一种仿鞘翅类昆虫的太阳能可折叠飞行器机翼制造技术

本发明专利技术公开了一种仿鞘翅类昆虫的太阳能可折叠飞行器机翼，扑翼板驱动机构达到折叠式太阳能电池扑翼板的正常扑动；通过俯仰角驱动机构能调整太阳能扑翼板的俯仰角度，保证飞行器在不同飞行环境中的飞行姿态稳定，通过扑翼板防护机构，对折叠式太阳能电池扑翼板遮盖；本发明专利技术结合了鞘翅类昆虫后翅可折叠能隐藏于鞘翅之下得到保护、小型飞行器上安装太阳能电池板能得到长时间续航的特点，通过设计的互补式电磁对位防松卡槽，配合基于气压驱动的二自由度限位销副机构、电动伸缩杆，方便的实现两相邻的太阳能折翼板能在两个垂直平面内来回切换，安全可靠性，与同类型翻折机翼相比，也节省了机翼折叠时垂向的空间利用率。

Wing of a solar foldable aircraft imitating Coleoptera

【技术实现步骤摘要】
一种仿鞘翅类昆虫的太阳能可折叠飞行器机翼
本专利技术涉及飞行器
，更具体的说是涉及一种仿鞘翅类昆虫的太阳能可折叠飞行器机翼。
技术介绍
小型飞行器具有尺寸小、机动性高、便携性好等优点，无论是在军事领域还是民用领域都存在非常高的应用价值。但受限于飞行器体积大小，小型扑翼飞行器受限于小型扑翼工作时的升力大小，飞行器自身的尺寸大小和质量都会被严格规定，电池容量也会受到限制，这样就会大幅度缩短飞行器的续航能力，影响飞行器的工作能力。在机翼上加装太阳能电池板能大大加强飞行器的续航能力，然而太阳能板需要很大的受光面积来提供足够飞行动力，这就大大增加了飞行器的机翼尺寸，尤其是大多数飞行器的扑翼不可折叠性，大多数太阳能飞行器的体积庞大，在停放时占据空间很大，而且如若太阳能电池板长期暴露在风雨等极端恶劣天气情况下，电池板损耗会加剧；但是，现有研究的大多数折叠扑翼飞行器折叠方式较为单一，折叠结构较为复杂，会增加折叠扑翼和飞行器整体的体积和质量。并且都没有针对飞行器在停放时对机翼的保护措施，如若飞行器停放在室外，飞行器机翼面积较大，长时间暴露在外会容易受到恶劣或极端天气的侵蚀；因此，如何提供一种仿鞘翅类昆虫的太阳能可折叠飞行器机翼，体积小、续航能力强、机翼折叠方便且可保护机翼，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种仿鞘翅类昆虫的太阳能可折叠飞行器机翼，旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：<br>一种仿鞘翅类昆虫的太阳能可折叠飞行器机翼，包括机架以及对称安装在所述机架两侧的扑翼板驱动机构，所述扑翼板驱动机构包括：折叠式太阳能电池扑翼板，所述折叠式太阳能电池扑翼板的端部与所述机架的一侧铰接；第一转盘；驱动电机，所述驱动电机固定安装在机架上，其输出轴端部与所述第一转盘的轴心固定连接；第一驱动拉杆，所述第一驱动拉杆一端与所述第一转盘在远离轴心的位置铰接，另一端与所述折叠式太阳能电池扑翼板的一端铰接。进一步的，所述机架的两侧均铰接有活动支架，所述活动支架包括：电机安装座，所述驱动电机水平安装在所述电机安装座中；竖直连接板，所述竖直连接板与所述电机安装座固定连接，其底端与所述机架的侧板铰接，其顶端与所述折叠式太阳能电池扑翼板的端部转动连接。采用上述方案的有益效果是，将扑翼板驱动机构固定在活动支架上，实现驱动机构与折叠式太阳能扑翼板的整体转动。进一步的，还包括对称设置在所述机架尾部的俯仰角驱动机构，所述俯仰角驱动机构包括：第二转盘；俯仰角驱动电机，所述俯仰角驱动电机水平安装在所述机架的尾部，其输出轴端部与所述第二转盘的轴心固定连接；第二驱动拉杆，所述第二驱动拉杆一端与所述第二转盘在远离轴心的位置铰接，另一端与所述竖直连接板的一侧铰接。采用上述方案的有益效果是，通过此结构调整太阳能扑翼板的俯仰角度，保证飞行器在不同飞行环境中的飞行姿态稳定。进一步的，还包括对称设置在所述机架前部的扑翼板防护机构，所述扑翼板防护机构包括：扑翼防护罩，所述机架的前部设有一竖直支撑板，所述扑翼防护罩一侧的端部与所述竖直支撑板铰接；第三转盘；防护罩驱动电机，所述防护罩驱动电机竖直安装在所述机架的前部，其输出轴端部与所述第三转盘的轴心固定连接；第三驱动拉杆，所述第三驱动拉杆一端与第三转盘在远离轴心的位置铰接，另一端与所述扑翼防护罩的一侧边缘铰接。