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[发明专利]一种无人机控制算法-CN201911359830.2在审
发明人：王思琦;宋笔锋;李育斌;宣建林;孙中超;薛栋;钟京洋;梁少然;年鹏;陈昂;王智贺 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2019-12-25 - 公布日： 2020-12-04 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种无人机控制算法，属于无人机控制技术领域。该无人机控制算法基于自适应Super‑Twisting滑膜控制算法及相关计算机程序的支持，包括以下步骤：a.构建被研究对象的动力学方程，被研究对象为无人机控制过程中包含非匹配不确定性和/或匹配不确定性的各个控制环节；b.根据被研究对象的动力学方程，构建跟踪控制器；c.构建非匹配不确定性扰动观测器，形成对于非匹配不确定性的扰动观测闭环回路；步骤b中推导出来的跟踪控制器和步骤c中推导出来的非匹配不确定性扰动观测器共同构成无人机控制算法。它可以改善自适应Super‑Twisting滑膜控制算法对于无人机飞行过程中非匹配不确定性的鲁棒性。
一种无人机控制算法

[发明专利]一种扑翼机用扑动翼-CN201910162908.5有效
发明人：宣建林;马东福;包晗;年鹏;梁少然;杨文青;李育斌;宋笔锋 -专利权人：西北工业大学太仓长三角研究院;西北工业大学
申请日： 2019-03-05 - 公布日： 2020-11-13 - 主分类号： B64C33/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种扑翼机用扑动翼，属于扑翼机技术领域。扑动翼骨架为仿生扑动翼骨架，仿生扑动翼骨架具有翼展向弯曲变形结构和翼弦向扭曲变形结构，组成仿生扑动翼骨架的各蒙皮支撑梁为具有弹性易于变形的条形材质，包括一个主梁、一个副梁和多个翼肋梁，主梁所支撑的蒙皮部位形成扑动翼的前缘，副梁位于主梁的后方，多个翼肋梁沿翼展方向均列，将主梁和副梁固定在一起，多个翼肋梁的后端所支撑的蒙皮部位形成扑动翼的后缘；在扑动翼的主梁部位和扑动翼的副梁部位分别粘贴有翼展向弯曲压电纤维片；在扑动翼的各翼肋梁部位或部分翼肋梁部位分别粘贴有翼弦向扭曲压电纤维片。它具有质量轻便、机动灵活、飞行高效等特点。
一种扑翼机用扑动翼

[发明专利]一种四旋翼-扑翼混合布局飞行器-CN202010768421.4在审
发明人：宣建林;马东福;王智贺;周文辉;梁少然;薛栋;李育斌;宋笔锋 -专利权人：西北工业大学太仓长三角研究院
申请日： 2020-08-03 - 公布日： 2020-11-06 - 主分类号： B64C27/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种四旋翼‑扑翼混合布局飞行器，包括混合布局飞行器机身和混合布局飞行器控制系统；混合布局飞行器机身由四旋翼飞行器骨架和仿鸟扑翼飞行器机身嵌合在一起组成，四旋翼飞行器骨架包括四旋翼支架和四个旋翼，四旋翼支架包括支架主体，在支架主体的四周设有四个旋翼支撑杆，四个旋翼的旋翼电机固定在支架主体的四个旋翼支撑杆的端部；四旋翼支架的支架主体嵌入仿鸟扑翼飞行器机身内部，仿鸟扑翼飞行器左右两个扑动翼分别位于该侧的前后两个旋翼之间；混合布局飞行器控制系统包括飞行器遥控器，四旋翼飞行控制系统，仿鸟扑翼飞行控制系统和飞行模式控制器。它具有飞行环境适应能力强，安全可靠，便于操作等特点。
一种四旋翼混合布局飞行器

[发明专利]基于十字轴铰链和圆锥摇臂的三维扑动扑翼驱动机构-CN201810814396.1有效
发明人：陈昂;杨文青;宋笔锋;宣建林;薛栋;年鹏;梁少然 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2018-07-23 - 公布日： 2020-06-02 - 主分类号： B64C33/02 文献下载
摘要：本发明提供一种基于十字轴铰链和圆锥摇臂的三维扑动扑翼驱动机构，包括机架(1)、扑动驱动机构(2)和变幅扫掠伺服机构(3)；扑动驱动机构(2)包括扑动电机以及同时与所述扑动电机的输出轴联动的并且对称设置的左扑动驱动单元和右扑动驱动单元；左扑动驱动单元和所述右扑动驱动单元的结构相同，均包括：齿轮减速器、圆锥套筒摇臂(2.4)和十字扑动轴(2.5)。优点为：本发明提供一种基于十字轴铰链与圆锥摇臂的三维扑动扑翼驱动机构，能以较为简单的结构实现扫掠、变幅、扑动等鸟类具有的复杂运动，且具有较高的结构效率和较大的输出功率，可靠性高，使用寿命长，适合在微型扑翼飞行器中应用。
基于十字铰链圆锥摇臂三维扑动扑翼驱动机构

