可实时控制方向、俯仰兼自变倾角的平动扑翼制造技术

本发明专利技术提供了可实时控制方向、俯仰兼自变倾角的平动扑翼，其采用平行四边形驱动机构对翼片进行驱动，从而实现翼片在扑动时能始终保持水平，另外并配以转向操纵机构和俯仰操纵机构来分别控制翼片工作时的偏转角度和俯仰角度，因此本扑翼具有抵抗侧向风力的能力，且操纵灵活。本扑翼的翼片受变倾角轴和变倾角梁组成的转动框架和扑翼梁共同控制，翼片向下扑动时受扑翼梁的压力，向上回位时翼片绕变倾角轴转动离开扑翼梁而不受力，因此翼片在上下扑动时可自变倾角，飞行效率更高。本发明专利技术平动扑翼耗能低、飞行效率高，结构简单，牢固，制造和使用成本低，机动灵活性好，在交通、军事、救灾、旅游、娱乐等领域均有广泛用途。

A translational flapping wing that can control directional, pitch and self changing angles in real time.

The invention provides a moving flapping wing with a real-time control direction, a pitch and a self variable dip angle, which uses a parallelogram driving mechanism to drive the flank, so that the wing can always keep the horizontal while the wing is flapping. In addition, the steering mechanism and the pitching control mechanism are used to control the deflection angle of the wing when working. Therefore, the flapping wing has the ability to resist lateral wind and is flexible in operation. The flapping wing is controlled by a rotating frame and a flapping wing beam consisting of a variable tilt angle and a variable dip angle beam. When the wing flapping downward, the wing is subjected to the pressure of the flapping wing beam. The wing rotates and leaves the flapping beam around the variable inclination axis when it moves upwards, so the flank can be self tilting and the flying efficiency is higher when the flank is flapping up and down. The flapping flapping wing has low energy consumption, high flying efficiency, simple structure, firm structure, low cost of manufacturing and use, good flexibility in maneuver, and wide use in the fields of traffic, military, disaster relief, tourism, entertainment and so on.

【技术实现步骤摘要】
可实时控制方向、俯仰兼自变倾角的平动扑翼
本专利技术涉及一种飞行部件，具体是一种可实时控制方向、俯仰兼自变倾角的平动扑翼，属于飞行器材

技术介绍
