一种基于旋转扑翼垂直起降动力装置的叶片开合机构制造方法及图纸

本发明专利技术是一种基于旋转扑翼垂直起降动力装置的叶片开合机构，属于航空航天领域，具体涉及一种新型旋转扑翼垂直起降动力装置的起降控制，基于旋转扑翼垂直起降动力装置的叶片开合机构安装在旋转扑翼垂直起降动力装置的顶部，通过舵机转动带动转向头转动，结合联动杆，实现调整所有叶片同时同速运动，叶片的开合角度直接影响气流大小从而控制垂直起降装置的升力大小。本发明专利技术具有整体质量小、能耗低、结构简单、可靠性高等优点。

A blade opening and closing mechanism based on the rotating flapping wing vertical takeoff and landing power device

The invention relates to a blade opening and closing mechanism based on a rotating flapping wing vertical take-off and landing power device, which belongs to the field of aerospace, in particular to a novel take-off and landing control of a rotating flapping wing vertical take-off and landing power device The opening and closing angle of the blade directly affects the air flow and thus controls the lift of the vertical take-off and landing device. The invention has the advantages of small overall mass, low energy consumption, simple structure and high reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种基于旋转扑翼垂直起降动力装置的叶片开合机构
本专利技术属于航空航天领域，具体涉及一种新型旋转扑翼垂直起降动力装置的起降控制，适用于解决新型旋转扑翼垂直起降动力装置的起降控制不便问题。
技术介绍
垂直起降动力装置近几年发展迅猛，许多国家的科研机构、企业公司争相研发与实验，具有垂直起降动力装置的飞行器可以不需要专门的机场和跑道，降低使用成本，没有场地的限制，丰富适用范围。其中旋转扑翼飞行是一种模仿鸟类在飞翔过程中翅膀运动规律的飞行方式，是一种低能耗高效率的飞行方法，能扑翼前行，也能垂直起降。人们从古至今不断探索扑翼飞行，但这种仿生运动经过成千上万年的变化已成为一种复杂的多维运动。一种能简化运动并容易实现的机械机构是实现垂直起降飞行器的一个重要突破。很多传统的扑翼飞行器实现了扑翼动作，但仍不能高度模仿鸟类翅膀运动，效率不高同时成本却很高。而基于旋转扑翼的垂直起降动力装置在市面上一片空白，更没有简单有效地控制基于旋转扑翼的垂直起降动力装置实现上升、下降和悬停的方法。
技术实现思路
为了实现基于旋转扑翼垂直起降动力装置的功能，本专利技术将旋转扑翼产生的动力分解为恒定的升力动力源和一个调节升力输出大小，提供一种基于旋转扑翼垂直起降动力装置的叶片开合机构。将恒定的输出动力根据人为的需求进行调控，简化了垂直起降动力装置的控制方法，简单可靠低成本地实现了控制整体装置的垂直起降。