[发明专利]翼片自适应转动摆动式变倾角扑翼装置及扑翼方法

权利要求书

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)；

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)。

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：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)。

3.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。

4.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。

5.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：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。

6.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。

7.根据权利要求6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；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)为工程塑料材质或碳素纤维材质。

8.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。

9.翼片自适应转动摆动式变倾角扑翼装置的扑翼方法，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)内还设置有扭簧(3)用于所述翼片(2)的复位；

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。