一种扑翼飞行器的变刚度折叠扑翼机构制造技术

本发明专利技术公开了一种扑翼飞行器的变刚度折叠扑翼机构，包含杆件、弹性元件、牵引线、驱动机构，通过调节扑翼在扑动过程中的扑翼刚度并且增加扑翼扑动角度，以期模拟生物鸟翼的扑动过程，使得扑翼向下扑动时扑翼伸展以增加展翼面积提高升力，向上扑动时扑翼折叠以减少展翼面积降低空气阻力，从而提高扑翼飞行器的飞行性能。

A variable stiffness folding flapping mechanism for flapping wing aircraft

【技术实现步骤摘要】
一种扑翼飞行器的变刚度折叠扑翼机构
本专利技术涉及飞行器
，具体涉及一种扑翼飞行器的变刚度折叠扑翼机构。
技术介绍
扑翼飞行器可在狭窄空间内起飞降落且机动灵活。通过变刚度折叠扑翼机构调节扑翼在扑动过程中的扑翼刚度，模拟生物鸟翼的扑动过程，使得扑翼向下扑动时扑翼伸展以增加展翼面积提高升力，向上扑动时扑翼折叠以减少展翼面积降低空气阻力，从而提高扑翼飞行器的飞行性能。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种扑翼飞行器的变刚度折叠扑翼机构。本专利技术采用如下技术方案：一种扑翼飞行器的变刚度折叠扑翼机构，包含杆件Ⅰ、限位装置、牵引线Ⅰ、杆件Ⅱ、弹性元件、杆件Ⅲ、牵引线Ⅱ和驱动机构；所述的杆件Ⅱ两端分别与杆件Ⅰ、杆件Ⅲ通过铰点连接并在铰点连接处可绕铰点转动；所述的杆件Ⅰ在铰点的两端上一端为自由端，另一端连接牵引线Ⅰ，牵引线Ⅰ的另一端连接弹性元件的一端，弹性元件的另一端通过牵引线Ⅱ连接至一固定点；牵引线Ⅱ靠近弹性元件的一端，以及牵引线Ⅰ在靠近杆件Ⅰ的一端，均分别夹在杆件Ⅱ上的两个限位装置之间；所述的杆件Ⅲ另一端也通过铰点连接在驱动机构上。上述的变刚度折叠扑翼机构设置左右对称的两套，并将牵引线Ⅱ连接的固定点、驱动机构固定在飞行器上。杆件Ⅰ可绕杆件Ⅱ上的铰点转动，当杆件Ⅰ从平衡位置转动时，弹性元件发生形变，会使杆件Ⅰ回到平衡位置。杆件Ⅰ通过牵引线与弹性元件相连，牵引线两侧均设限位装置，弹性元件的另一端与牵引线相连，牵引线的另一端固定在某一位置。通过改变弹性元件的弹性力可调节杆件的转动刚度，从而调节扑翼的刚度。两侧扑翼机构通过驱动机构驱动实现上下扑动。通过调节弹性元件的弹性力可调节扑翼机构的刚度。扑翼在上下扑动过程中，牵引线牵引弹性元件改变弹性元件伸缩长度，从而改变弹性元件的弹性力。扑翼从最高位置下扑到最低位置时，牵引线拉伸弹性元件的长度最小，弹性元件的弹性力最小，即杆件Ⅰ的转动刚度最小。此后在上扑过程中，扑翼的杆件Ⅰ在气动力作用下折叠，从而降低扑翼上扑时的空气阻力。同时在此上扑过程中，牵引线拉伸弹性元件的长度增加，弹性元件的弹性力增加，即杆件Ⅰ的转动刚度增加，从而使扑翼的杆件Ⅰ展开。扑翼上扑到最高位置时，此时牵引线拉伸弹性元件的长度最大，弹性元件的弹性力最大，杆件Ⅰ的转动刚度最大，扑翼完全展开，从而提高下一周期的下扑过程中的扑翼升力，如此周而复始。本专利技术的有益效果是，通过变刚度折叠扑翼机构调节扑翼在扑动过程中的扑翼刚度，模拟生物鸟翼的扑动过程，使得扑翼向下扑动时扑翼伸展以增加展翼面积提高升力，向上扑动时扑翼折叠以减少展翼面积降低空气阻力，从而提高扑翼飞行器的飞行性能。附图说明图1是本专利技术从最高位置下扑状态的结构示意图。图2是本专利技术从最低位置上扑状态的结构示意图。图3是装有本专利技术的飞行器的整体结构。附图标记说明：1、杆件Ⅰ，2、限位装置，3、牵引线Ⅰ，4、杆件Ⅱ，5、弹性元件，6、杆件Ⅲ，7、牵引线Ⅱ，8、驱动机构，9、变刚度折叠扑翼机构，10、扑翼。