铰接翼式升力生成装置制造方法及图纸

一种铰接翼式升力生成装置，属于扑翼飞机领域。它是将两套结构相同的总成轴对称地固连在一起，而每套总成都由鼓轮、翼片、铰接轴、整流罩、端板、轴承和转轴组成。其中，鼓轮的外圆周上均布４或６个铰接轴，并分别与包角为９０°或６０°的圆弧形翼片的一条母线边固连；当圆弧形翼片围拢起来后可紧密包绕鼓轮，而当鼓轮借助转轴在包角为９０°～１２０°圆弧状整流罩端板上的轴承内旋转起来之后，在离心力的作用下圆弧形翼片可沿鼓轮径向向外伸展，并拨动空气向下运动，产生升力。本发明专利技术比上下煽动的扑翼具有更高的效率，结构也较连杆机构简单，运行更加可靠。其原理和结构形式亦可用作水上交通工具的推进器。

【技术实现步骤摘要】

一种铰接翼式升力生成装置，属于扑翼飞机领域。其原理和结构形式亦可用作水上交通工具的推进器。
技术介绍
人类渴望模仿鸟类在天空中独往独来、自由自在地飞翔，但却另辟蹊径地实现了自己的飞行愿望——所有卓有成效的飞行器并非具有像鸟类一样煽动的翅膀(扑翼)，而是基于不断完善的“机翼理论”研制而成。人类研究“仿生飞行”的历史充满艰辛和失败，并有人断言人类不可能借助扑翼实现飞行。尽管如此，闯过各种科技难关的现代人仍不甘心放弃“仿生飞行”。在他们看来，只有鸟类飞翔才是个性化的，它无需现代化的机场、绵长坚实的跑道、庞大的后勤支援。当你用“扑翼飞机”和“ornithopter”对中、外专利数据库进行检索时，大量相关申请文件会展现在你的眼前；媒体也报道过一些大型的或微型的样机，如2006年9月中国航空信息网曾报道“加拿大实现有人驾驶扑翼机飞行。这架试飞的扑翼机编号为C-GPTR，在同年7月8日进行了3次滑跑试验，并在最后一次滑跑过程中实现了离地起飞并维持。当该机达到大约80千米/小时的滑行速度时，试飞员将油门杆推到最大位置，此时扑翼频率为1赫兹，机体成功离开了跑道，并以约89千米/小时的速度、在距离地面大约1米的高度向前平飞了10秒，总飞行距离330米，留空时间只有14秒。”，从照片中可以看出，它采用的是连杆机构。http:∥news.xinhuanet.com/2003年12月15日报道了南京航空航天大学胡铃心和段文博在该校微型飞行器专家昂海松教授的带领下，采用三连杆扑动翼驱动机构制作的微型扑翼飞机只有38克重，能在空中飞6分钟，飞行高度达到50米。事实上，不能原地起落的加拿大扑翼机不是真正意义上的扑翼飞机；而南京航空航天大学的扑翼机升力极其有限，有效荷载仅仅为38克；且两者的留空时间均很短暂。究其原因在于上下煽动的扑翼会抵消一部分升力，效率低下；此外，高速运行的多连杆机构的可靠性也不会很高。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开一种铰接翼式升力生成装置，可借助铰接有多个弧形翼片的两个鼓轮在相对单向转动过程中产生升力，从而比上下煽动的扑翼具有更高的效率，结构也较连杆机构简单，运行更加可靠。其设计思想是将飞行过程中鸟翼所具有的产生升力和滑翔的双重功能区别开来，并将其中的滑翔功能让其它“静止”构件承担(与本专利申请无关)，从而使“仿生飞行”的设计目标和实施方案集中在利用扑翼原理(向下煽动空气)产生升力的机构上，但又有异于进、出气流在同一轴线上的轴流风机。铰接翼式升力生成装置的结构是将两套结构相同的总成轴对称地固连在一起，而每套总成都由鼓轮、翼片、铰接轴、整流罩、端板、轴承和转轴组成。其中，鼓轮是一个两端带有轮毂的圆柱形筒体，长于筒体的转轴沿筒体轴线与轮毂固连；鼓轮的外圆周上均布4或6个铰接轴，并分别与包角为90°或60°的圆弧形翼片的一条母线边固连；当圆弧形翼片围拢起来后可紧密包绕鼓轮，而当鼓轮旋转起来后，在离心力的作用下圆弧形翼片可沿鼓轮径向向外伸展。包角为90°～120°且略长于鼓轮的圆弧状整流罩，其内径略大于圆弧形翼片的外径；两块圆形端板分别固连在整流罩的两端。装有转轴和铰接翼片的鼓轮借助圆形端板中心处的轴承可在整流罩内单方向转动(该转动方向要求每块翼片上的铰接轴优先进入鼓轮和整流罩之间，否则，在离心力作用下伸展的圆弧形翼片无法进入——三者的曲率方向不同)。所述的“两套总成轴对称地同连在一起”是指将两片圆弧状整流罩背对背地固连成一体。将上述装置安装在飞行器上时，整流罩位于上方，两根转轴处于同一水平面内且分别向内旋转(即面向转轴的一端，左侧的鼓轮逆时针旋转，右侧的鼓轮顺时针旋转)，于是，当鼓轮外侧的两个翼片的非铰接边脱离整流罩后，因离心力的作用逐渐伸展，拨动空气向下运动；当左右两个伸展的翼片越过铅垂面后，夹于其间的气流因向上的通道被整流罩阻断也只能向下运动；而后，两个翼片靠拢，并进入各自的鼓轮和整流罩所形成的空间，直至重复上述过程。