[实用新型]一种小型旋转扑翼无人飞行器

说明书

技术领域

一种小型旋转扑翼无人飞行器，属飞行器技术领域，特别是涉及一种扑翼无人飞行器。

背景技术

传统扑翼飞行器采用的升力装置是传统的扑翼机构，由曲轴连杆驱动，扑翼作上下扑动产生升力，效率较低，对扑翼的疲劳强度要求较高，较难产生很大的推力，且很难垂直升降和空中悬停。

发明内容

为了克服上述传统飞行器的不足，本发明提供了一种小型旋转扑翼无人飞行器，扑翼作旋转运动，能垂直升降和悬停。 

本发明采用如下技术方案：一种小型旋转扑翼无人飞行器包括机身、起落架、能源系统、控制系统、左旋转扑翼和右旋转扑翼。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；控制系统包括无线电遥控发射器、接收器或自动导航控制装置和舵机；左旋转扑翼和右旋转扑翼结构相同，它们以机身的对称纵截面为对称面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。

左旋转扑翼由左主轴、左转臂、左翼片、左翼轴、左导向杆和左导向器组成；右旋转扑翼由右主轴、右转臂、右翼片、右翼轴、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，同时驱动左旋转扑翼和右旋转扑翼同向同速运动。

左旋转扑翼的具体结构是：左主轴的一端通过滚动轴承与机身相连，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垂直固连，左翼轴、左转臂和左主轴处于同一平面内形成曲柄结构；左翼轴的另一端通过轴承与左翼片相连于靠近左翼片的前缘处，左翼轴与左翼片的前缘平行，左翼片能绕左翼轴灵活转动，但左翼轴不能作轴向直线运动；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，左导向杆的一端与左翼片固连于该端面弦线的最后端，左导向杆在该端面弦线向后的延长线上且与左翼轴垂直，左导向杆的另一端穿过左导向器；左导向器由左直线轴承和左关节轴承组合而成，左直线轴承固定镶入左关节轴承内；左导向器通过左关节轴承的外壳与机身相连；左导向杆插入左导向器的左直线轴承内，左导向杆能在左直线轴承内灵活作往复直线运动，并随着左直线轴承一起能绕左导向器的左关节轴承中心转摆；在控制系统的控制下，左导向器能在与左转臂旋转平面平行的过左导向杆的平面内绕控制系统的舵机转摆移动；左导向杆的长度足够确保在整个运动过程中左导向杆的一端始终在左导向器内而不脱落；左导向器接近左翼轴的旋转圆周安装，但左导向器到左主轴之间的距离大于左转臂长度与左翼片的最大弦长之和，以便左翼片顺利旋转。为减小空气的阻力，提高升阻比，提高扑动效率，左翼片的翼型采用上凸下平型或上凸下凹型。

左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，左转臂带动左翼轴旋转，在左翼轴的牵引下左翼片旋转扑动，由于左导向杆和左导向器的控制，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，有利于产生升力。为了较高的扑动效率和左翼片能灵活扑动，左导向器接近左翼轴的旋转圆周安装，但左导向器到左主轴之间的距离大于左转臂长度与左翼片的最大弦长之和。由于左导向器接近左翼轴的旋转圆周，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。改变左翼片的转速会改变推力的大小；空气动力的方向是通过改变左导向器相对左主轴的方位来实现的。

右旋转扑翼的具体结构和工作原理与左旋转扑翼的相同。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。

本发明的优点是：由于只使用一个电机同时驱动左旋转扑翼和右旋转扑翼，结构简单，结构重量轻，左旋转扑翼和右旋转扑翼同向同速，容易调整平衡，电池利用率高使用时间长。由于左翼片和右翼片都作圆周转动，对材料的疲劳强度要求不高。

附图说明

图1是本发明一种小型旋转扑翼无人飞行器的主视示意图；图2是图1的左视图。

图中：1-机身；2-起落架；3-能源系统；4-控制系统；5-左旋转扑翼；6-右旋转扑翼；51-左主轴；52-左转臂；53-左翼片；54-左翼轴；55-左导向杆；56-左导向器；561-左直线轴承；562-左关节轴承；图2中大的带箭头的虚线圆表示左翼轴54的旋转轨迹和转动方向。

具体实施方式