昆虫和鸟类通过双侧的翅膀摆动来实现飞行，翅膀在扑动时不断变换角度，效仿此类飞行方式的飞行器翼片称为摆动扑翼，摆动扑翼没有抵抗侧向风力的能力，容易被风吹翻。如果翼片在扑动时能始终保持水平，则称为平动扑翼。平动扑翼具有抵抗侧向风力的能力，作为飞行器的翼片，特别适于狭小空间飞行。为了实现平动扑翼的翼片在扑动时能始终保持水平，我们利用了平行四边形机构的原理来设计扑翼的主驱动机构，并配以控制方向的机构、控制俯仰的机构，由此得到一种可实时控制方向、俯仰兼自变倾角的平动扑翼。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可实时控制方向、俯仰兼自变倾角的平动扑翼。本专利技术所采取的具体技术方案如下：一种可实时控制方向、俯仰兼自变倾角的平动扑翼，其翼片水平放置，翼片的截面呈上拱的弓形，翼片中部的顶面上方设有一根沿翼片伸展方向平行排列的扑翼梁，扑翼梁与翼片顶面之间设有拉力弹簧进行连接，扑翼梁的下方还固定连接有向下伸展的推力弹簧，推力弹簧的下端为开放端；扑翼梁上连接有多个套管支座，扑翼梁的前方设有变倾角轴，变倾角轴与扑翼梁平行排列，变倾角轴与扑翼梁之间连接有多根变倾角梁，每根变倾角梁的前端与变倾角轴固定连接，后端通过L形接头活动套接的扑翼梁对应的套管支座上，翼片的前沿通过套管转动连接在变倾角轴上，由变倾角轴和变倾角梁组成一个可沿套管支座转动的转动框架来对翼片的前沿进行拉动。所述扑翼梁的中部固定连接有一根竖直向上的扑翼轴，扑翼轴的外圈上嵌装有可绕其外圈转动且轴向位置固定的扑翼轴管；在翼片的一侧还设有一根固定连接在飞行器机架上的竖直操纵轴管，操纵轴管与扑翼轴管平行排列，操纵轴管与扑翼轴管的上端均设有U形叉，下端均设有向前后分别伸出的支架；在操纵轴管与扑翼轴管之间设有横向的上扑翼臂和下扑翼臂，上扑翼臂和下扑翼臂等长且上下平行排列，上扑翼臂和下扑翼臂的两端设有水平的U形叉，上扑翼臂通过两端的U形叉分别铰接在操纵轴管与扑翼轴管上端的U形叉上，下扑翼臂通过两端的U形叉分别铰接在操纵轴管与扑翼轴管下端的支架上，由此形成一个由扑翼轴管、操纵轴管、上扑翼臂、下扑翼臂组成的平行四边形驱动机构；下扑翼臂上铰接有驱动连杆，通过驱动机构带动驱动连杆上下往复运动，从而拉动平行四边形驱动机构上下平动，使扑翼轴带动翼片上下平动。所述扑翼轴上连接有转向操纵机构，由转向操纵机构通过控制扑翼轴的转向来实现对翼片转向角度的控制；所述扑翼轴管上连接有俯仰操纵机构，由俯仰操纵机构通过控制转动框架的转角来实现对翼片前沿俯仰角度的控制。所述转向操纵机构的具体方案为：所述操纵轴管的内圈嵌装有可绕其内圈转动且轴向位置固定的操纵轴，操纵轴的下端固定连接横向的方向操纵臂，扑翼轴和操纵轴的上端分别通过一个万向节连接有一根竖直向上伸的方向轴，方向轴的上端固定连接有水平向后伸的方向臂，两方向臂的末端用一根方向连杆铰接；所述方向轴的杆体活动套接在方向轴管内，方向轴管的外壁通过弯杆固定连接在上扑翼臂上；通过操纵方向操纵臂控制操纵轴转动，进而带动扑翼轴转动，使扑翼轴带动翼片转动方向。所述俯仰操纵机构的具体方案为：所述操纵轴管与扑翼轴管下端的支架上还各铰接有一个换向器，两换向器左右对称设置；换向器设有前后排列的两条竖臂，两条竖臂的下端通过一个U形水平臂固定连接成一体，由此形成一个L形结构的换向器；两换向器的竖直臂下端分别铰接在操纵轴管与扑翼轴管下端的支架两端；在上扑翼臂和下扑翼臂之间设有一根横向的换向器连杆，换向器连杆的两端也设有U形叉，换向器连杆通过两端的U形叉分别与两换向器的竖臂上端铰接；所述扑翼轴管中部的外圈上活动套接有一截内套管，内套管中部的外圈上嵌装有可绕其外圈转动且轴向位置固定的外套管，外套管的外壁上固定连接有水平伸出的外套管固接杆，外套管固接杆的端部铰接外套管连杆的一端，外套管连杆的另一端铰接在中部的一根变倾角梁上，内套管上部的外壁上固定连接有向上弯曲的弧形内套管固接杆，内套管固接杆的端部铰接内套管连杆的一端，内套管连杆的另一端铰接在扑翼轴管上的换向器的U形水平臂弧顶上；所述内套管连杆包括对称设置的两根弧形连杆，两根弧形连杆将外套管固接杆围合在内并使外套管固接杆具有一定角度的转向摆动空间；所述操纵轴管上的换向器的U形水平臂弧顶连接有竖直向下的俯仰操纵连杆，俯仰操纵连杆的下端铰接俯仰操纵翘杆；通过操纵俯仰操纵翘杆带动两个换向器转动，从而带动内套管和外套管共同升降，进而拉动变倾角梁，使变倾角轴带动翼片前沿实现仰俯角度调整。本专利技术平动扑翼由于采用平行四边形驱动机构对翼片进行驱动，从而实现翼片在扑动时能始终保持水平，另外并配以转向操纵机构和俯仰操纵机构来分别控制翼片工作时的偏转角度和俯仰角度，因此本扑翼具有抵抗侧向风力的能力，且操纵灵活。本扑翼的翼片受变倾角轴和变倾角梁组成的转动框架和扑翼梁共同控制，翼片向下扑动时受扑翼梁的压力，向上回位时翼片绕变倾角轴转动离开扑翼梁而不受力，因此翼片在上下扑动时可自变倾角，飞行效率更高。本专利技术平动扑翼耗能低、飞行效率高，结构简单，牢固，制造和使用成本低，机动灵活性好，在交通、军事、救灾、旅游、娱乐等领域均有广泛用途。