本专利技术的目标是通过以下技术方案来实现的：一种基于旋转扑翼垂直起降动力装置的叶片开合机构，包含叶片，大轴承，连接轴，控制系统，舵机，转向头，联动杆，小轴承，叶片是一个由“水滴形”头部和圆形尾部构成的截面拉伸而成的长条形轻质铝条，圆形尾部轴向与连接轴头部连接，连接轴是一个由头部类“凸”形的圆柱和尾部圆柱构成，连接轴尾部圆柱末端有一键槽与转向头厚端平齐处的“凹”形孔配合，转向头是一个类“箭头”型零件，头部平齐端有一“凹”形孔，头部突起端与舵的转轴固定，尾部平齐端有一个阶梯孔，阶梯孔与小轴承外圈配合，小轴承内圈与联动杆突起端阶梯轴同轴配合，联动杆是一根长条形铝合金条，用于同步所有转向头和叶片的转速，舵机转轴的运动由控制系统控制。控制系统包含一个集成了蓝牙模块，Wi-Fi模块的STM-32单片机和一个锂电池以及3个稳压模块，蓝牙模块和Wi-Fi模块用于接收人们发送的舵机运动速度和运动角度的信号，STM-32单片机通过处理蓝牙和Wi-Fi的信号而后对舵机发出运动信号，锂电池是整个控制系统和舵机的能量源，稳压模块是一个电池电压控制板，用于调节锂电池的输出电压给每个模块。叶片的横截面的“水滴型”头部中间镂空，减轻整体质量并提高刚度，叶片横截面的圆柱尾部轴向中间实心，两侧有“凹”形孔用于与连接轴连接，任意叶片的“水滴”形头部和相邻叶片的圆形尾部之间不能完全接触，有至少1厘米的空隙。大轴承内圈同轴配合在连接轴上，大轴承的外圈固定在机壳的顶部轴承孔内，机壳是一个长方体中空铝合金框架，顶部有两排等距同轴对称的轴承阶梯孔，机壳中部有两侧分别有8个轴承孔，用于安装旋转扑翼动力装置，机壳顶部舵机侧有一凸台支架，所述凸台支架是一个“L”形角铝，支架上有两个舵机安装孔与舵机上的安装孔同轴配合，并使用螺栓紧固。本专利技术优点与积极效果为：1.本专利技术将安装于垂直起降装置的顶部，在不影响垂直起降装置内部动力工作的同时，简单有效地实现调节整体机构的升力大小，从而调节垂直起降装置的上升，下降及悬停等动作。2.本专利技术对垂直起降装置的外壳要求低，造价低，适用性广。3.本专利技术利用连杆机构实现叶片同时、等速运动，结构简单，工作可靠。4.本专利技术的控制系统独立于垂直起降机构内部动力机械结构的控制，易于实现，不容易耦合干扰，从控制的角度来说易于实现机构的运动控制。附图说明图1为本专利技术安装后侧视图；图2为本专利技术爆炸图；图3为本专利技术的剖视图；图4为本专利技术等轴测工作视图；其中：1为叶片，2为大轴承，3为连接轴，4为控制系统，5为舵机，6为转向头，7为联动杆，8为小轴承，9为垂直起降动力装置机壳。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详述。本专利技术包含叶片1，大轴承2，连接轴3，控制系统4，舵机5，转向头6，联动杆7，小轴承8，所述叶片1是一个由“水滴型”头部和圆形尾部构成的截面拉伸而成的长条形轻质铝条，所述叶片1的横截面的“水滴型”头部中间镂空，以减轻整体质量并提高刚度，所述叶片1的“水滴”形头部和相邻叶片的圆形尾部之间不能完全接触，有至少1厘米的空隙。所述叶片1横截面的圆柱尾部轴向中间实心，两侧有“凹”形孔用于与连接轴3连接，所述连接轴3是一个由头部类“凸”型的柱和尾部圆柱构成，所述连接轴3尾部圆柱末端有一键槽与转向头6厚端平齐处的“凹”形孔配合，所述转向头6是一个类“箭头”型零件，头部平齐端有一“凹”形孔，头部突起端与舵机5的转轴固定，尾部平齐端有一个阶梯孔，所述阶梯孔与小轴承8外圈配合，所述小轴承8内圈与联动杆7突起端阶梯轴同轴配合，所述联动杆7是一根长条形铝合金条，用于同步所有转向头6和叶片1的转速，所述舵机5转轴的运动由控制系统4控制。所述控制系统4包含一个集成了蓝牙模块，Wi-Fi模块的STM-32单片机和一个锂电池以及3个稳压模块，所述蓝牙模块和Wi-Fi模块用于接收人们发送的舵机5运动速度和运动角度的信号，所述STM-32单片机通过处理蓝牙和Wi-Fi的信号而后对舵机5发出运动信号，锂电池是整个控制系统和舵机5的能量源，稳压模块是一个电池电压控制板，用于调节锂电池的输出电压给每个模块。