基于扑旋翼原理的多翼飞行器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于扑旋翼原理的多翼飞行器，包括中心桁架和多个扑旋翼机构；扑旋翼机构包括机架、中轴、第一旋转件、第二旋转件、翼杆、翼板、俯仰驱动杆和直线驱动组件；第一旋转件安装在机架上，翼杆的一端铰接第一旋转件，翼板安装在翼杆上，中轴安装在机架上，第二旋转件安装在中轴上，直线驱动组件驱动中轴和第二旋转件沿着中轴的轴向往复运动；俯仰驱动杆的一端铰接第二旋转件，另一端铰接翼杆；本发明专利技术通过调整不同扑旋翼机构中翼板的扑动频率可以使得不同的扑旋翼机构产生不同的升力，进而改变多翼飞行器的姿态，不但有助于提高飞行器的方向控制能力和机动性，而且中心桁架为将来的装载设备预留了更多的载荷空间。架为将来的装载设备预留了更多的载荷空间。架为将来的装载设备预留了更多的载荷空间。

【技术实现步骤摘要】
基于扑旋翼原理的多翼飞行器


[0001]本专利技术涉及飞行器领域，尤其涉及一种基于扑旋翼原理的多翼飞行器。

技术介绍

[0002]扑旋翼飞行器是一种将一对扑翼以一定攻角安装在可旋转的轴上的飞行器；当扑翼扑动时，空气对扑翼的作用力使得扑翼绕轴旋转，扑翼的转动速度达到一定的程度即可产生足够的升力；扑旋翼能够使得飞行器在一定的雷诺数范围内获得相对于扑翼和旋翼更高的气动效率，非常适合应用于微型飞行器。在现有技术中，扑旋翼飞行器均采用单组扑旋翼，起飞重量一般在50克以内，扑翼扑动频率为20
‑
30Hz；这类扑旋翼飞行器虽然具有垂直起降能力和良好的悬停稳定性，但是偏航运动能力和姿态控制能力较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是现有技术的扑旋翼飞行器在偏航运动和姿态控制方面能力不足。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种基于扑旋翼原理的多翼飞行器，包括中心桁架和多个扑旋翼机构；
[0005]所述扑旋翼机构包括机架、中轴、第一旋转件、第二旋转件、翼杆、翼板、俯仰驱动杆和直线驱动组件；机架安装在中心桁架上，第一旋转件安装在机架上，翼杆的一端铰接第一旋转件，翼板安装在翼杆上，翼板一般设置10
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15
°
的攻角，翼杆和翼板均能随着第一旋转件旋转；
[0006]所述中轴安装在机架上，第二旋转件安装在中轴上，第一旋转件和第二旋转件均围绕中轴的轴向中心线旋转，直线驱动组件驱动中轴和第二旋转件沿着中轴的轴向往复运动；俯仰驱动杆的一端铰接第二旋转件，另一端铰接翼杆，俯仰驱动杆能够随着第二旋转件旋转；
[0007]当中轴沿着自身轴向往复运动时，第二旋转件随之往复运动，第二旋转件通过俯仰驱动杆带动翼杆和翼板进行俯仰动作，即实现翼板的扑动；由于翼板存在攻角，翼板在扑动时，空气对翼板的反作用力使得翼板、翼板、俯仰驱动杆、第一旋转件和第二旋转件同时围绕中轴旋转；
[0008]在本专利技术中，翼板扑动产生升力，升力的大小与翼板的扑动频率正相关；由于多翼飞行器包含多个扑旋翼机构，通过控制不同扑旋翼机构的翼板扑动频率即可使得不同的扑旋翼机构产生不同的升力，进而控制多翼飞行器的姿态。
[0009]具体的，所述机架上设置有安装柱，所述第一旋转件套在安装柱上，所述安装柱内设置有圆孔，所述中轴从圆孔内穿过，所述安装柱与第一旋转件之间设置有轴承，所述中轴与第二旋转件之间设置有轴承。
[0010]本专利技术的直线驱动组件主要用于驱动中轴往复运动，现有技术中的具有往复驱动能力的机构均可应用于本专利技术，例如电动推杆、气缸等；本专利技术提供了一种具体的直线驱动
组件，包括电机、传动齿轮组、曲柄和连杆，电机、传动齿轮组和曲柄均安装在机架上，电机通过传动齿轮组驱动曲柄旋转，连杆的一端铰接曲柄，另一端铰接中轴；曲柄和连杆将电机的旋转运动转化为中轴的往复直线运动。
[0011]进一步的，所述中心桁架包括中心台和多个支杆，支杆的一端连接中心台另一端安装机架；即每个支杆上安装一个扑旋翼机构，支杆的数量应与扑旋翼机构的数量一致。
[0012]进一步的，所有支杆共面且相邻的支杆的夹角相等，所有支杆的长度相等，所述中心台的底部设置有支腿，所有相邻的支杆之间设置有加强杆。
[0013]有益效果：本专利技术的多翼飞行器在中心桁架上设置多个扑旋翼机构，通过调整不同扑旋翼机构中翼板的扑动频率可以使得不同的扑旋翼机构产生不同的升力，进而改变多翼飞行器的姿态，不但有助于提高飞行器的方向控制能力和机动性，而且中心桁架为将来的装载设备预留了更多的载荷空间。
附图说明
[0014]图1是实施例1多翼飞行器的立体图。
[0015]图2是实施例1中扑旋翼机构的立体图。
[0016]图3是实施例1中机架的立体图。
[0017]图4是实施例1中中心桁架的立体图。