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。参见图1，一种扑翼飞行器的变刚度折叠扑翼机构，其特征在于：包含杆件Ⅰ1、限位装置2、牵引线Ⅰ3、杆件Ⅱ4、弹性元件5、杆件Ⅲ6、牵引线Ⅱ7和驱动机构8；所述的杆件Ⅱ4两端分别与杆件Ⅰ1、杆件Ⅲ6通过铰点连接并在铰点连接处可绕铰点转动；所述的杆件Ⅰ1在铰点的两端上一端为自由端，另一端连接牵引线Ⅰ3，牵引线Ⅰ3的另一端连接弹性元件5的一端，弹性元件5的另一端通过牵引线Ⅱ7连接至一固定点；牵引线Ⅱ7靠近弹性元件5的一端，以及牵引线Ⅰ3在靠近杆件Ⅰ1的一端，均分别夹在杆件Ⅱ4上的两个限位装置之间；所述的杆件Ⅲ6另一端也通过铰点连接在驱动机构上。上述的变刚度折叠扑翼机构9设置左右对称的两套，并将牵引线Ⅱ7连接的固定点、驱动机构8固定在飞行器上（如图3）。通过变刚度折叠扑翼机构9调节扑翼10在扑动过程中的刚度。当杆件Ⅰ1从平衡位置转动时，弹性元件5发生形变，会使杆件Ⅰ1回到平衡位置。通过改变弹性元件5的弹性力可调节杆件Ⅰ1的转动刚度，从而调节扑翼10的刚度。两侧扑翼机构通过驱动机构8驱动实现上下扑动。通过调节弹性元件5的弹性力可调节扑翼机构的刚度。扑翼在上下扑动过程中，牵引线7牵引弹性元件5改变弹性元件5伸缩长度，从而改变弹性元件5的弹性力。扑翼从最高位置下扑到最低位置时，牵引线7拉伸弹性元件5的长度最小，弹性元件5的弹性力最小，此时杆件Ⅰ1的转动刚度最小。此后在上扑过程中，扑翼的杆件Ⅰ1在气动力作用下折叠，从而降低扑翼上扑时的空气阻力。同时在此上扑过程中，牵引线7拉伸弹性元件5的长度增加，弹性元件5的弹性力增加，此时杆件Ⅰ1的转动刚度增加，从而使扑翼的杆件Ⅰ1展开。参见图2所示，扑翼上扑到最高位置时，此时牵引线7拉伸弹性元件5的长度最大，弹性元件5的弹性力最大，杆件Ⅰ的转动刚度最大，扑翼完全展开，从而提高下一周期的下扑过程中的扑翼升力，如此周而复始。参见图3所示，通过变刚度折叠扑翼机构9调节扑翼10在扑动过程中的刚度，模拟生物鸟翼的扑动过程，使得扑翼10向下扑动时扑翼伸展以增加展翼面积提高升力，扑翼10向上扑动时折叠以减少展翼面积降低空气阻力，从而提高扑翼飞行器的飞行性能。不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扑翼飞行器的变刚度折叠扑翼机构，其特征在于：包含杆件Ⅰ、限位装置、牵引线Ⅰ、杆件Ⅱ、弹性元件、杆件Ⅲ、牵引线Ⅱ和驱动机构；所述的杆件Ⅱ两端分别与杆件Ⅰ、杆件Ⅲ通过铰点连接并在铰点连接处可绕铰点转动；所述的杆件Ⅰ在铰点的两端上一端为自由端，另一端连接牵引线Ⅰ，牵引线Ⅰ的另一端连接弹性元件的一端，弹性元件的另一端通过牵引线Ⅱ连接至一固定点；牵引线Ⅱ靠近弹性元件的一端，以及牵引线Ⅰ在靠近杆件Ⅰ的一端，均分别夹在杆件Ⅱ上的两个限位装置之间；所述的杆件Ⅲ另一端也通过铰点连接在驱动机构上。/n

【技术特征摘要】
1.一种扑翼飞行器的变刚度折叠扑翼机构，其特征在于：包含杆件Ⅰ、限位装置、牵引线Ⅰ、杆件Ⅱ、弹性元件、杆件Ⅲ、牵引线Ⅱ和驱动机构；所述的杆件Ⅱ两端分别与杆件Ⅰ、杆件Ⅲ通过铰点连接并在铰点连接处可绕铰点转动；所述的杆件Ⅰ在铰点的两端上一端为自由端，另一端连接牵引线Ⅰ，牵引线Ⅰ的另一端连接弹性元件的一端，弹性元件的另一端通过牵引线Ⅱ连接至一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李康康，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36