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原文传递翼片自适应转动摆动式变倾角扑翼装置及扑翼方法

专利名称：	翼片自适应转动摆动式变倾角扑翼装置及扑翼方法
摘要：	本发明涉及扑翼型飞行器和飞行机器人领域，特别是一种用于无人机的翼片自适应转动摆动式变倾角扑翼及方法。包括扑翼、摆动轴和连接件，扑翼连接在连接件上且可相对转动，连接件连接在摆动轴上且可相对转动，摆动轴设置在飞行器上，扑翼包括扑翼框架，以及安装在扑翼框架内的可转动的翼片，扑翼框架内还设置有扭簧用于翼片的复位。本发明与现有技术相比，具有复位行程阻力小、工作行程推力大且稳定、气动效率高、能同时调节升力和推力、装置结构较简单、制造方便的特点，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。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	苏州高博软件技术职业学院
发明人：	华洪良;盛松梅;吴佳芬;邱明;费金陵;廖振强;胡幼谦
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201910651444.4
公开号：	CN110294119A
代理机构：	北京三聚阳光知识产权代理有限公司
代理人：	郑越
分类号：	B64C33/00(2006.01);B;B64;B64C;B64C33
申请人地址：	215163 江苏省苏州市高新区科技城青山路5号
主权项：	1.翼片自适应转动摆动式变倾角扑翼装置，其特征在于：包括扑翼、摆动轴(4)和连接件(5)，所述扑翼连接在所述连接件(5)上且可相对转动，所述连接件(5)连接在所述摆动轴(4)上且可相对转动，所述摆动轴(4)设置在飞行器上，所述扑翼包括扑翼框架(1)，以及安装在所述扑翼框架(1)内的可转动的翼片(2)，所述扑翼框架(1)内还设置有用于所述翼片(2)的复位的扭簧(3)。 2.根据权利要求1所述的翼片自适应转动摆动式变倾角扑翼装置，其特征在于：所述扑翼框架(1)上设置有翼片安装孔(101)、翼片限位梁(102)和扑翼转轴(103)，所述翼片(2)包括相对设置的翼片迎风面(201)、翼片背风面(203)以及设置在所述翼片(2)上的翼片转轴(202)，所述连接件(5)设置有摆动轴孔(501)和扑翼转轴孔(503)，所述摆动轴孔(501)的轴线与所述扑翼转轴孔(503)的轴线垂直，所述摆动轴(4)插装在所述摆动轴孔(501)内且可转动，所述扑翼转轴(103)插装在所述扑翼转轴孔(503)内且可转动；所述翼片转轴(202)插装在所述翼片安装孔(101)内且可转动，所述扭簧(3)套装在所述翼片转轴(202)上，所述扭簧(3)两端分别靠近所述扑翼框架(1)和所述翼片迎风面(201)设置；当所述扭簧(3)处于压缩状态，所述翼片背风面(203)靠近所述翼片限位梁(102)。 3.根据权利要求1或2所述的翼片自适应转动摆动式变倾角扑翼装置，其特征在于：还包括用于驱动所述连接件(5)运动的传动装置，所述传动装置包括连杆(8)、曲柄(9)、传动轴(10)，所述连接件(5)上设置有第一销轴孔(502)，所述第一销轴孔(502)的轴线与所述摆动轴孔(501)的轴线平行；所述连杆(8)上设置有第一连杆孔(801)和第二连杆孔(802)，所述曲柄(9)上有第一曲柄孔(901)和第二曲柄孔(902)；还包括第一销轴(13)和第二销轴(14)，所述连接件(5)和所述连杆(8)通过第一销轴(13)连接所述第一销轴孔(502)和所述第一连杆孔(801)，所述连杆(8)和所述曲柄(9)通过第二销轴(14)连接所述第二连杆孔(802)和所述第一曲柄孔(901)；还包括第二减速器(11)，所述传动轴(10)连接所述第二曲柄孔(902)和设置在飞行器上的所述第二减速器(11)。 4.根据权利要求3所述的翼片自适应转动摆动式变倾角扑翼装置，其特征在于：所述第一连杆孔(801)的轴线和所述第二连杆孔(802)的轴线平行，所述第一曲柄孔(901)的轴线和所述第二曲柄孔(902)的轴线平行；所述第一连杆孔(801)的轴线和所述第二连杆孔(802)的轴线之间的距离大于所述第一曲柄孔(901)的轴线和所述第二曲柄孔(902)的轴线之间的距离。 5.根据权利要求3所述的翼片自适应转动摆动式变倾角扑翼装置，其特征在于：所述的连接件(5)还设置有第一减速器(6)和步进电机(7)，所述扑翼转轴(103)安装在所述第一减速器(6)的输出轴上，所述步进电机(7)的输出轴安装在所述第一减速器(6)的输入孔内。 6.根据权利要求3所述的翼片自适应转动摆动式变倾角扑翼装置，其特征在于：设置在所述飞行器上的电动机(12)的输出轴安装在所述第二减速器(11)输入孔内。 7.根据权利要求2所述的翼片自适应转动摆动式变倾角扑翼装置，其特征在于：所述扑翼框架(1)上还包括用于加强所述扑翼框架(1)的强度的加强竖梁(104)、加强横梁(105)和加强斜梁(106)中的至少一种。 8.根据权利要求7所述的翼片自适应转动摆动式变倾角扑翼装置，其特征在于：所述的翼片限位梁(102)、所述加强竖梁(104)、所述加强横梁(105)和所述加强斜梁(106)均为空心结构；和/或，所述的翼片限位梁(102)、所述加强竖梁(104)、所述加强横梁(105)和所述加强斜梁(106)为工程塑料材质；和/或，所述的翼片限位梁(102)、所述加强竖梁(104)、所述加强横梁(105)和所述加强斜梁(106)为碳素纤维材质。 9.根据权利要求1所述的翼片自适应转动摆动式变倾角扑翼装置，其特征在于：所述翼片(2)的数量大于1个。 10.一种根据权利要求2所述的翼片自适应转动摆动式变倾角扑翼装置的摆动扑翼方法，其特征在于，包括以下步骤：设置在飞行器中的电动机(12)启动后，经过所述飞行器中的第二减速器(11)减速后带动传动装置中的传动轴(10)和曲柄(9)转动，从而带动连接在所述传动装置中连杆(8)上的连接件(5)绕水平放置的摆动轴(4)做往复摆动，插装在所述连接件(5)上的扑翼框架(1)也同时作上下作往复摆动；当扑翼框架(1)向下摆动时为工作状态，此时所述翼片(2)在压缩的扭簧(3)的作用下翼片背风面(203)紧靠在翼片限位梁(102)上，而翼片迎风面(201)与气流运动方向垂直，气流直接作用在翼片迎风面(201)上获得最大的推动力；通过设置在所述连接件(5)上的步进电机(7)经过第一减速器(6)减速后带动所述扑翼框架(1)转动，改变所述翼片(2)的倾角，气流作用在所述翼片迎风面(201)上的正压力可分解为升力和推力，所述翼片(2)倾角的改变可以调节升力和推力的大小；当所述扑翼框架(1)向上摆动时为复位状态，此时气流直接作用在所述翼片背风面(203)上，使所述翼片(2)进一步压缩所述扭簧(3)后绕翼片转轴(202)转动，直到所述翼片背风面(203)基本与气流运动方向平行；复位行程结束时，气流作用力降低，所述翼片(2)在被压缩的所述扭簧(3)的弹力作用下绕翼片转轴(202)转动到工作状态。
所属类别：	发明专利