采用上述方案的有益效果是，扑翼防护罩可以遮盖在折叠后的扑翼板的上方位置起防护作用，能够使太阳能扑翼板免受恶劣极端天气的侵蚀，也能减小飞行器扑翼的体积，当飞行器需要工作时，由防护罩驱动电机推动靠近驱动电机下方的驱动拉杆向外侧运动，即不影响扑翼上下扑动正常工作的位置。进一步的，所述折叠式太阳能电池扑翼板包括：第一太阳能扑翼板，所述第一太阳能扑翼板的一侧设有连接孔，所述活动支架的顶端设有与所述连接孔对应的安装孔，通过销轴依次穿设在所述安装孔与所述连接孔中，将所述第一太阳能扑翼板与所述活动支架转动连接；第二太阳能扑翼板，所述第二太阳能扑翼板与所述第一太阳能扑翼板通过限位销副机构活动连接，且所述第一太阳能扑翼板的外侧安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的驱动端与所述第二太阳能扑翼板同侧连接的端部枢接；第三太阳能扑翼板，第三太阳能扑翼板与所述第二太阳能扑翼板通过限位销副机构活动连接，所述第二太阳能扑翼板的另一侧安装有所述电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的驱动端与所述第三太阳能扑翼板的同侧的端部枢接。采用上述方案的有益效果是，在收缩状态下，三块太阳能扑翼板在竖直平面上堆叠，当太阳能扑翼板开始展开，电动伸缩杆在飞行器自带电源的驱动下缩短，拉动第三太阳能扑翼板围绕第二太阳能扑翼板作逆时针转动，在第三太阳能扑翼板转至所需展开位置时，第一太阳能扑翼板的电动伸缩杆缩短，拉动第二太阳能扑翼板围绕第一太阳能扑翼板做顺时针转动至所需位置，此时折叠式太阳能扑翼板全部展开，进入飞行准备状态。进一步的，所述第一太阳能扑翼板与所述竖直连接板的连接端延伸出一水平连接板，所述水平连接板与所述第一驱动拉杆铰接。采用上述方案的有益效果是，为了便于驱动电机通过第一驱动拉杆驱使三块太阳能扑翼板扑动。进一步的，所述限位销副机构包括：扑翼板旋转位盖板，所述扑翼板旋转位盖板与所述第二太阳能扑翼板或所述第三太阳能扑翼板固定连接，且所述扑翼板旋转位盖板的底部滑动连接有充气腔；下扑翼板转轴筒，所述下扑翼板转轴筒与所述扑翼板旋转位盖板为一体式连接结构，所述下扑翼板转轴筒套设在所述充气腔外壁上，并与其滑动连接；所述充气腔外壁与所述第一太阳能扑翼板或所述第二太阳能扑翼板固定连接；进气口，所述进气口设置在所述下扑翼板转轴筒的底部，与所述下扑翼板转轴筒及所述充气腔连通；通过充气口对所述充气腔充气和放气能使所述第三太阳能扑翼板在所述第二太阳能扑翼板上上下滑动，或使所述第二太阳能扑翼板在所述第一太阳能扑翼板上上下滑动。采用上述方案的有益效果是，基于气压驱动的二自由度限位销副机构中的气体被抽出后，第二太阳能扑翼板或第三太阳能扑翼板会相对于第一太阳能扑翼板或第二太阳能扑翼板在重力的作用下下落至同一个平面，能使太阳能扑翼板在折叠过程中有轴向空间的相对运动，保证太阳能扑翼板展开后在气压驱动下能够保持扑翼的平整度，实现折叠功能下，精简了结构并减轻了机翼的重量，最小程度上影响飞行器的飞行性能。进一步的，相邻两块太阳能扑翼板之间设有互补电磁对位连接卡槽，包括两个凸形插口和两个凹形泊口，所述凹形泊口为金属材料，所述凸形插口与所述凹形泊口适配，且所述凸形插口内具有可控电磁铁。采用上述方案的有益效果是，太阳能扑翼板展开后，能固定相邻两块太阳能扑翼板的相对位置，且连接可靠，而且能节省扑翼板的体积，大幅减轻扑翼质量。进一步的，所述机架前部设有小型气泵，所述气泵与所述充气口通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿鞘翅类昆虫的太阳能可折叠飞行器机翼，其特征在于，包括机架(1)以及对称安装在所述机架(1)两侧的扑翼板驱动机构，所述扑翼板驱动机构包括：/n折叠式太阳能电池扑翼板(2)，所述折叠式太阳能电池扑翼板(2)的端部与所述机架(1)的一侧铰接；/n第一转盘(3)；/n驱动电机，所述驱动电机固定安装在机架(1)上，其输出轴端部与所述第一转盘(3)的轴心固定连接；/n第一驱动拉杆(4)，所述第一驱动拉杆(4)一端与所述第一转盘(3)在远离轴心的位置铰接，另一端与所述折叠式太阳能电池扑翼板(2)的一端铰接。/n

