心轮（８）位于从动锥齿轮（２）的上方，与之同轴转动；连杆（９）的一端铰接于偏心轮（８）的偏心孔上，另一端与滑块（１０）相连；滑块导轨（１１）位于机身竖直对称平面内；　　　　其三为两个对称的铰链机构，用于直接实现左、右副翼的旋转收放；每侧的铰链机构由滑块（１０）、连杆（１２）和该侧副翼前缘骨架（１３）组成；连杆（１２）的一端铰接于滑块（１０）上，另一端铰接于副翼前缘骨架（１３）中段的一点。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭世姝，刘天宇，何冉，段海滨，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]