[发明专利]基于十字轴铰链的仿生三维扑动扑翼飞行器及驱动方法-CN201810813699.1有效
发明人：陈昂;宋笔锋;杨文青;年鹏;梁少然;薛栋;宣建林 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2018-07-23 - 公布日： 2020-05-26 - 主分类号： B64C33/02 文献下载
摘要：本发明提供一种基于十字轴铰链的仿生三维扑动扑翼飞行器及驱动方法，基于十字轴铰链的仿生三维扑动扑翼飞行器包括机架(1)、扑动驱动机构(2)、左扑动翼(4)、右扑动翼(5)、折叠控制机构和尾翼(6)；折叠控制机构包括折叠控制器(5)、第1折叠连杆(5D)和第2折叠连杆(5E)。扑动和折叠运动，周期相同，相位差90度。优点为：(1)机翼在下扑时完全展开，在上扑时适当折叠，此种运动能够更接近于鸟类动作，具有仿生程度高、气动效率高、有效载荷大以及机动性好等优点。(2)扑翼过程和折叠过程共用同一个电机驱动，简化了系统的复杂度。
基于十字铰链仿生三维扑动扑翼飞行器驱动方法

[发明专利]扑翼机的仿鸟类与蝙蝠的可折叠机翼-CN201810812761.5有效
发明人：陈昂;杨文青;宣建林;宋笔锋;薛栋;梁少然;年鹏 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2018-07-23 - 公布日： 2020-05-08 - 主分类号： B64C33/02 文献下载
摘要：本发明提供一种扑翼机的仿鸟类与蝙蝠的可折叠机翼，包括内主梁(1)、内前梁(1A)、内后梁(1B)、中主梁(2)、中前梁(2A)、中后梁(2B)、外主梁(3)、第1仿生翼肋(4)、第2仿生翼肋(5)、滑槽连杆(6)、十字扑动轴(7)、第2折叠连杆(9B)和折叠控制器；优点为：扑动翼的结构参考了飞行脊椎动物的翼的解剖学共同特征，模仿肱骨、尺挠骨、掌指骨，将扑动翼分为内段、中段、外段；每段由内主梁、中主梁、外主梁承受主要载荷，和前后副梁与其他辅助连杆通过若干转动副、滑动副相连，构成一个复杂的多连杆机构，可以准确地模拟飞行脊椎动物的折叠动作。具有气动效率高、仿生程度高以及可控性好的优点。
扑翼机鸟类蝙蝠可折叠机翼

[发明专利]可变零幅度扑翼驱动机构以及扑翼驱动方法-CN201711415172.5有效
发明人：年鹏;宋笔锋;杨文青;梁少然;种文斌;薛栋;宣建林 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2017-12-21 - 公布日： 2020-01-31 - 主分类号： B64C33/02 文献下载
摘要：本发明提供一种可变零幅度扑翼驱动机构以及扑翼驱动方法，可变零幅度扑翼驱动机构包括：机架、电机、减速齿轮组、扑动杆组、变幅装置和舵机；扑动杆组包括对称设置的左扑动子系统和右扑动子系统；其中，所述左扑动子系统包括左前输出摇臂、第一左连杆、第二左连杆、第三左连杆、左调幅摇臂、左后输出摇臂和左摇臂轴；变幅装置包括滑台、左调幅连杆、右调幅连杆和舵机。优点为：能够提供从大扑动幅度到零扑动幅度可靠连续调节的能力，同时，驱动机构中连杆全部采用铰接连接，在很少的重量代价下能够在飞行过程中连续变换扑动幅度，且提供了可锁止的零扑动幅度输出，可有效提高扑翼飞行器的飞行效率。
扑翼驱动机构调幅左连杆可变变幅装置输出摇臂动杆组舵机扑翼减速齿轮组扑翼飞行器驱动对称设置飞行过程飞行效率铰接连接连续变换连续调节驱动机构中连杆左摇臂滑台锁止摇臂电机输出

