一种扑翼机机翼的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种扑翼机机翼，包括机翼本体和扇面，机翼本体沿自身长度方向部分插入扑翼机，且铰接于扑翼机的侧壁固定轴，使所述机翼本体能够绕扑翼机前进方向上的固定轴摆动；扇面设置在所述机翼本体宽度方向上靠近扑翼机尾部的一侧，且所述扇面向扑翼机尾部的方向延伸。本发明由机翼本体和扇面构成，结构简单，重量轻，整个机翼结构在摆动过程中具有较好的柔性，扇面随机翼一起摆动，为机翼提供推力与升力，机翼在上扑时阻力小，有利于扑翼机的起飞与飞行。
【专利说明】
一种扑翼机机翼
技术领域
[0001]本发明涉及扑翼机技术领域，具体而言，涉及一种扑翼机机翼。【背景技术】
[0002]扑翼机又称振翼机，是指机翼能像鸟和昆虫翅膀那样上下扑动的重于空气的航空器，扑动的机翼不仅产生升力，还产生向前的推动力。现代扑翼飞行器从原理上分为仿鸟扑翼和仿昆虫扑翼，以微小型无人扑翼为主。仿鸟扑翼的扑动频率低，翼面积大，类似鸟类飞行，制造相对容易；仿昆虫扑翼扑动频率高，翼面积小，制造难度高，但可以方便的实现悬停。仿生扑翼机在军事和民用中具有很大优势，成为研制的热点。
[0003]目前的扑翼机所采用的机翼主要为固定翼，由一块整体结构固定于机体上。随着时间的推移，已经出现了大型载人扑翼机结构，但在实际应用过程中仍然存在以下无法避免的问题，以至于无法实现真正的载人飞行:
[0004](1)、柔性问题。传统固定式机翼缺乏像鸟类翅膀一样可以相互联动的关节结构， 柔性较差；[〇〇〇5] (2)、阻力问题。传统的机翼通常采用整体结构制造，上扑时阻力较大，效率不高；
[0006](3)、重量问题。由于传统扑翼机在保证机翼稳固的情况下，在结构设计上较复杂，这无疑增加了机翼本身的重量，不利于扑翼机的起飞与飞行。[〇〇〇7] (4)、结构不稳固。仅由外侧关节构成的机翼骨架结构强度不高，通过在两侧骨架之间增加连接部件通常也达不到所需的稳固效果。
【发明内容】
[0008]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种扑翼机机翼，以解决现有技术中扑翼机机翼存在的柔性差、阻力大、重量大等问题。
[0009]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0010]本发明提供了一种扑翼机机翼，包括机翼本体和扇面;所述机翼本体沿自身长度方向部分插入扑翼机，且铰接于扑翼机侧壁的固定轴，使所述机翼本体能够绕扑翼机前进方向上的固定轴摆动;所述扇面设置在所述机翼本体宽度方向上靠近扑翼机尾部的一侧， 且所述扇面向扑翼机尾部的方向延伸。
[0011]进一步，所述机翼本体由第一连杆组、第二连杆组、第三连杆组互相嵌插而成，所述第一连杆组由两个对称的第一连杆组成，所述第一连杆沿长度方向插入扑翼机侧壁，位于扑翼机内，两个所述第一连杆靠近扑翼机轴线的一端通过固定机构合并固定；
[0012]所述第二连杆组由两个对称的第二连杆组成，所述第三连杆组由两个对称的第三连杆组成，所述第二连杆向所述机翼本体中心线弯折，所述第一连杆组与所述第三连杆组之间通过所述第二连杆组连接，所述第三连杆组位于扑翼机外，所述第三连杆组长度方向远离扑翼机的一端闭合。
[0013]该技术方案的技术效果在于:机翼本体采用多个连杆组构成骨架结构，整个骨架呈闭合状，扑翼机内的第一连杆组、第二连杆组与扑翼机外的第三连杆组组成杠杆结构，形成关节式机翼骨骼结构，既可满足扑动机翼所需的强度，又可使机翼本体有一定柔韧性，同时实现摆动要求。
[0014]进一步，扑翼机机翼还包括:滑动机构;所述滑动机构的中心轴插入所述固定机构开孔内，所述第一连杆组、所述固定机构、所述滑动机构形成Y型结构，所述滑动机构与扑翼机内部轴线上的驱动机构配合，带动所述第一连杆组运动。
[0015]该技术方案的技术效果在于:插入扑翼机内部的机翼本体呈Y型结构，增加结构强度，滑动机构在扑翼机驱动机构带动下将动力传递至机翼本体的各个零件，从而带动整个机翼的运动。
[0016]进一步，扑翼机机翼还包括:两个对称的支撑关节;所述支撑关节呈倒梯形，上底面固定于所述第二连杆组、所述第三连杆组连接处下方。
[0017]该技术方案的技术效果在于:支撑关节采用倒梯形立交桥式结构，支撑并连接第二连杆组与第三连杆组，增加第二连杆组与第三连杆组受力点的强度，可以绕扑翼机固定轴旋转，形成扑翼扑动的转动关节。
[0018]进一步，所述支撑关节侧面设有通孔，所述机翼本体通过所述支撑关节侧面通孔与扑翼机侧壁的固定轴铰接。
[0019]该技术方案的技术效果在于:机翼本体与扑翼机通过铰接的方式固定，实现机翼本体的摆动。
[0020]进一步，扑翼机机翼还包括:连接杆;所述连接杆为多个，设置于两个所述第三连杆之间，平行于扑翼机机身固定轴，用于加固所述第三连杆组的结构。
[0021]该技术方案的技术效果在于:在扑翼机外部的第三连杆组之间增加横肋结构，增加机翼骨架稳定性，保证外部机翼本体动作的一致性和协调性。
[0022]进一步，扑翼机机翼还包括:限位插;所述扇面通过所述限位插固定于所述第三连杆组宽度方向一侧。限位插为一种连接件，中间设有通孔，用于设置贯穿第三连杆组其中的一个第三连杆，限位插一端连有扇面，另一端为开口状，用于插到第三连杆组另外一个第三连杆上，起到固定作用。