本扑翼可设置成单翼串列、双翼并列等模式来使用，用于飞行器，特别适于狭小空间飞行，用于水翼船，可行驶于浅水滩头，还可以用于飞行玩具等。附图说明图1为本专利技术平动扑翼的整体结构示意图（翼片转向20°时）。图2为图1的俯向示意图。图3为图1的A局部放大图。图4为换向器的结构示意图。图5为本专利技术平动扑翼去除转向操纵机构和俯仰操纵机构后的示意图。图6为本专利技术平动扑翼组成相背式单翼前后串列时的驱动操纵示意图。图中：1-翼片，2-扑翼梁，3-拉力弹簧，4-套管支座，5-变倾角轴，6-变倾角梁，7-L形换向器，8-拉绳，9-压缩弹簧，10-推力弹簧，11-扑翼轴，12-扑翼轴管，13-操纵轴管，14-上扑翼臂，15-下扑翼臂，16-驱动连杆，17-操纵轴，18-方向操纵臂，19-万向节，20-方向轴，21-方向臂，22-方向连杆，23-方向轴管，24-换向器，25-换向器连杆，26-内套管，27-外套管，28-外套管固接杆，29-外套管连杆，30-内套管固接杆，31-内套管连杆，32-俯仰操纵连杆，33-俯仰操纵翘杆，34-曲柄，35-锥齿轮副，36-水平轴，37-发动机，38-皮带轮传动机构，39-操纵平台。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。如图1-4所示，本可实时控制方向、俯仰兼自变倾角的平动扑翼的翼片1水平放置，翼片1的截面呈上拱的弓形，翼片1中部的顶面上方设有一根沿翼片1伸展方向平行排列的扑翼梁2，扑翼梁2与翼片1顶面之间设有拉力弹簧3进行连接，扑翼梁2的下方还固定连接有向下伸展的推力弹簧10，推力弹簧10的下端为开放端；扑翼梁2上连接有多个套管支座4，扑翼梁2的前方设有变倾角轴5，变倾角轴5与扑翼梁2平行排列，变倾角轴5与扑翼梁2之间连接有多根变倾角梁6，每根变倾角梁6的前端与变倾角轴5固定连接，后端通过L形接头活动套接的扑翼梁2对应的套管支座4上，翼片1的前沿通过套管转动连接在变倾角轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可实时控制方向、俯仰兼自变倾角的平动扑翼，其特征是：所述平动扑翼的翼片（1）水平放置，翼片（1）的截面呈上拱的弓形，翼片（1）中部的顶面上方设有一根沿翼片（1）伸展方向平行排列的扑翼梁（2），扑翼梁（2）与翼片（1）顶面之间设有拉力弹簧（3）进行连接，扑翼梁（2）的下方还固定连接有向下伸展的推力弹簧（10），推力弹簧（10）的下端为开放端；扑翼梁（2）上连接有多个套管支座（4），扑翼梁（2）的前方设有变倾角轴（5），变倾角轴（5）与扑翼梁（2）平行排列，变倾角轴（5）与扑翼梁（2）之间连接有多根变倾角梁（6），每根变倾角梁（6）的前端与变倾角轴（5）固定连接，后端通过L形接头活动套接的扑翼梁（2）对应的套管支座（4）上，翼片（1）的前沿通过套管转动连接在变倾角轴（5）上，由变倾角轴（5）和变倾角梁（6）组成一个可沿套管支座（4）转动的转动框架来对翼片（1）的前沿进行拉动；所述扑翼梁（2）的中部固定连接有一根竖直向上的扑翼轴（11），扑翼轴（11）的外圈上嵌装有可绕其外圈转动且轴向位置固定的扑翼轴管（12）；在翼片（1）的一侧还设有一根固定连接在飞行器机架上的竖直操纵轴管（13），操纵轴管（13）与扑翼轴管（12）平行排列，操纵轴管（13）与扑翼轴管（12）的上端均设有U形叉，下端均设有向前后分别伸出的支架；在操纵轴管（13）与扑翼轴管（12）之间设有横向的上扑翼臂（14）和下扑翼臂（15），上扑翼臂（14）和下扑翼臂（15）等长且上下平行排列，上扑翼臂（14）和下扑翼臂（15）的两端设有水平的U形叉，上扑翼臂（14）通过两端的U形叉分别铰接在操纵轴管（13）与扑翼轴管（12）上端的U形叉上 ，下扑翼臂（15）通过两端的U形叉分别铰接在操纵轴管（13）与扑翼轴管（12）下端的支架上，由此形成一个由扑翼轴管（12）、操纵轴管（13）、上扑翼臂（14）、下扑翼臂（15）组成的平行四边形驱动机构；下扑翼臂（15）上铰接有驱动连杆（16），通过驱动机构带动驱动连杆（16）上下往复运动，从而拉动平行四边形驱动机构上下平动，使扑翼轴（11）带动翼片（1）上下平动；所述扑翼轴（11）上连接有转向操纵机构，由转向操纵机构通过控制扑翼轴（11）的转向来实现对翼片（1）转向角度的控制；所述扑翼轴管（12）上连接有俯仰操纵机构，由俯仰操纵机构通过控制转动框架的转角来实现对翼片（1）前沿俯仰角度的控制。...