[发明专利]采用三旋翼混合布局的扑翼飞行器以及操纵方法-CN201810072895.8在审
发明人：宋笔锋;年鹏;杨文青;梁少然;薛栋;陈昂;宣建林;张红梅 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2018-01-25 - 公布日： 2018-09-21 - 主分类号： B64C33/02 文献下载
摘要：本发明提供一种采用三旋翼混合布局的扑翼飞行器以及操纵方法，扑翼飞行器包括机身、扑翼动力系统、旋翼动力系统和操纵系统；旋翼动力系统，用于提供垂直起降阶段的升力和操纵力矩；旋翼动力系统，包括左旋翼电机、右旋翼电机、后旋翼电机、左旋翼桨、右旋翼桨、后旋翼桨、左旋翼前撑杆、右旋翼前撑杆和旋翼尾撑杆。优点为：(1)本发明三旋翼与柔性扑动翼结合的布局形式，能够有效解决现有扑翼飞行器无法兼顾垂直起降与快速平飞的问题；(2)本发明去除了传统扑翼飞行器的尾翼，直接使用三旋翼中的尾桨来进行纵向配平与操纵，能有效提高扑翼飞行器的机动性，并通过利用三旋翼中的尾桨最大限度地降低了由于增加旋翼动力系统带来的重量代价。
旋翼扑翼飞行器旋翼动力系统旋翼电机旋翼桨混合布局前撑杆尾桨垂直布局形式操纵系统动力系统有效解决扑动翼尾撑杆机身尾翼配平扑翼升力

[发明专利]翼梢开缝的仿生扑动翼-CN201610403797.9有效
发明人：杨文青;宋笔锋;宣建林;付鹏;年鹏;梁少然;薛栋;唐伟;钟京洋 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2016-06-08 - 公布日： 2017-11-21 - 主分类号： B64C33/02 文献下载
摘要：本发明提供一种翼梢开缝的仿生扑动翼，包括主梁(7)、斜梁(8)、翼肋、薄膜蒙皮(9)和羽毛蒙皮(6)；主梁(7)、斜梁(8)和翼肋构成扑动翼的结构主框架；靠近翼根的框架单元上方覆盖薄膜蒙皮(9)；靠近翼梢的框架单元为由主梁梢部段、斜梁梢部段和第n翼肋根部段围成的三角形框架；第n翼肋的朝向翼梢的外侧覆盖若干根鸟类羽毛作为羽毛蒙皮(6)，羽毛蒙皮(6)的前缘呈后掠状，后缘呈开缝状；羽毛蒙皮(6)的外缘与薄膜蒙皮(9)形成弧形过渡。具有以下优点本发明提供的翼梢开缝的仿生扑动翼，能够控制翼尖涡的强度和方向，提高扑动翼的气动效率，从而提高飞行能力，且重量轻、可靠性高。
翼梢仿生扑动翼

[发明专利]无人机弹力弹射起飞控制装置以及控制方法-CN201510941080.5有效
发明人：付鹏;宋笔锋;年鹏;梁少然;张红梅;杨文青;薛栋;唐伟;钟京洋;翁启凡 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2015-12-15 - 公布日： 2017-06-06 - 主分类号： G01L5/00 文献下载
摘要：本发明提供无人机弹力弹射起飞控制装置以及控制方法，装置包括外壳、拉环、拉力传感器、控制电路板、显示器、调节旋钮、开关、电池、报警器和工作状态指示灯。优点为(1)在无人机弹力弹射起飞过程中，通过本发明提供的弹力弹射起飞控制装置，能够精确实时的测量并显示无人机弹射时的弹力大小，并在弹力过大时通过报警器向操作人员提供报警，因此，方便控制无人机弹射时的弹力，既保证无人机正常起飞，又避免由于弹力过大而对无人机造成的损伤；(2)本装置能够根据不同的无人机，分别设置对应的需报警的最大拉力值，增大了本装置的应用范围；(3)本发明外观小巧，不会对无人机的弹射造成影响，并且操作简单、使用范围广以及可移植性强。
无人机弹力弹射起飞控制装置以及方法

[发明专利]扑翼飞行器复合飞行策略仿真建模方法-CN201610004284.0有效
发明人：钟京洋;宋笔锋;杨文青;付鹏;张红梅;唐伟;薛栋;梁少然;年鹏 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2016-01-06 - 公布日： 2017-05-31 - 主分类号： G05B17/02 文献下载
摘要：本发明提供一种扑翼飞行器复合飞行策略仿真建模方法，包括获取被研究扑翼飞行器基本参数；建立气动模型；建立动力学模型；对复合飞行过程进行描述；建立飞行功率与扑动频率、扑动幅度的关系，得到飞行能量消耗计算模型；建立控制率模型；将气动模型、动力学模型、复合飞行规划模块、飞行能量消耗计算模型和控制率模型进行相互连接并整理，搭建得到最终的仿真模型。优点为仿真技术人员可以高效利用Matlab/Simulink仿真环境，搭建扑翼飞行器复合飞行仿真模型，通过分析不同飞行策略的仿真结果，对扑翼飞行器的复合飞行能力进行判定，并寻找较优的飞行策略，在扑翼飞行器工程上的改进方面具有一定指导意义。
飞行器复合飞行策略仿真建模方法