【技术特征摘要】
1.一种仿鞘翅类昆虫的太阳能可折叠飞行器机翼，其特征在于，包括机架(1)以及对称安装在所述机架(1)两侧的扑翼板驱动机构，所述扑翼板驱动机构包括：
折叠式太阳能电池扑翼板(2)，所述折叠式太阳能电池扑翼板(2)的端部与所述机架(1)的一侧铰接；
第一转盘(3)；
驱动电机，所述驱动电机固定安装在机架(1)上，其输出轴端部与所述第一转盘(3)的轴心固定连接；
第一驱动拉杆(4)，所述第一驱动拉杆(4)一端与所述第一转盘(3)在远离轴心的位置铰接，另一端与所述折叠式太阳能电池扑翼板(2)的一端铰接。


2.根据权利要求1所述的一种仿鞘翅类昆虫的太阳能可折叠飞行器机翼，其特征在于，所述机架(1)的两侧均铰接有活动支架(5)，所述活动支架(5)包括：
电机安装座(51)，所述驱动电机水平安装在所述电机安装座(51)中；
竖直连接板(52)，所述竖直连接板(52)与所述电机安装座(51)固定连接，其底端与所述机架(1)的侧板铰接，其顶端与所述折叠式太阳能电池扑翼板(2)的端部转动连接。


3.根据权利要求1所述的一种仿鞘翅类昆虫的太阳能可折叠飞行器机翼，其特征在于，还包括对称设置在所述机架(1)尾部的俯仰角驱动机构(6)，所述俯仰角驱动机构(6)包括：
第二转盘(61)；
俯仰角驱动电机，所述俯仰角驱动电机水平安装在所述支架的尾部，其输出轴端部与所述第二转盘(61)的轴心固定连接；
第二驱动拉杆(62)，所述第二驱动拉杆(62)一端与所述第二转盘(61)在远离轴心的位置铰接，另一端与所述竖直连接板(52)的一侧铰接。


4.根据权利要求1所述的一种仿鞘翅类昆虫的太阳能可折叠飞行器机翼，其特征在于，还包括对称设置在所述机架(1)前部的扑翼板防护机构(7)，所述扑翼板防护机构(7)包括：
扑翼防护罩(71)，所述机架(1)的前部设有一竖直支撑板(11)，所述竖直支撑板(11)的高度大于所述竖直连接板(52)的高度；所述扑翼防护罩(71)一侧的端部与所述竖直支撑板铰接；
第三转盘(72)；
防护罩驱动电机，所述防护罩驱动电机竖直安装在所述机架(1)的前部，其输出轴端部与所述第三转盘(72)的轴心固定连接；
第三驱动拉杆(73)，所述第三驱动拉杆(73)一端与第三转盘(72)在远离轴心的位置铰接，另一端与所述扑翼防护罩(71)的一侧边缘铰接。


5.根据权利要求1所述的一种仿鞘翅类昆虫的太阳能可折叠飞行器机翼，其特征在于，所述折叠式太阳能电池扑翼板(2)包括：
第一太阳能扑翼板(21)，所述第一太阳能扑翼板(21)的一侧设有连接孔，所述竖直连接板(52)的顶端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李一浩，张琦，吴昊，李科颉，江伟涛，贾铭哲，刘畅，郑永发，申益宁，袁可帅，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：河南;41