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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及飞行器,具体涉及一种可滑翔且具有高升力被动变形双翼的扑翼飞行器。
技术介绍
1、扑翼飞行器是一种模仿鸟类或昆虫飞行姿态基于仿生学设计的飞行器。其具备隐蔽性好、飞行效率高、飞行灵活等优点,在低雷诺数下,扑翼的飞行方式相比传统飞行方式(固定翼及旋翼)能够获得更佳的气动性能及更高的能量利用率,因此,扑翼飞行器受到了国内外的广泛关注,在军事及民用领域均有着广阔的应用前景。
2、目前,现有扑翼飞行器的有效载荷通常较小,即除飞行器本身结构及其控制系统外能够负载的质量很小;现有扑翼飞行器大多采用机械驱动系统驱动单段式扑翼上下扑动产生飞行所需的升力,此类扑翼飞行器飞行能耗较高无法长时间飞行,且其双翼长时间不间断的扑使其机械驱动系统承受压力较大;扑翼飞行器被广泛应用于侦查、测绘等领域,但因其机身结构刚性较大,扑翼连续的扑动会产生一定的振动,导致扑翼飞行器在飞行过程中稳定性较差不利于图像信息的采集工作。
3、综上,现有的扑翼飞行器普遍存在有效负载较小、续航能力不足、飞行过程中稳定性较差不利于图像信息采集等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决目前大部分扑翼飞行器存在的有效负载较小、续航能力不足、飞行过程中稳定性较差不利于图像信息采集等问题,而提供一种可滑翔且具有高升力被动变形双翼的扑翼飞行器。
2、一种可滑翔且具有高升力被动变形双翼的扑翼飞行器,包括:机架1、左右扑翼2、传动扑动机构3、尾舵5;其所述左右扑翼2为被动折叠扑翼,分为内段翼和
3、所述的弹性关节包括:弹性关节导向限位件241、弹性关节转动件242、关节弹簧ⅰ243、关节弹簧ⅱ244,其中:所述弹性关节导向限位件241的中心支架台241c与弹性关节转动件242的u形转动套242b轴接;所述弹性关节转动件242的双导轨套242a与弹性关节导向限位件241的双导轨241a滑动连接;所述关节弹簧ⅰ243及关节弹簧ⅱ244均处于压缩状态,它们穿过弹性关节导向限位件241的双导轨241a,一端与弹性关节转动件242的双导轨套242a下侧固定连接,另一端与弹性关节导向限位件241固定连接;
4、弹性关节导向限位件241和弹性关节转动件242分别固定内段翼和外段翼。
5、所述滑翔机构4包括:滑翔舵机40、滑翔柱销舵臂41、滑翔棘爪42、滑翔棘轮43、弹性压板44,其中:
6、所述滑翔舵机40固定于前主支撑板10上,其输出轴与滑翔柱销舵臂41固定连接;所述滑翔棘爪42轴接于前主支撑板10上;所述滑翔棘轮43与传动扑动机构3的中空输出轴35固定连接;所述弹性压板44固定于前主支撑板10上,其上弹性片44a与滑翔棘爪42靠近滑翔棘轮43一端的上侧接触连接;所述滑翔棘爪42的靠近滑翔舵机40一端设有滑翔棘爪控制余度环42a;所述滑翔柱销舵臂41的圆柱销位于滑翔棘爪控制余度环42a内,在滑翔舵机40控制下,与滑翔棘爪控制余度环42a内圈的接触、分离;
7、所述的前主支撑板10设在机架1的前部。
8、所述的滑翔机构4在左右扑翼2根部处设有距离传感器或角度传感器。
9、所述仿鸟尾舵5包括:俯仰舵机51、俯仰舵臂52、尾舵连杆53、摇杆支架54、偏航舵机55、偏航舵臂56、尾翼57,其中;
10、所述俯仰舵机51固定于尾舵支架50上,俯仰舵机51可驱动俯仰舵臂52转动;所述摇杆支架54的l形摇臂54a拐角处与尾舵支架50轴接;所述尾舵连杆53前后两侧分别与俯仰舵臂52、l形摇臂54a轴接,由此构成曲柄摇杆机构;所述偏航舵机55固定于摇杆支架54的偏航舵机支架54b上,其输出轴与偏航舵臂56固定连接,所述偏航舵臂55与尾翼57固定连接。
11、所述的机架1前部左右两侧分别轴接扑翼左前固定套20b、扑翼右前固定套20a,其中部左右两侧分别轴接扑翼左后固定套23b、扑翼右后固定套23a;所述扑翼左后固定套23b与扑翼左前固定套20b转轴共线,同样的,所述扑翼右后固定套23a与扑翼右前固定套20a转轴共线。
12、所述传动扑动机构3由驱动电机30驱动;所述驱动电机30固定于前主支撑板10上;所述传动扑动机构3的左、右动力轮盘对称同步圆周转动,其通过左球头拉杆37b、右球头拉杆37a分别带动扑翼左前固定套20b、扑翼右前固定套20a上下摆动,近而带动左被动折叠扑翼22、右被动折叠扑翼21对称同步扑动。