将大轴承2内圈同轴配合在连接轴3上，所述大轴承2的外圈固定在机壳9的顶部轴承孔内，所述机壳9是一个长方体中空铝合金框架，顶部有两排等距同轴对称的轴承阶梯孔，所述机壳9中部有两侧分别有8个轴承孔，用于安装旋转扑翼动力装置，机壳9顶部舵机5侧有一凸台支架，所述凸台支架是一个“L”形角铝，所述支架上有两个舵机安装孔与舵机5上的安装孔同轴配合，并使用螺栓紧固。安装好后调节控制系统4中稳压模块的电压输出，供电开始后手机下载FeasyBlue软件，连接上STM-32单片机的蓝牙模块后发送指令，舵机5开始顺时针转动30度，与舵机5相连的转向块6也绕舵机5的转轴顺时针转动30度，与转向块6紧固连接的转轴3顺时针转动30度，与转轴3紧固连接的叶片1也顺时针转动30度，与此同时，联动杆7在转向块6和小轴承8的带动下绕舵机5转轴顺时针转动30度并保持联动杆7的水平，联动杆7的运动也通过其他的小轴承8和其他的转向块6带动其他的叶片1顺时针转动30度。综上所述，本专利技术给出了一种基于旋转扑翼垂直起降动力装置的叶片开合机构，这种方式解决新型旋转扑翼垂直起降动力装置的起降控制不便问题。实现基于旋转扑翼垂直起降动力装置的功能，将旋转扑翼动力机构产生的恒定动力根据人为的需求进行输出调控，简化了垂直起降动力装置的控制方法，简单可靠低成本地实现了控制整体装置的垂直起降。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于旋转扑翼垂直起降动力装置的叶片开合机构，其特征在于：包含叶片（1），大轴承（2），连接轴（3），控制系统（4），舵机（5），转向头（6），联动杆（7），小轴承（8），所述叶片（1）是一个由“水滴型”头部和圆形尾部构成的截面拉伸而成的长条形轻质铝条，所述圆形尾部轴向与连接轴（3）头部连接，所述连接轴（3）是一个由头部类“凸”型的柱和尾部圆柱构成，所述连接轴（3）尾部圆柱末端有一键槽与转向头（6）厚端平齐处的“凹”形孔配合，所述转向头（6）是一个类“箭头”型零件，头部平齐端有一“凹”形孔，头部突起端与舵机（5）的转轴固定，尾部平齐端有一个阶梯孔，所述阶梯孔与小轴承（8）外圈配合，所述小轴承（8）内圈与联动杆（7）突起端阶梯轴同轴配合，所述联动杆（7）是一根长条形铝合金条，用于同步所有转向头（6）和叶片（1）的转速，所述舵机（5）转轴的运动由控制系统（4）控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于旋转扑翼垂直起降动力装置的叶片开合机构，其特征在于：包含叶片（1），大轴承（2），连接轴（3），控制系统（4），舵机（5），转向头（6），联动杆（7），小轴承（8），所述叶片（1）是一个由“水滴型”头部和圆形尾部构成的截面拉伸而成的长条形轻质铝条，所述圆形尾部轴向与连接轴（3）头部连接，所述连接轴（3）是一个由头部类“凸”型的柱和尾部圆柱构成，所述连接轴（3）尾部圆柱末端有一键槽与转向头（6）厚端平齐处的“凹”形孔配合，所述转向头（6）是一个类“箭头”型零件，头部平齐端有一“凹”形孔，头部突起端与舵机（5）的转轴固定，尾部平齐端有一个阶梯孔，所述阶梯孔与小轴承（8）外圈配合，所述小轴承（8）内圈与联动杆（7）突起端阶梯轴同轴配合，所述联动杆（7）是一根长条形铝合金条，用于同步所有转向头（6）和叶片（1）的转速，所述舵机（5）转轴的运动由控制系统（4）控制。


2.按权利要求1所述的一种基于旋转扑翼垂直起降动力装置的叶片开合机构，其特征在于：所述控制系统（4）包含一个集成了蓝牙模块，Wi-Fi模块的STM-32单片机和一个锂电池以及3个稳压模块，所述蓝牙模块和Wi-Fi模块用于接收人们发送的舵机（5）运动速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志航，严天宏，陈晓春，何波，提云钊，赵梓奎，宫颖博，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33