自平衡双环轮控制四旋转可折叠翼飞行器制造技术

本发明专利技术公开了一种自平衡双环轮控制四旋转可折叠翼飞行器，包括：机身框架，对称设置在机身框架前后两侧用于产生推力的两个可旋转可折叠翼，设置在机身框架左右两侧用于产生升力的两个可旋转可折叠翼；所述可旋转可折叠翼通过旋转轴与旋转驱动模块相连；所述旋转轴上设有一套锥齿轮机构和两套双环轮传动机构，所述锥齿轮机构用于将旋转轴的转动传动给双环轮传动机构，使双环轮传动机构能够伴随旋转轴的转动而运动；所述可旋转可折叠翼上设有两排可折叠和展开的合页，两排合页关于旋转轴对称；所述合页与双环轮传动机构相连，所述双环轮传动机构用于带动合页的折叠和展开。本发明专利技术可提高气动效率。可提高气动效率。可提高气动效率。

【技术实现步骤摘要】
自平衡双环轮控制四旋转可折叠翼飞行器


[0001]本专利技术属于可动翼飞行器和飞行机器人领域，特别是一种自平衡双环轮控制四旋转可折叠翼飞行器。

技术介绍

[0002]飞行器飞行方式有固定翼、旋翼和扑翼三种飞行类型，其中扑翼飞行是自然界飞行生物采用的飞行方式，主要利用双翅的上下扑动同时产生升力和推力，其主要特点是将举升、悬停和推进功能基于一体，同时具有很强的机动性和灵活性，更适合于执行绕过障碍物等的飞行。对于小尺寸和低速飞行状态的飞行器，属于低雷诺数下飞行，扑翼产生的非定常升力比固定翼的定常升力大得多；从推力方面来看，扑翼推进效率比螺旋桨推进效率高。
[0003]目前扑翼飞行器研究主要集中在模拟大自然中飞行生物的飞行姿态设计各种带翼机构。扑翼驱动机构划可以分为多自由度扑翼驱动机构与单自由度扑翼驱动机构，前者能实现复杂的运动形式，但机构相对庞大复杂，后者驱动机构只需要实现拍打运动，通过固定机翼的后缘形成一个随机翼拍打而变化的迎角来实现扭转运动。
[0004]但这些扑翼机构的共同问题是总体气动效率偏低，甚至低于同尺度的固定翼微型飞行器。扑翼飞行器总体效率低下的主要原因是目前研究中大多是简单的仿造鸟类或昆虫翅膀的外形和扑动运动，却很难实现飞行生物扑翼上下扑动过程中利用翼翅自身姿态和结构的改变减小空气阻力并产生非定常气动力，由此产生的气动效率较低问题严重制约了扑翼式飞行器的普及应用。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种自平衡双环轮控制四旋转可折叠翼飞行器。
[0006]实现本专利技术目的的技术解决方案为：
[0007]一种自平衡双环轮控制四旋转可折叠翼飞行器，包括：
[0008]机身框架，还包括对称设置在机身框架前后两侧用于产生推力的两个可旋转可折叠翼，设置在机身框架左右两侧用于产生升力的两个可旋转可折叠翼；
[0009]所述可旋转可折叠翼通过旋转轴与旋转驱动模块相连；
[0010]所述旋转轴上设有一套锥齿轮机构和两套双环轮传动机构，所述锥齿轮机构用于将旋转轴的转动传动给双环轮传动机构，使双环轮传动机构能够伴随旋转轴的转动而运动；
[0011]所述可旋转可折叠翼上设有两排可折叠和展开的合页，两排合页关于旋转轴对称；所述合页与双环轮传动机构相连，所述双环轮传动机构用于带动合页的折叠和展开。
[0012]本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
[0013](1)通过电动机同步控制四个旋转可折叠翼的连续转动，前后与左右的旋转可折叠翼运动同步、动作一致性好、且控制系统较简单，通过电机独立控制旋转可折叠翼的连续
转动，从而实现垂直起降、空中悬停、前进、后退和转弯等功能，因此该类型飞行器的机动性较好。
[0014](2)通过齿轮机构和双环轮传动机构控制连续旋转的合页相对于中心旋转轴还可转动，使合页在工作状态时以最大面积迎风运动获得最大气动力，而在待机状态时气流直接从框架处流出从而阻力大大降低，达到提高气动效率的目的，其气动效率远高于现有旋翼和扑翼飞行器。
[0015](3)结构简单，加工工艺性好，生产成本低，可广泛应用于低雷诺数飞行的各类小型飞行器和无人机中。
附图说明
[0016]图1是飞行器的整体结构示意图。
[0017]图2是飞行器的详细结构示意图。
[0018]图3是飞行器的旋转可折叠翼的结构示意图。
[0019]图4是飞行器的旋转可折叠翼的工作状态结构示意图。
[0020]图5是飞行器的旋转框架的结构示意图。
[0021]图6是飞行器的合页的结构示意图。
[0022]图7是飞行器的双环轮的结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步的介绍。
[0024]实施例1