[发明专利]采用扑翼驱动的复合式微型飞行器-CN201611181954.2在审
发明人：杨文青;付鹏;薛栋;年鹏;梁少然;宋笔锋;宣建林 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2016-12-20 - 公布日： 2017-04-26 - 主分类号： B64C33/02 文献下载
摘要：本发明提供一种采用扑翼驱动的复合式微型飞行器，包括固定翼升力面、扑翼驱动系统、V型尾翼和连接杆；固定翼升力面包括机翼、左副翼舵面和右副翼舵面，主要用于提供飞行器飞行所需的升力和滚转操纵；扑翼驱动系统包括左扑动翼、右扑动翼、机构安装架和扑动机构，主要用于提供飞行器飞行所需的推力；V型尾翼包括左尾翼、右尾翼、左尾舵和右尾舵，用于提供飞行器飞行时的稳定性和俯仰及偏航操纵。优点为本发明采用扑翼驱动取代传统的螺旋桨驱动，能够提升微型飞行器在低雷诺数条件下的推进效率，同时对全机的升力特性也有一定程度的改善，从而提高微型飞行器的飞行性能。
采用驱动复合式微飞行器

[发明专利]多自由度天平校准装置以及天平校准方法-CN201510952520.7有效
发明人： 梁少然;宋笔锋;付鹏;杨文青;年鹏;薛栋;唐伟;钟京洋 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2015-12-17 - 公布日： 2017-03-22 - 主分类号： G01M9/06 文献下载
摘要：本发明提供一种多自由度天平校准装置以及天平校准方法，校准装置包括底座、撑杆、连接件、校准力臂和力引导装置；第1力引导装置、第2力引导装置、第3力引导装置、第4力引导装置、第5力引导装置、第6力引导装置分别设置于第1螺栓、第2螺栓、第3螺栓、第4螺栓、第7螺栓和第8螺栓的外侧，并且，力引导装置中滑轮的上沿切线与对应螺栓的轴线重合，从螺栓通孔引出的细线绕过对应滑轮后，在细线的末端挂载砝码，用于实现对校准力臂施加水平方向的拉力。具有以下优点本发明能够精确的进行适用于风洞实验的多自由度天平的校准工作，并且，还具有结构简单、易于操作以及适用性强的优点。
自由度天平校准装置以及方法

[发明专利]一种动力操纵的尾坐式混合布局垂直起降飞行器-CN201610652870.6在审
发明人：唐伟;宋笔锋;杨文青;付鹏;薛栋;钟京洋;年鹏;梁少然 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2016-08-10 - 公布日： 2016-12-21 - 主分类号： B64C29/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种动力操纵的尾坐式混合布局垂直起降飞行器，由机身、机翼、电机、螺旋桨、起落装置组成，机身轴线与体轴系OX轴重合，在体轴系XOY平面内的投影呈X型分布；机身上的每片机翼分为几段，每段具有不同的后掠角和上反角，并采用正弯翼型和反弯翼型达到优越的气动和操纵性能；四片机翼上距离体轴系OX轴相同的位置处安装一组螺旋桨电机动力系统；四组动力装置在垂直起降过程中以X型四旋翼模式起飞，并通过电机拉力的不同或与操纵面的配合完成转换操作进入巡航状态，整个过程中通过电机的拉力改变完成所需操纵。飞行器动力装置简单，控制方式可靠，并能有效地利用螺旋桨滑流，适合作为尾坐式垂直起降无人机的飞行平台。
一种动力操纵尾坐式混合布局垂直起降飞行器

[发明专利]被动变幅扑动机构以及扑动方法-CN201510823152.6有效
发明人：付鹏;宋笔锋;年鹏;梁少然;杨文青;薛栋;唐伟;钟京洋;翁启凡;彭伟 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2015-11-24 - 公布日： 2016-10-26 - 主分类号： B64C33/02 文献下载
摘要：本发明提供一种被动变幅扑动机构以及扑动方法，扑动机构包括：机架、电机、减速齿轮组和扑动杆组；在二级从动齿轮侧面开挖形成护盖槽、扭簧槽和弧形滑槽，并在槽中分别装配有齿轮护盖、调幅扭簧以及连杆轴；连杆轴包括弧形滑块和轴本体，弧形滑块与弧形滑槽相适配，可沿弧形滑槽自由滑动，轴本体的一端置于弧形滑槽的外表面，且与弧形滑槽的外表面垂直。优点为：本发明采用扭簧限位的方式实现机构的自主变幅功能，即：在大负载下，能够自动增大扑动幅度，在小负载下，能够自动减小扑动幅度，无需主动干预，从而提高了扑翼飞行器的飞行性能。
被动变幅扑动机构以及方法

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