差动变载扑翼制造技术

本发明专利技术公开了一种差动变载扑翼，其涉及扑翼技术领域，包括：第一机翼，第二机翼，悬挂，承重差动机构；承重差动机构将两个机翼的悬挂承重地活动连接于主载荷并使它们的悬挂长度变化反向等量、悬挂拉力能互相反向传递；驱动两个机翼的悬挂长度变化并主动控制翼俯仰角的变化，使得两个机翼周期性地交替地重载下滑和轻载上滑，从而保持总升力和总推力。本发明专利技术能够使得整个装置的动态载荷力基本保持不变，并且动力只提供变载力而不承担静重力，其用于人力飞行、持久留空飞行、低噪音飞行和简结构低成本飞行。

Differential variable load flapping wing

The invention discloses a differential variable load flapping wing, which relates to the technical field of flapping wing, including: the first wing, the second wing, suspension and load-bearing differential mechanism; the load-bearing differential mechanism connects the suspension of two wings to the main load and makes their suspension length change reversely equal, and the suspension pull energy transfer reversely; and drives the suspension length change of two wings and the main body. The change of pitch angle of the dynamic control wing makes the two wings periodically alternately slide under heavy load and slip up under light load, thus maintaining the total lift and thrust. The invention can basically keep the dynamic load force of the whole device unchanged, and the power only provides variable load force without bearing static gravity. It is used for manpower flight, persistent flight, low noise flight and simple structure low cost flight.

