[发明专利]一种基于旋转扑翼垂直起降动力装置的叶片开合机构

说明书

本发明是一种基于旋转扑翼垂直起降动力装置的叶片开合机构，属于航空航天领域，具体涉及一种新型旋转扑翼垂直起降动力装置的起降控制，基于旋转扑翼垂直起降动力装置的叶片开合机构安装在旋转扑翼垂直起降动力装置的顶部，通过舵机转动带动转向头转动，结合联动杆，实现调整所有叶片同时同速运动，叶片的开合角度直接影响气流大小从而控制垂直起降装置的升力大小。本发明具有整体质量小、能耗低、结构简单、可靠性高等优点。

技术领域

本发明属于航空航天领域，具体涉及一种新型旋转扑翼垂直起降动力装置的起降控制，适用于解决新型旋转扑翼垂直起降动力装置的起降控制不便问题。

背景技术

垂直起降动力装置近几年发展迅猛，许多国家的科研机构、企业公司争相研发与实验，具有垂直起降动力装置的飞行器可以不需要专门的机场和跑道，降低使用成本，没有场地的限制，丰富适用范围。其中旋转扑翼飞行是一种模仿鸟类在飞翔过程中翅膀运动规律的飞行方式，是一种低能耗高效率的飞行方法，能扑翼前行，也能垂直起降。人们从古至今不断探索扑翼飞行，但这种仿生运动经过成千上万年的变化已成为一种复杂的多维运动。一种能简化运动并容易实现的机械机构是实现垂直起降飞行器的一个重要突破。很多传统的扑翼飞行器实现了扑翼动作，但仍不能高度模仿鸟类翅膀运动，效率不高同时成本却很高。而基于旋转扑翼的垂直起降动力装置在市面上一片空白，更没有简单有效地控制基于旋转扑翼的垂直起降动力装置实现上升、下降和悬停的方法。

发明内容

为了实现基于旋转扑翼垂直起降动力装置的功能，本发明将旋转扑翼产生的动力分解为恒定的升力动力源和一个调节升力输出大小，提供一种基于旋转扑翼垂直起降动力装置的叶片开合机构。将恒定的输出动力根据人为的需求进行调控，简化了垂直起降动力装置的控制方法，简单可靠低成本地实现了控制整体装置的垂直起降。

本发明的目标是通过以下技术方案来实现的：

一种基于旋转扑翼垂直起降动力装置的叶片开合机构，包含叶片，大轴承，连接轴，控制系统，舵机，转向头，联动杆，小轴承，叶片是一个由“水滴形”头部和圆形尾部构成的截面拉伸而成的长条形轻质铝条，圆形尾部轴向与连接轴头部连接，连接轴是一个由头部类“凸”形的圆柱和尾部圆柱构成，连接轴尾部圆柱末端有一键槽与转向头厚端平齐处的“凹”形孔配合，转向头是一个类“箭头”型零件，头部平齐端有一“凹”形孔，头部突起端与舵的转轴固定，尾部平齐端有一个阶梯孔，阶梯孔与小轴承外圈配合，小轴承内圈与联动杆突起端阶梯轴同轴配合，联动杆是一根长条形铝合金条，用于同步所有转向头和叶片的转速，舵机转轴的运动由控制系统控制。

控制系统包含一个集成了蓝牙模块，Wi-Fi模块的STM-32单片机和一个锂电池以及3个稳压模块，蓝牙模块和Wi-Fi模块用于接收人们发送的舵机运动速度和运动角度的信号，STM-32单片机通过处理蓝牙和Wi-Fi的信号而后对舵机发出运动信号，锂电池是整个控制系统和舵机的能量源，稳压模块是一个电池电压控制板，用于调节锂电池的输出电压给每个模块。

叶片的横截面的“水滴型”头部中间镂空，减轻整体质量并提高刚度，叶片横截面的圆柱尾部轴向中间实心，两侧有“凹”形孔用于与连接轴连接，任意叶片的“水滴”形头部和相邻叶片的圆形尾部之间不能完全接触，有至少1厘米的空隙。

大轴承内圈同轴配合在连接轴上，大轴承的外圈固定在机壳的顶部轴承孔内，机壳是一个长方体中空铝合金框架，顶部有两排等距同轴对称的轴承阶梯孔，机壳中部有两侧分别有8个轴承孔，用于安装旋转扑翼动力装置，机壳顶部舵机侧有一凸台支架，所述凸台支架是一个“L”形角铝，支架上有两个舵机安装孔与舵机上的安装孔同轴配合，并使用螺栓紧固。

本发明优点与积极效果为：

1.本发明将安装于垂直起降装置的顶部，在不影响垂直起降装置内部动力工作的同时，简单有效地实现调节整体机构的升力大小，从而调节垂直起降装置的上升，下降及悬停等动作。

2.本发明对垂直起降装置的外壳要求低，造价低，适用性广。