无尾扑翼飞行器及其飞行控制方法技术

本发明专利技术提供了一种无尾扑翼飞行器及其飞行控制方法，无尾扑翼飞行器包括机架和安装在机架上的两套结构相同的独立的扑翼机构。所述的机架下方带有起落架，该扑翼飞行器停放在水平面上时，机架的底面与水平面平行。每套扑翼机构均包括机翼、动子、类似工字形软铁芯、线圈、边缘有槽轮、橡胶圈。本发明专利技术使用摆动电机直接带动机翼摆动，摆动电机与机翼之间没有传动机构，有利于减少扑翼飞行器的重量、能耗、噪声，通过改变施加到摆动电机两极上的电压的波形来控制扑翼飞行器的飞行，不需要复杂的控制机构来控制扑翼飞行器的飞行，有利于减少扑翼飞行器的重量。扑翼机构强度高，寿命长，制造成本低。

No tail wing aircraft and its flight control method

The present invention provides a tailless flapping wing vehicle and its flight control method. The tailless flapping wing aircraft comprises a frame and two independent flapping mechanisms with the same structure on the frame. A landing gear is arranged below the frame, and the bottom surface of the frame is parallel to the horizontal plane when the flapping wing aircraft is parked on the horizontal plane. Each flapping mechanism consists of wings, a mover, an I-shaped soft core, a coil, an edge grooved wheel, and a rubber ring. The invention uses a swing motor directly drives the swing wing, no transmission mechanism between the motor and the swing wing, to reduce weight, power consumption, noise of FMAV, by changing the voltage applied to the motor poles on the oscillating waveform to control the flapping wing flight, do not need complex control mechanisms to control the flapping wing flight is to reduce the weight of aircraft. The flapping wing mechanism has the advantages of high strength, long service life and low manufacturing cost.

【技术实现步骤摘要】
无尾扑翼飞行器及其飞行控制方法
本专利技术涉及飞行器领域，具体是一种无尾扑翼飞行器及其飞行控制方法。
技术介绍
自然界中，部分鸟类和昆虫的扑翼飞行方式可以实现悬停，具有很高的机动性和很低的能耗。人造扑翼飞行器在军用、民用方面有十分广阔的应用前景。美国研制出了“蜂鸟”微型扑翼飞行器，在人造扑翼飞行器方面取得了突破。现有技术中，人造扑翼飞行器存在以下问题：1.使用旋转电机带动机翼摆动，旋转电机与机翼之间需要传动机构将旋转电机的转动转化为机翼的摆动，增加了扑翼飞行器的重量、能耗、噪声。2.通过控制机翼的攻角来控制扑翼飞行器的飞行，控制机构复杂，增加了扑翼飞行器的重量。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术的问题，提供了一种无尾扑翼飞行器及其飞行控制方法，使用摆动电机直接带动机翼摆动，摆动电机与机翼之间没有传动机构，有利于减少扑翼飞行器的重量、能耗、噪声，通过改变施加到摆动电机两极上的电压的波形来控制扑翼飞行器的飞行，不需要复杂的控制机构来控制扑翼飞行器的飞行，有利于减少扑翼飞行器的重量。扑翼机构强度高，寿命长，制造成本低。本专利技术提供的无尾扑翼飞行器，包括机架和安装在机架上的两套结构相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无尾扑翼飞行器，包括机架（1）和安装在机架（1）上的扑翼结构，机架（1）下方带有起落架，该扑翼飞行器停放在水平面上时，机架（1）的底面与水平面平行，其特征在于：机架（1）上安装有两套结构相同的独立的扑翼机构，每套扑翼机构均包括机翼（2）、动子（3）、类似工字形软铁芯（4）、线圈（5）、边缘有槽轮（6）和橡胶圈（7），其中，所述的机翼（2）通过第一铰链与所述的动子（3）连接，第一铰链轴线与机架（1）的底面平行，动子（3）通过第二铰链与机架（1）连接，第二铰链轴线与机架（1）底面垂直，动子（3）上固定有圆环形导磁材料（9），其中圆环的圆心在第二铰链轴线上，圆环形导磁材料（9）内侧固定有两块圆弧...

【技术特征摘要】
1.一种无尾扑翼飞行器，包括机架（1）和安装在机架（1）上的扑翼结构，机架（1）下方带有起落架，该扑翼飞行器停放在水平面上时，机架（1）的底面与水平面平行，其特征在于：机架（1）上安装有两套结构相同的独立的扑翼机构，每套扑翼机构均包括机翼（2）、动子（3）、类似工字形软铁芯（4）、线圈（5）、边缘有槽轮（6）和橡胶圈（7），其中，所述的机翼（2）通过第一铰链与所述的动子（3）连接，第一铰链轴线与机架（1）的底面平行，动子（3）通过第二铰链与机架（1）连接，第二铰链轴线与机架（1）底面垂直，动子（3）上固定有圆环形导磁材料（9），其中圆环的圆心在第二铰链轴线上，圆环形导磁材料（9）内侧固定有两块圆弧形永磁体（10），其中圆弧的圆心在第二铰链轴线上，圆弧形永磁体充磁方式为辐射充磁，一块圆弧形永磁体N极在内侧，另一块圆弧形永磁体S极在内侧；所述的类似工字形软铁芯（4）固定在机架（1）上被动子（3）包围，类似工字形软铁芯（4）的外侧为圆弧，其中圆弧的圆心在第二铰链轴线上，类似工字形软铁芯（4）中间有一个让第二铰链穿过的通孔；扑翼飞行器静止时，圆弧形永磁体（9）的圆弧的圆心角的角平分线与类似工字形软铁芯（4）外侧的圆弧的圆心角的角平分线垂直；所述的类似工字形软铁芯（4）上对应“工”字一竖部分缠绕有线圈（5），线圈（5）与电源连接；当扑翼飞行器静止时俯视扑翼飞行器，给线圈施加正向电压时，动子（3）受到的磁场力使动子获得顺时针方向的力矩；给线圈施加反向电压时，动子（3）受到的磁场力使动子获得逆时针方向的力矩；一个边缘有槽轮（6）通过第三铰链与动子（3）连接，第三铰链轴线与机架（1）底面垂直，一个边缘有槽轮（6）通过第四铰链与机架（1）连接，第四铰链轴线与机架（1）底面垂直；所述的橡胶圈（7）绷紧在两个边缘有槽轮（6）之间，使扑翼飞行器静止时一套扑翼机构的第二铰链轴线、第三铰链轴线、第四铰链轴线在一个平面内，当机翼（2）和动子（3）围绕第二铰链摆动离开平衡位置时橡胶圈（7）提供回复力；给线圈（5）通方波交流电，机翼（2）会围绕第二铰链摆动，一个周期内最长施加电压时间取周期的20%至60%，交流电的频率取机翼围绕第二铰链摆动固有频率的110%至140%，给两套扑翼机构的线圈通的交流电频率一致。2.根据权利要求1所述的无尾扑翼飞行器，其特征在于：动子围绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑祥明，冯卓群，蒋进，徐哲，常慧媛，刘媛媛，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32