【技术特征摘要】
1.一种可实时控制方向、俯仰兼自变倾角的平动扑翼，其特征是：所述平动扑翼的翼片（1）水平放置，翼片（1）的截面呈上拱的弓形，翼片（1）中部的顶面上方设有一根沿翼片（1）伸展方向平行排列的扑翼梁（2），扑翼梁（2）与翼片（1）顶面之间设有拉力弹簧（3）进行连接，扑翼梁（2）的下方还固定连接有向下伸展的推力弹簧（10），推力弹簧（10）的下端为开放端；扑翼梁（2）上连接有多个套管支座（4），扑翼梁（2）的前方设有变倾角轴（5），变倾角轴（5）与扑翼梁（2）平行排列，变倾角轴（5）与扑翼梁（2）之间连接有多根变倾角梁（6），每根变倾角梁（6）的前端与变倾角轴（5）固定连接，后端通过L形接头活动套接的扑翼梁（2）对应的套管支座（4）上，翼片（1）的前沿通过套管转动连接在变倾角轴（5）上，由变倾角轴（5）和变倾角梁（6）组成一个可沿套管支座（4）转动的转动框架来对翼片（1）的前沿进行拉动；所述扑翼梁（2）的中部固定连接有一根竖直向上的扑翼轴（11），扑翼轴（11）的外圈上嵌装有可绕其外圈转动且轴向位置固定的扑翼轴管（12）；在翼片（1）的一侧还设有一根固定连接在飞行器机架上的竖直操纵轴管（13），操纵轴管（13）与扑翼轴管（12）平行排列，操纵轴管（13）与扑翼轴管（12）的上端均设有U形叉，下端均设有向前后分别伸出的支架；在操纵轴管（13）与扑翼轴管（12）之间设有横向的上扑翼臂（14）和下扑翼臂（15），上扑翼臂（14）和下扑翼臂（15）等长且上下平行排列，上扑翼臂（14）和下扑翼臂（15）的两端设有水平的U形叉，上扑翼臂（14）通过两端的U形叉分别铰接在操纵轴管（13）与扑翼轴管（12）上端的U形叉上，下扑翼臂（15）通过两端的U形叉分别铰接在操纵轴管（13）与扑翼轴管（12）下端的支架上，由此形成一个由扑翼轴管（12）、操纵轴管（13）、上扑翼臂（14）、下扑翼臂（15）组成的平行四边形驱动机构；下扑翼臂（15）上铰接有驱动连杆（16），通过驱动机构带动驱动连杆（16）上下往复运动，从而拉动平行四边形驱动机构上下平动，使扑翼轴（11）带动翼片（1）上下平动；所述扑翼轴（11）上连接有转向操纵机构，由转向操纵机构通过控制扑翼轴（11）的转向来实现对翼片（1）转向角度的控制；所述扑翼轴管（12）上连接有俯仰操纵机构，由俯仰操纵机构通过控制转动框架的转角来实现对翼片（1）前沿俯仰角度的控制。2.根据权利要求1所述的平动扑翼，其特征是：所述变倾角梁（6）的L形接头上还活动套接有一个L形换向器（7），L形换向器（7）由圆环、竖杆和横杆组成，圆环套接在变倾角梁（6）的L形接头上，竖杆和横杆固定连接在圆环的外圈上；L形换向器（7）的竖杆竖直向上且末端连接有拉绳（8），拉绳（8）的另一端连接至变倾角梁（6）前端的梁体上，L形换向器（7）的横杆伸至扑翼梁（2）的下方，横杆的末端与扑翼梁（2）下端之间设有压缩弹簧（9）连接。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆昌新，
申请(专利权)人：陆昌新，
类型：发明
国别省市：广西,45