[实用新型]一种小型锥形旋转扑翼飞行器

说明书

技术领域

一种小型锥形旋转扑翼飞行器，属飞行器技术领域，尤其涉及一种翼片作旋转运动的飞行器。

背景技术

传统的扑翼飞行器是靠曲轴连杆机构驱动扑翼，扑翼上下扑动而产生推力，其效率较低，不方便调整推力方向，较难垂直升降，且对扑翼材料的疲劳强度要求较高。

发明内容

本发明的目的是克服传统扑翼飞行器的上述缺陷，发明一种效率较高的小型锥形旋转扑翼飞行器。

本发明采用如下技术方案：一种小型锥形旋转扑翼飞行器包括机身、起落架、能源系统、操控系统、左锥形旋转扑翼、右锥形旋转扑翼、尾杆、尾翼和配重平衡杆。能源系统包括一个电机、方便充电的锂电池、减速齿轮组及调速装置；操控系统包括无线电遥控发射器、接收器和舵机；机身为框架结构；起落架为后三点式；尾杆水平布置，尾杆的前端与机身尾部相连，尾翼通过操控系统的一个舵机与尾杆相连于尾杆的后端，尾翼起平衡及俯仰飞行姿态控制作用；左锥形旋转扑翼和右锥形旋转扑翼结构相同，它们分别对称布置于机身的左右两侧在动力的驱动下提供推力。该飞行器可垂直升降和悬停。

左锥形旋转扑翼由左主轴、左转臂、左翼轴定位器、左翼轴、左翼片、左导向杆和左导向器组成；右锥形旋转扑翼由右主轴、右转臂、右翼轴定位器、右翼轴、右翼片、右导向杆和右导向器组成；左主轴和右主轴同轴地固连在一起，采用单个电机作动力，通过减速齿轮组传递给左主轴和右主轴，同时驱动左锥形旋转扑翼和右锥形旋转扑翼同速同向运动，该结构简单，重量轻。

左锥形旋转扑翼的具体结构为：左主轴一端通过轴承与机身相连，左转臂的一端与左主轴的另一端垂直固连，左转臂的另一端与左翼轴的一端固连，左翼轴与左转臂的夹角为锐角，在45°~60°之间，左翼轴、左转臂和左主轴处于同一平面内；左翼轴的另一端通过轴承与左翼片相连于左翼片前缘处，左翼轴与左翼片前缘平行，左翼片能绕左翼轴灵活转动；左翼片的靠近左转臂的端面即左翼片的根部端面与左翼片的前缘垂直。左翼轴定位器在左翼片和左转臂之间，左翼轴穿过左翼轴定位器并被左翼轴定位器套住，左翼轴能绕左翼轴定位器中心转摆，但不能作轴向移动。左翼轴定位器采用旋转关节轴承。左导向杆由左圆杆、左U形叉和左销轴组成；左圆杆的一端与左U形叉的封闭端固连，左圆杆与左U形叉连成一条直线，左导向杆通过其左U形叉的开口端安装的与左圆杆垂直的左销轴与左翼片活连于左翼片的根部并靠近左翼轴处，左销轴垂直过左翼片前缘和后缘的平面，左U形叉厚度方向的净空距离确保夹着的左翼片能在左U形叉内灵活地作左翼片平面方向的摆动。左导向器由左直线轴承固定镶入左万向轴承中而构成；左导向器通过其左万向轴承的外壳与机身相连。左圆杆的另一端穿过左导向器的左直线轴承，左圆杆能在左直线轴承中灵活地作往复直线运动，左圆杆能绕左导向器的中心灵活转摆。组成左导向杆的左U形叉有足够的长度，以确保左翼片整个转动过程不会被卡住；左圆杆有足够的长度以确保在左翼片整个转动过程中左圆杆不脱出左导向器；左导向器尽可能靠近左翼轴定位器安装，但应确保在左翼片整个转动过程中左翼片和左U形叉不会碰触到左导向器；左主轴和左翼轴定位器分别在左转臂旋转平面的两侧，左翼轴定位器在左主轴的延长线上，左导向器与左翼轴定位器在左转臂旋转平面的同一侧；左导向器到左转臂旋转平面的距离大于左翼轴定位器到左转臂旋转平面的距离。

左锥形旋转扑翼的工作原理是：电机的动力经减速后传递给左主轴，左主轴转动带动左转臂旋转，左转臂带动左翼轴转动，在左翼轴的牵引下左翼片转动，由于左导向杆和左导向器的限制，左导向器始终处于过左翼片前缘和后缘的平面内或附近，左翼片旋转时其攻角在一个工作周期即旋转一圈内会发生有规律的变化，符合高升力机制，有利于产生推力。由于左导向器接近左翼轴定位器安装，在一个周期内，左翼片下扑产生的效果远大于上扑，产生升力的效率较高。改变转速会改变推力的大小，推力的方向是通过改变左导向器与左主轴的相对方位及高度来实现的。由于左翼轴与左转臂的夹角为锐角，且受左翼轴定位器的限制，在左翼轴定位器的左右两侧，左翼轴的旋转轨迹为锥形，仅需较短的左转臂，左翼片的扑动范围较大，效率高，该结构简单紧凑，结构重量轻；由于左翼片作锥形圆周转动，转速可较高，能产生较大的推力，且对材料的疲劳强度要求不高。

右锥形旋转扑翼的具体结构和工作原理与左锥形旋转扑翼的相同。右主轴和左主轴同轴地固连在一起，并与减速齿轮组的从动轮相连，减速齿轮组的主动轮与电机相连。

附图说明

图1是本发明一种小型锥形旋转扑翼飞行器的俯视示意图。