13、本专利技术又一个目的是提供一种扑翼飞行器的飞行滑行方法;
14、采用权利要求3所述的一种可滑翔且具有高升力被动变形双翼的扑翼飞行器;
15、1)驱动电机30启动,左右扑翼2扑动,飞行器飞行,滑翔舵机40通过滑翔柱销舵臂41,将滑翔棘爪42与滑翔棘轮43分离;
16、2)滑翔前,滑翔舵机40控制滑翔柱销舵臂41的圆柱销与滑翔棘爪42的滑翔棘爪控制余度环42a处于分离状态,滑翔棘爪42受弹性压板44中弹性片44a的压力下,保持与滑翔棘轮43接触;
17、3)滑翔时,驱动电机30减速,扑翼根部处的距离传感器或角度传感器检测到左右扑翼的至滑翔位置,驱动电机30停止,滑翔棘爪42制止滑翔棘轮43回转,滑翔机构4的自锁,飞行器滑翔;
18、4)解除滑翔时,启动驱动电机30恢复双翼的扑动;滑翔舵机40控制滑翔柱销舵臂41向下转动,带动滑翔棘爪42转动使滑翔棘爪42与滑翔棘轮43分离。
19、本专利技术提供了一种可滑翔且具有高升力被动变形双翼的扑翼飞行器,属于飞行器
,它包括:机架、左右扑翼、传动扑动机构、滑翔机构、仿鸟尾舵,其中:所述左右扑翼均为被动折叠扑翼,其内段翼与外段翼间设有弹性关节;所述传动扑动机构为电机驱动的减速齿轮组-空间曲柄摇杆机构;所述滑翔机构为舵机控制启停的棘轮机构,所述棘轮与传动扑动机构中的输出轴固定连接。该飞行器的扑翼在上扑过程中被动折叠,提高了扑翼一个扑动周期内的平均升力,有助于飞行器有效载荷的提高;其滑翔机构通过舵机控制棘轮与棘爪的接触及分离,减小了机构运行噪音,滑翔功能有助于飞行器远距离飞行提高续航能力;且可通过仿鸟尾舵控制其偏航及俯仰运动。
20、综上,本专利技术与现有技术相比,具有的有益效果及优点如下:
21、该扑翼飞行器其左右扑翼的内段翼与外段翼间设有弹性关节;双翼在上扑过程中通过流固耦合和自然运动可实现被动折叠变形,提高扑翼在一个扑动周期内的平均升力,有助于飞行器有效载荷的提高;该扑翼飞行器具备滑翔功能,可进行扑动与滑翔两种飞行模式的任意转换,其滑翔机构为舵机控制启停的棘轮机构,可通过舵机控制棘轮与棘爪的接触及分离,减小了机构的运行噪音,滑翔功能有助于飞行器远距离飞行提高续航能力,且在滑翔过程中飞行器振动较小稳定性较高有利于图像信息的采集工作;该飞行器可通过仿鸟尾舵控制其偏航及俯仰运动。
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1.一种可滑翔且具有高升力被动变形双翼的扑翼飞行器,包括:机架(1)、左右扑翼(2)、传动扑动机构(3)、尾舵(5);其特征在于:所述左右扑翼(2)为被动折叠扑翼,分为内段翼和外段翼,它们的骨架通过弹性关节连接。
2.根据权利要求1所述的一种可滑翔且具有高升力被动变形双翼的扑翼飞行器,其特征在于:
3.根据权利要求1或2所述的一种可滑翔且具有高升力被动变形双翼的扑翼飞行器,其特征在于:还包括滑翔机构(4);
4.根据权利要求3所述的一种可滑翔且具有高升力被动变形双翼的扑翼飞行器,其特征在于:所述的滑翔机构(4)在左右扑翼(2)根部处设有距离传感器或角度传感器。
5.根据权利要求4所述的一种可滑翔且具有高升力被动变形双翼的扑翼飞行器,其特征在于:所述尾舵(5)为仿鸟尾舵;
6.根据权利要求4或5所述的一种可滑翔且具有高升力被动变形双翼的扑翼飞行器,其特征在于:
7.根据权利要求6所述的一种可滑翔且具有高升力被动变形双翼的扑翼飞行器,其特征在于:
8.一种扑翼飞行器的飞行滑行方法,其特征在于:采用权利
...【技术特征摘要】
1.一种可滑翔且具有高升力被动变形双翼的扑翼飞行器,包括:机架(1)、左右扑翼(2)、传动扑动机构(3)、尾舵(5);其特征在于:所述左右扑翼(2)为被动折叠扑翼,分为内段翼和外段翼,它们的骨架通过弹性关节连接。
2.根据权利要求1所述的一种可滑翔且具有高升力被动变形双翼的扑翼飞行器,其特征在于:
3.根据权利要求1或2所述的一种可滑翔且具有高升力被动变形双翼的扑翼飞行器,其特征在于:还包括滑翔机构(4);
4.根据权利要求3所述的一种可滑翔且具有高升力被动变形双翼的扑翼飞行器,其特征在...
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