[0025]结合图1
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图7，本实施例的一种自平衡双环轮控制四旋转可折叠翼飞行器，包括旋转可折叠翼、双环轮传动机构、锥齿轮机构、减速器9、电动机10、旋转轴11和机身框架12；所述机身框架12两侧对称的布置有两个水平方向的旋转轴11，机身框架12前后对称的布置有两个竖直的旋转轴11，设置在机身框架12上的四个电动机10分别通过设置在机身框架12上的四个减速器9减速后分别带动四个旋转轴11连续旋转，四个旋转可折叠翼分别固定连接在四个旋转轴11上，前后两个旋转可折叠翼用于产生推力，左右两个旋转可折叠翼用于产生升力。
[0026]所述旋转可折叠翼包括旋转框架1、安装在旋转框架1内的可折叠的合页；所述旋转框架1上设有两排可折叠的合页，旋转框架1中间设有旋转轴安装孔101，旋转轴11固定安装在旋转轴安装孔101内，旋转框架1上设有固定合页安装孔102和长圆形的活动合页运动孔103；合页包括铰接在一起可相对转动的固定合页2和活动合页8，固定合页2的转轴201安装在固定合页安装孔102内且可转动，活动合页的转轴801安装在活动合页运动孔103内且可沿旋转轴11轴向移动，固定合页2的转轴201和活动合页的转轴801的轴线都与旋转轴11的轴线正交。每排可折叠的合页均与一套双环轮传动机构相连。
[0027]每个旋转轴11上均设有一套锥齿轮机构和两套双环轮传动机构，所述双环轮传动机构包括推杆3、滚轮4和双环轮5，所述推杆3穿过旋转框架1，且可平行于旋转轴11轴向移动，所述活动合页的转轴801插装在推杆3上且可相对转动；所述推杆3的一端与滚轮4转动连接，滚轮4设置双环轮5的曲线槽内。
[0028]所述双环轮5设有中心安装孔504，通过中心安装孔504内的转轴与运动锥齿轮6固连。双环轮5上开有双环轮曲线槽，双环轮曲线槽501由两段不同大小的环形槽和两段直线槽组成，包括大圆环槽501、小圆环槽503和对称的两段过渡直槽502，大圆环槽501两端与小圆环槽503两端分别通过过渡直槽502连通；大圆环槽501的两侧面和小圆环槽504的两侧面均为圆柱面，大圆环槽501、小圆环槽503的圆心均与中心安装孔504的圆心同心。
[0029]所述锥齿轮机构包括一个固定锥齿轮7和两个运动锥齿轮6，固定锥齿轮7固定连接在飞行器上且与旋转轴11同轴，运动锥齿轮6通过转轴连接在旋转轴11上，且可相对旋转轴11转动；运动锥齿轮6与固定锥齿轮7啮合且轴线正交，两个运动锥齿轮6同轴且关于旋转轴11径向对称。运动锥齿轮6与双环轮5固定。
[0030]当所述电动机10正向旋转时，经过飞行器中的减速器9减速后带动旋转轴11连续转动，同时带动运动锥齿轮6绕固定锥齿轮7转动，并带动双环轮5转动，双环轮5转动带动推杆3在双环轮5的曲线槽内的往复移动，从而带动活动合页8相对固定合页2的展开和折叠。
[0031]当滚轮4在双环轮5中的所述小圆环槽503内滑动时，所述推杆3与所述旋转轴11保持同步旋转，在旋转轴11轴线方向不能运动，所述合页折叠，所述合页上受到的气体阻力最小，前后、左右的所述旋转可折叠翼上的所述合页同步完全折叠，不产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自平衡双环轮控制四旋转可折叠翼飞行器，包括：机身框架，其特征在于，还包括对称设置在机身框架前后两侧用于产生推力的两个可旋转可折叠翼，设置在机身框架左右两侧用于产生升力的两个可旋转可折叠翼；所述可旋转可折叠翼通过旋转轴与旋转驱动模块相连；所述旋转轴上设有一套锥齿轮机构和两套双环轮传动机构，所述锥齿轮机构用于将旋转轴的转动传动给双环轮传动机构，使双环轮传动机构能够伴随旋转轴的转动而运动；所述可旋转可折叠翼上设有两排可折叠和展开的合页，两排合页关于旋转轴对称；所述合页与双环轮传动机构相连，所述双环轮传动机构用于带动合页的折叠和展开。2.根据权利要求1所述的自平衡双环轮控制四旋转可折叠翼飞行器，其特征在于，所述锥齿轮机构包括一个固定锥齿轮和两个运动锥齿轮，固定锥齿轮固定连接在飞行器上且与旋转轴同轴，运动锥齿轮通过转轴连接在旋转轴上，且可相对旋转轴转动；运动锥齿轮与固定锥齿轮啮合且轴线正交，两个运动锥齿轮同轴且关于旋转轴径向对称。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱明，李子健，韩世东，宋杰，黄文俊，杨亮，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：