【技术实现步骤摘要】
差动变载扑翼
本专利技术涉及扑翼
，特别涉及一种差动变载扑翼。
技术介绍
扑翼是一种模仿鸟类和昆虫飞行，基于仿生学原理设计制造新型飞行器类型的重要结构。与固定翼和旋翼相比，扑翼的主要特点是以翼的往复运动既产生升力又产生推力，可以用很小的能量进行长距离飞行，并具有较强的机动性。由于展向角度运动的扑翼在展向各段的垂直运动幅度不同，翼轨迹升降角也就不同，使需要的翼弦线俯仰角(姿态角)也不同，因此形成了人造扑翼飞行器主动控制翼俯仰角的结构复杂性和操控复杂性。为了避免角动扑翼的这种展向复杂性，申请人在申请号为201621114654.8的专利中提出了一种整动扑翼技术，其利用了小变载波状滑翔原理，由于升力始终为正、上挥减载力绝对值总小于重力绝对值的特点，整动扑翼可以使用软悬挂，从而减轻重量、简化结构。但是，由于上述整动扑翼是非差动的，具有以下缺点：第一，由于主载荷对翼的拉力，也是翼对主载荷的拉力,所以在变载时，翼的主载荷必然会导致相应的约为0.1g到0.3g左右的垂直往复加速度，这不但会对某些任务载荷的工作产生影响，而且会消耗一定的能量，有损动力效率；第二，若要使动力避免承担载荷静重力就必须增加并联的弹性机构，而弹性机构的弹性力随长度的变化仍会产生残余影响，并且要根据实际载重的变化而调整弹性机构也比较麻烦。本申请中可能涉及的缩略语或关键技术用语解释如下：翼轨迹——翼上的某个点(例如气动中心)在纵垂面上相对于静止空气的运动轨迹。翼轨迹是翼相对于本体在纵垂面上的运动和本体相对于空气的运动的合成运动的轨迹。翼轨迹的切线方向是翼的迎流方向。翼轨迹升降角或翼轨迹俯仰角——翼轨迹相对于水平面的角，向上为正。翼俯仰角——翼弦线相对于水平面的角，向上为正。攻角或迎角——翼弦线相对于翼轨迹的角或翼弦线和实际迎流方向的角,向上为正。动态载荷力——载荷对翼的实际动态拉力，向下为负，其可表现为动力系统对翼的拉力和弹性器件对翼的拉力，来源于载荷净重力和载荷加速度对应的力。变载力——动态载荷力和静载荷力之差，向上为正，和载荷静重力同向的变载力为加载力，和载荷静重力反向的变载力为减载力。变载比——变载力和载荷静重力绝对值之比。巡航——以长途飞行中最常用的速度宏观等速水平的飞行。角动扑翼——翼在横垂面上的角度运动形成的扑翼。整动扑翼——翼整体相对于主载荷的垂直运动形成的扑翼。变悬挂或悬挂变长——整动扑翼中，翼和主载荷之间的悬挂连接的垂直长度的变化。差动俯仰角——差动变载扑翼中，翼弦线相对于基准平面的角，两个机翼的差动俯仰角反向等量。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供了一种差动变载扑翼，其能够在等速平飞时使得整个装置的动态载荷力基本保持不变,并使动力只提供(承担)变载力而不承担静重力。本专利技术的具体技术方案是：一种差动变载扑翼，包括：第一机翼，第二机翼，连接于所述第一机翼和所述第二机翼的悬挂，承重差动机构；所述承重差动机构将所述第一机翼的悬挂和所述第二机翼的悬挂承重地活动连接于主载荷并使所述第一机翼的悬挂长度变化和所述第二机翼的悬挂长度变化反向等量、所述第一机翼的第一悬挂拉力和所述第二机翼的第二悬挂拉力能互相反向传递；对所述第一机翼的悬挂长度变化和所述第二机翼的悬挂长度变化的驱动和对所述第一机翼的翼俯仰角和所述第二机翼的翼俯仰角的主动控制相配合，使得所述差动变载扑翼能在至少两种状态之间反复转换：在第一种状态下，所述第一机翼的高度升高而使翼轨迹升降角为正值，配合地控制所述第一机翼形成大于零的第一攻角和在第一悬挂拉力下的轻载上滑，所述第二机翼的高度降低而使翼轨迹升降角为负值，配合地控制所述第二机翼形成小于失速临界角的第二攻角和在第二悬挂拉力下的重载下滑，所述第二攻角大于所述第一攻角，所述第二悬挂拉力大于所述第一悬挂拉力；在第二种状态下，所述第一机翼的高度降低而使翼轨迹升降角为负值，配合地控制所述第一机翼形成小于失速临界角的第一攻角和在第一悬挂拉力下的重载下滑，所述第二机翼的高度升高而使翼轨迹升降角为正值，配合地控制所述第二机翼形成大于零的第二攻角和在第二悬挂拉力下的轻载上滑，所述第一攻角大于所述第二攻角，所述第一悬挂拉力大于所述第二悬挂拉力。优选地，所述承重差动机构包括：同轴固定连接并能够双向转动的第一轮和第二轮，所述悬挂包括第一绳索、第二绳索，所述第一绳索的一端连接在所述第一机翼上，所述第一绳索的另一端固定并部分缠绕在所述第一轮上，所述第二绳索的一端连接在所述第二机翼上，所述第二绳索的另一端固定并部分缠绕在所述第二轮上，所述第一绳索的缠绕方向与所述第二绳索的缠绕方向相反，从而在第一种状态下，驱动所述第一轮和第二轮向一个方向同步转动，能使所述第一绳索的缠绕量减少而增加所述第一机翼的悬挂长度、所述第二绳索的缠绕量增加而减少所述第二机翼的悬挂长度；在第二种状态下，驱动所述第一轮和第二轮的同步转动方向和第一种状态中相反，所述第一机翼和所述第二机翼的悬挂长度变化方向和第一种状态中相反。优选地，所述承重差动机构包括：能够进行双向转动的滑轮，所述悬挂包括绳索，所述绳索绕过所述滑轮，所述绳索的一端与所述第一机翼相连接，所述绳索的另一端与所述第二机翼相连接，从而使所述第一机翼的悬挂被另外的传动所下拉而变短时，能通过所述滑轮的从动旋转而间接地放松所述第二机翼的悬挂而使其变长，或所述第二机翼的悬挂被另外的传动所下拉而变短时，能通过所述滑轮的从动旋转而间接地放松所述第一机翼的悬挂而使其变长。优选地，所述承重差动机构包括：能够进行双向转动的齿轮和导向装置，所述悬挂包括：第一齿条、第二齿条，所述第一齿条和所述第二齿条设置在所述齿轮的两侧，与所述齿轮相啮合，所述第一齿条、所述第二齿条和所述齿轮均设置在所述导向装置中，从而对所述第一齿条、所述第二齿条进行限位和导向，所述第一齿条的上端与所述第一机翼相传动连接，所述第二齿条的上端与所述第二机翼相传动连接。优选地，所述差动变载扑翼还包括：连接在所述悬挂和所述第一机翼之间的第一角度控制器、连接在所述悬挂和所述第二机翼之间的第二角度控制器，所述第一角度控制器用于控制所述第一机翼的翼俯仰角，所述第二角度控制器用于控制所述第二机翼的翼俯仰角。优选地，所述承重差动机构包括，第一承重差动机构、第二承重差动机构，所述第一承重差动机构至少为一个，其横向一线设置并通过悬挂连接所述第一机翼和所述第二机翼的前缘各对应点，所述第二承重差动机构至少为一个，其横向一线设置并悬挂连接所述第一机翼和所述第二机翼的后缘各对应点，从而使在同时驱动所述第一机翼的整体悬挂变长和所述第二机翼的整体悬挂变长的周期性变化过程中，对前缘悬挂变长的驱动和对后缘悬挂变长的驱动的异步量能控制形成所述第一机翼和所述第二机翼相对于基准平面的反向的差动俯仰角。优选地，能反相位垂直运动的所述第一机翼和所述第二机翼沿水平方向设置，所述第二机翼至少为两个，至少一个所述第二机翼位于所述第一机翼的一侧，至少一个所述第二机翼位于所述第一机翼的另一侧。优选地，能反相位垂直运动的所述第一机翼和所述第二机翼沿垂直方向设置。本专利技术的技术方案具有以下显著有益效果：第一，在本专利技术中将第一机翼和第二机翼复合在同一个飞行器上并反相位地周期运动，能使得第一机翼和第二机翼的垂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种差动变载扑翼，其特征在于，包括：第一机翼，第二机翼，连接于所述第一机翼和所述第二机翼的悬挂，承重差动机构；所述承重差动机构将所述第一机翼的悬挂和所述第二机翼的悬挂承重地活动连接于主载荷并使所述第一机翼的悬挂长度变化和所述第二机翼的悬挂长度变化反向等量、所述第一机翼的第一悬挂拉力和所述第二机翼的第二悬挂拉力能互相反向传递；对所述第一机翼的悬挂长度变化和所述第二机翼的悬挂长度变化的驱动和对所述第一机翼的翼俯仰角和所述第二机翼的翼俯仰角的主动控制相配合，使得所述差动变载扑翼能在至少两种状态之间反复转换：在第一种状态下，所述第一机翼的高度升高而使翼轨迹升降角为正值，配合地控制所述第一机翼形成大于零的第一攻角和在第一悬挂拉力下的轻载上滑，所述第二机翼的高度降低而使翼轨迹升降角为负值，配合地控制所述第二机翼形成小于失速临界角的第二攻角和在第二悬挂拉力下的重载下滑，所述第二攻角大于所述第一攻角，所述第二悬挂拉力大于所述第一悬挂拉力；在第二种状态下，所述第一机翼的高度降低而使翼轨迹升降角为负值，配合地控制所述第一机翼形成小于失速临界角的第一攻角和在第一悬挂拉力下的重载下滑，所述第二机翼的高度升高而使翼轨迹升降角为正值，配合地控制所述第二机翼形成大于零的第二攻角和在第二悬挂拉力下的轻载上滑，所述第一攻角大于所述第二攻角，所述第一悬挂拉力大于所述第二悬挂拉力。...