[0018]其中：100、中心桁架；110、中心台；120、支杆；130、支腿；140、加强杆；200、扑旋翼机构；210、机架；211、安装柱；212、圆孔；220、中轴；230、第一旋转件；240、第二旋转件；250、翼杆；260、翼板；270、俯仰驱动杆；280、直线驱动组件；281、电机；282、传动齿轮组；283、曲柄；284、连杆。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。
[0020]实施例1
[0021]如图1至图4所示，本实施例的基于扑旋翼原理的多翼飞行器包括中心桁架100和三个扑旋翼机构200。
[0022]如图4所示，中心桁架100包括中心台110和三个支杆120，支杆120的一端连接中心台110，三个支杆120的长度相等，三个支杆120处于同一水平面并且相邻的支杆120之间的夹角为120
°
，中心台110的底部设置有三个支腿130，所有相邻的支杆120之间设置有加强杆140。
[0023]如图2所示，扑旋翼机构200包括机架210、中轴220、第一旋转件230、第二旋转件240、翼杆250、翼板260、俯仰驱动杆270和直线驱动组件280；机架210如图1所示安装在支杆120的另一端，如图3所示，机架210上设置有安装柱211，安装柱211内设置有圆孔212，第一旋转件230如图2所示套在安装柱211上，中轴220从圆孔212内穿过，安装柱211与第一旋转件230之间设置有轴承，第二旋转件240套在中轴220的顶部，中轴220与第二旋转件240之间设置有轴承；翼杆250的一端铰接第一旋转件230，翼板260安装在翼杆250上，翼板260设置10
‑
15
°
的攻角，翼杆250和翼板260均能随着第一旋转件230旋转；俯仰驱动杆270的一端铰接第二旋转件240，另一端铰接翼杆250，俯仰驱动杆270能够随着第二旋转件240旋转。
[0024]直线驱动组件280包括电机281、传动齿轮组282、曲柄283和连杆284，电机281、传动齿轮组282和曲柄283均安装在机架210上，电机281通过传动齿轮组282驱动曲柄283旋转，连杆284的一端铰接曲柄283，另一端铰接中轴220；曲柄283和连杆284将电机281的旋转运动转化为中轴220的往复直线运动。
[0025]当如图2所示的电机281启动之后，电机281通过传动齿轮组282、曲柄283和连杆284驱动中轴220进行竖直方向的往复运动，第二旋转件240随着中轴220往复运动，第二旋转件240通过俯仰驱动杆270带动翼杆250和翼板260进行俯仰动作，即实现翼板260的扑动；由于翼板260存在攻角，翼板260在扑动时，空气对翼板260的反作用力使得翼板260、翼板260、俯仰驱动杆270、第一旋转件230和第二旋转件240同时围绕中轴220旋转；可以看出，在本实施例中，翼板260扑动产生升力，升力的大小与翼板260的扑动频率正相关，这意味着每个扑旋翼机构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于扑旋翼原理的多翼飞行器，其特征在于：包括中心桁架(100)和多个扑旋翼机构(200)；所述扑旋翼机构(200)包括机架(210)、中轴(220)、第一旋转件(230)、第二旋转件(240)、翼杆(250)、翼板(260)、俯仰驱动杆(270)和直线驱动组件(280)；机架(210)安装在中心桁架(100)上，第一旋转件(230)安装在机架(210)上，翼杆(250)的一端铰接第一旋转件(230)，翼板(260)安装在翼杆(250)上；所述中轴(220)安装在机架(210)上，第二旋转件(240)安装在中轴(220)上，第一旋转件(230)和第二旋转件(240)均围绕中轴(220)的轴向中心线旋转，直线驱动组件(280)驱动中轴(220)和第二旋转件(240)沿着中轴(220)的轴向往复运动；俯仰驱动杆(270)的一端铰接第二旋转件(240)，另一端铰接翼杆(250)。2.根据权利要求1所述的基于扑旋翼原理的多翼飞行器，其特征在于：所述翼板(260)有攻角。3.根据权利要求2所述的基于扑旋翼原理的多翼飞行器，其特征在于：所述翼板(260)的攻角为10
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15
°
。4.根据权利要求1所述的基于扑旋翼原理的多翼飞行器，其特征在于：所述机架(210)上设置有安装柱(211)，所述第一旋转件(230)套在安装柱(211)上。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王逗，欧阳诗琪，戴健，钟昊润，孙乐言，袁邦哲，刘睿康，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：