升力便在气流向下运动的过程中产生。整流罩的位置决定不同翼片打开和收拢的时间，从而影响产生的升力的大小。整流罩的最佳位置可由理论计算和实验确定。附图说明图1铰接翼式升力生成装置横断面结构示意2铰接翼式升力生成装置纵向结构示意图具体实施方式下面给出本专利技术的优选实施方式，并结合附图加以说明。如图1、图2所示，铰接翼式升力生成装置是将两套结构相同的总成轴对称地固连在一起，而每套总成都由鼓轮1、翼片2、铰接轴3、整流罩4、端板5、轴承6和转轴7组成。其中，鼓轮1是一个两端带有轮毂的圆柱形筒体，长于筒体的转轴7沿筒体轴线与轮毂固连；鼓轮1的外圆周上均布4或6个铰接轴3，并分别与包角为90°或60°的圆弧形翼片2的一条母线边固连；当圆弧形翼片2围拢起来后可紧密包绕鼓轮1，而当鼓轮1旋转起来后，在离心力的作用下圆弧形翼片2可沿鼓轮1的径向向外伸展。包角为90°～120°且略长于鼓轮的圆弧状整流罩4，其内径略大于圆弧形翼片2的外径；两块圆形端板5分别固连在整流罩4的两端。装有转轴7和铰接翼片2的鼓轮1借助圆形端板5中心处的轴承6可在整流罩4内单方向转动(该转动方向要求每块翼片2上的铰接轴3优先进入鼓轮1和整流罩4之间，否则，在离心力作用下伸展的圆弧形翼片2无法进入其间——三者的曲率方向不同)。所述的“两套总成轴对称地固连在一起”是指将两片圆弧状整流罩4背对背地固连成一体。本专利技术中所涉及的翼片2可以采用圆弧状的刚性材料，也可使用挠性材料，即不必具有原始弧度，其它零部件也用轻型材料制作，以减轻本体重量。本专利技术比上下煽动的扑翼具有更高的效率，结构也较连杆机构简单，运行更加可靠。权利要求1.一种铰接翼式升力生成装置，其特征在于它是将两套结构相同的总成轴对称地固连在一起，而每套总成都由鼓轮(1)、翼片(2)、铰接轴(3)、整流罩(4)、端板5)、轴承(6)和转轴(7)组成；其中，鼓轮(1)是一个两端带有轮毂的圆柱形筒体，长于筒体的转轴(7)沿筒体轴线与轮毂固连；鼓轮(1)的外圆周上均布4或6个铰接轴(3)，并分别与包角为90°或60°的圆弧形翼片(2)的一条母线边固连；包角为90°～120°且略长于鼓轮的圆弧状整流罩(4)，其内径略大于圆弧形翼片(2)的外径；两块圆形端板(5)分别固连在整流罩(4)的两端；转轴(7)插装在圆形端板(5)中心处的轴承(6)内；两套总成轴对称地固连在一起是指将两片圆弧状整流罩(4)背对背地固连成一体。全文摘要一种铰接翼式升力生成装置，属于扑翼飞机领域。它是将两套结构相同的总成轴对称地固连在一起，而每套总成都由鼓轮、翼片、铰接轴、整流罩、端板、轴承和转轴组成。其中，鼓轮的外圆周上均布4或6个铰接轴，并分别与包角为90°或60°的圆弧形翼片的一条母线边固连；当圆弧形翼片围拢起来后可紧密包绕鼓轮，而当鼓轮借助转轴在包角为90°～120°圆弧状整流罩端板上的轴承内旋转起来之后，在离心力的作用下圆弧形翼片可沿鼓轮径向向外伸展，并拨动空气向下运动，产生升力。本专利技术比上下煽动的扑翼具有更高的效率，结构也较连杆机构简单，运行更加可靠。其原理和结构形式亦可用作水上交通工具的推进器。文档编号A63H27/28GK101020503SQ200710071870公开日2007年8月22日 申请日期2007本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铰接翼式升力生成装置，其特征在于：它是将两套结构相同的总成轴对称地固连在一起，而每套总成都由鼓轮（１）、翼片（２）、铰接轴（３）、整流罩（４）、端板５）、轴承（６）和转轴（７）组成；其中，鼓轮（１）是一个两端带有轮毂的圆柱形筒体，长于筒体的转轴（７）沿筒体轴线与轮毂固连；鼓轮（１）的外圆周上均布４或６个铰接轴（３），并分别与包角为９０°或６０°的圆弧形翼片（２）的一条母线边固连；包角为９０°～１２０°且略长于鼓轮的圆弧状整流罩（４），其内径略大于圆弧形翼片（２）的外径；两块圆形端板（５）分别固连在整流罩（４）的两端；转轴（７）插装在圆形端板（５）中心处的轴承（６）内；两套总成轴对称地固连在一起是指将两片圆弧状整流罩（４）背对背地固连成一体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国辉，郑全逸，李鸿，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]