【技术特征摘要】
1.一种差动变载扑翼，其特征在于，包括：第一机翼，第二机翼，连接于所述第一机翼和所述第二机翼的悬挂，承重差动机构；所述承重差动机构将所述第一机翼的悬挂和所述第二机翼的悬挂承重地活动连接于主载荷并使所述第一机翼的悬挂长度变化和所述第二机翼的悬挂长度变化反向等量、所述第一机翼的第一悬挂拉力和所述第二机翼的第二悬挂拉力能互相反向传递；对所述第一机翼的悬挂长度变化和所述第二机翼的悬挂长度变化的驱动和对所述第一机翼的翼俯仰角和所述第二机翼的翼俯仰角的主动控制相配合，使得所述差动变载扑翼能在至少两种状态之间反复转换：在第一种状态下，所述第一机翼的高度升高而使翼轨迹升降角为正值，配合地控制所述第一机翼形成大于零的第一攻角和在第一悬挂拉力下的轻载上滑，所述第二机翼的高度降低而使翼轨迹升降角为负值，配合地控制所述第二机翼形成小于失速临界角的第二攻角和在第二悬挂拉力下的重载下滑，所述第二攻角大于所述第一攻角，所述第二悬挂拉力大于所述第一悬挂拉力；在第二种状态下，所述第一机翼的高度降低而使翼轨迹升降角为负值，配合地控制所述第一机翼形成小于失速临界角的第一攻角和在第一悬挂拉力下的重载下滑，所述第二机翼的高度升高而使翼轨迹升降角为正值，配合地控制所述第二机翼形成大于零的第二攻角和在第二悬挂拉力下的轻载上滑，所述第一攻角大于所述第二攻角，所述第一悬挂拉力大于所述第二悬挂拉力。2.根据权利要求1所述的差动变载扑翼，其特征在于，所述承重差动机构包括：同轴固定连接连并能够双向转动的第一轮和第二轮，所述悬挂包括第一绳索、第二绳索，所述第一绳索的一端连接在所述第一机翼上，所述第一绳索的另一端固定并部分缠绕在所述第一轮上，所述第二绳索的一端连接在所述第二机翼上，所述第二绳索的另一端固定并部分缠绕在所述第二轮上，所述第一绳索的缠绕方向与所述第二绳索的缠绕方向相反，从而在第一种状态下，驱动所述第一轮和第二轮向一个方向同步转动，能使所述第一绳索的缠绕量减少而增加所述第一机翼的悬挂长度、所述第二绳索的缠绕量增加而减少所述第二机翼的悬挂长度；在第二种状态下，驱动所述第一轮和第二轮的同步转动方向和第一种状态中相反，所述第一机翼和所述第二机翼的悬挂长度变化方向和第一种状态中相反。3.根据权利要求1所述的差动变载扑翼，其特征在于，所述承...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏朝阳，
申请(专利权)人：魏朝阳，
类型：发明
国别省市：北京,11