[发明专利]一种四翼扑翼微型水面飞行器及飞行方法

权利要求书

1.一种四翼扑翼微型水面飞行器，其特征在于，包括：浮力壳体、控制器、陀螺仪、风速风向传感器以及周向均匀分布在所述浮力壳体上的四个扑翼机构，所述控制器设置于所述浮力壳体上，且所述控制器分别与四个所述扑翼机构的驱动组件连接；所述陀螺仪设置于所述浮力壳体上，且所述陀螺仪与所述控制器连接；所述风速风向传感器设置于所述浮力壳体上，且所述风速风向传感器与所述控制器连接；其中，所述扑翼机构包括：

驱动组件，所述驱动组件设置于所述浮力壳体上；

枢轴，所述枢轴固定于所述浮力壳体上；

翼片组件，包括沿竖直方向设置的翼片本体以及与所述翼片本体连接的翼轴，所述翼轴远离所述翼片本体一端与所述驱动组件连接，所述翼轴中部可转动连接于所述枢轴，所述翼片本体通过所述驱动组件驱动而沿所述枢轴进行转动；

通过风速风向传感器采集当前风向以及风速的环境信息，之后通过控制器根据环境信息对扑翼机构发布控制指令，之后扑翼机构根据控制指令驱动扑翼机构进行扑动，进而驱动浮力壳体进行运动，之后通过控制器获取浮力壳体的运动状态，并根据浮力壳体的运动状态实时调整控制指令，从而调整四翼扑翼微型水面飞行器在风场下的运动姿态；所述浮力壳体通过所述扑翼机构驱动而具有在空中自主飞行的第一状态、具有在水面自主航行的第二状态；以及具有在水面乘风航行的第三状态，

四个扑翼机构包括第一扑翼机构、第二扑翼机构、第三扑翼机构以及第四扑翼机构，第一扑翼机构上设置有第一翼片本体，第二扑翼机构上设置有第二翼片本体，第三扑翼机构上设置有第三翼片本体，第四扑翼机构上设置有第四翼片本体，第一扑翼机构与第三扑翼机构前后对称设置，第二扑翼机构与第四扑翼机构左右对称设置，

当第一状态时，所述翼片本体通过所述驱动组件驱动而沿所述枢轴进行往复摆动，且所述翼片本体通过往复摆动产生气流以使所述翼片本体远离所述翼轴的一侧向上变形，进而使得所述翼片本体对所述浮力壳体产生向上的驱动力；通过四个所述翼片本体的差速运动调整所述浮力壳体的运动姿态；

当第二状态时，控制第二扑翼机构、第三扑翼机构的翼片本体朝向前侧，并且控制第一扑翼机构以及第四扑翼机构扑动产生动力在水面自主航行；当第三状态时，第一扑翼机构、第二扑翼机构的翼片本体垂直于水面的风向，第三扑翼机构、第四扑翼机构的翼片本体平行于水面的风向，使得第一扑翼机构、第二扑翼机构的翼片本体模拟帆船乘风在水面航行。

2.如权利要求1所述的四翼扑翼微型水面飞行器，其特征在于，所述驱动组件包括：

旋转驱动源，所述旋转驱动源固定于所述浮力壳体上；

曲柄连杆，所述曲柄连杆一端与所述旋转驱动源固定连接，另一端与所述翼轴滑动连接。

3.如权利要求2所述的四翼扑翼微型水面飞行器，其特征在于，所述曲柄连杆包括：

曲柄本体；

第一连接部，所述第一连接部位于所述曲柄本体上，且所述第一连接部与所述旋转驱动源固定连接；

第二连接部，所述第二连接部位于所述曲柄本体远离所述第一连接部的一端，所述第二连接部可转动连接于所述曲柄本体上，且所述第二连接部与所述翼轴滑动连接。

4.如权利要求3所述的四翼扑翼微型水面飞行器，其特征在于，所述翼轴远离所述翼片本体的一端设置有滑轨，所述滑轨与所述第二连接部滑动连接。

5.一种基于权利要求1-4任一项所述的四翼扑翼微型水面飞行器的飞行方法，其特征在于，所述飞行方法包括以下步骤：

采集当前风向以及风速的环境信息；

根据环境信息对扑翼机构发布控制指令；

根据控制指令驱动扑翼机构进行扑动，进而驱动浮力壳体进行运动；

获取浮力壳体的运动状态，并根据浮力壳体的运动状态实时调整控制指令。

6.如权利要求5所述的四翼扑翼微型水面飞行器的飞行方法，其特征在于，所述根据环境信息对扑翼机构发布控制指令的步骤中，当环境信息中的风向以及风速达到预设值时，对扑翼机构发布第三状态的控制指令，通过控制翼片本体的迎风角度，使得浮力壳体在水面乘风航行。