[0023]该技术方案的技术效果在于:采用限位插将扇面嵌插到第三连杆组上，方便扇面的拆卸与固定，同时可以根据实际环境来增加扇面的个数、尺寸、形状等。[〇〇24]优选地，所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆均为空心杆，所述第一连杆、 所述第三连杆为碳纤维杆。
[0025]该技术方案的技术效果在于:采用碳纤维杆结构，不仅减轻了机翼骨架的质量，而且增加了机翼骨架的强度。
[0026]优选地，所述支撑关节采用铝型材加工制作而成。
[0027]该技术方案的技术效果在于:支撑关节主体采用矩形铝型材加工制作，质量轻，可以承受大弯矩。
[0028]进一步，所述扇面包括扇面骨架和布，所述布粘贴于所述扇面骨架表面，所述扇面骨架由环氧板扇框、木板和扇面支撑杆组成。扇面支撑杆为碳纤维杆。[〇〇29]该技术方案的技术效果在于:扇面骨架采用碳纤维杆与环氧板扇框构成，质量轻， 扇面表面蒙皮后在机翼扑动过程中随机翼一起摆动，具有柔性，提供推力与升力。
[0030]本发明的有益效果是:本发明由机翼本体和扇面构成，结构简单，重量轻，机翼本体部分插入扑翼机，铰接于扑翼机的侧壁，绕扑翼机前进方向上的转轴进行摆动，整个机翼结构在摆动过程中具有较好的柔性，扇面随机翼一起摆动，为机翼提供推力与升力，机翼在上扑时阻力小，有利于扑翼机的起飞与飞行。
[0031]为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。【附图说明】
[0032]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0033]图1为本发明提供的扑翼机机翼的位置示意图；[〇〇34]图2为本发明提供的扑翼机机翼的轴测图；[〇〇35]图3为图2中K处的局部放大图；
[0036]图4为图2中I处的局部放大图；
[0037]图5为图2中P处的局部放大图；[〇〇38]图6为本发明提供的扑翼机机翼的扇面轴测图。[〇〇39]附图标记:
[0040]10-扑翼机；20-机翼本体；30-扇面；[〇〇41 ] 21-第一连杆组；22-第二连杆组；23-第三连杆组；[〇〇42]201-固定机构；202-滑动机构；203-支撑关节；[〇〇43]11-固定轴；204-连接杆；205-限位插；[0〇44] 301-环氧板扇框；302-木板；303-扇面支撑杆；
[0045]304-布。【具体实施方式】
[0046]下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0047]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、 “水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、 “第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0048]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0049]本实施例提供了一种扑翼机机翼，其中:图1为本发明提供的扑翼机机翼的位置示意图；图2为本发明提供的扑翼机机翼的轴测图；图3为图2中K处的局部放大图；图4为图2中 I处的局部放大图；图5为图2中P处的局部放大图；图6为本发明提供的扑翼机机翼的扇面轴测图。如图1?5所示，扑翼机机翼包括机翼本体20和扇面30，其中，机翼本体20沿自身长度方向部分插入扑翼机10,且铰接于扑翼机10的侧壁的固定轴11，使机翼本体20能够绕扑翼机10前进方向上的固定轴11摆动，扇面30设置在机翼本体20宽度方向上靠近扑翼机10尾部的一侧，且扇面30向扑翼机10尾部的方向延伸。
[0050]传统的机翼采用整体结构制造，直接固定于机身上，缺乏像鸟类翅膀一样可以相互联动的关节结构，柔性较差，且上扑时阻力较大，效率不高。本实施例机翼本体20部分插入扑翼机10,铰接于扑翼机10的侧壁固定轴11，可以绕扑翼机10前进方向上的固定轴11进行摆动，使整个机翼结构在摆动过程中具有较好的柔性，且扇面30随机翼一起摆动，为机翼提供推力与升力，使机翼在上扑时阻力小，有利于扑翼机10的起飞与飞行。[0051 ]在本实施例的可选方案中，如图1?5所示，进一步地，机翼本体20由第一连杆组 21、第二连杆组22、第三连杆组23互相嵌插而成，第一连杆组21由两个对称的第一连杆组成，第一连杆沿长度方向插入扑翼机10侧壁，位于扑翼机10内，两个第一连杆靠近扑翼机10 轴线的一端通过固定机构201合并固定，第二连杆组22由两个对称的第二连杆组成，第三连杆组23由两个对称的第三连杆组成，第二连杆向机翼本体20中心线弯折，第一连杆组21与第三连杆组23之间通过第二连杆组22连接，第三连杆组23位于扑翼机10外，第三连杆组23 长度方向远离扑翼机10的一端闭合。其中，机翼本体20还可以包括机翼骨架表面包裹的面板。本实施例中机翼本体20采用多个连杆组构成骨架结构，骨架呈闭合结构，扑翼机10内的第一连杆组21与扑翼机10外的第三连杆组23组成杠杆结构，形成相互固定的摆动关节，增加机翼本体20的柔性。此外，本实施例中固定机构201似锥状，顶端设有开孔，底面设有两个盲孔，连接固定第一连杆组21，将动力传递给相应零部件。
[0052]在本实施例的可选方案中，如图1?5所示，进一步地，扑翼机机翼还包括:滑动机构202,滑动机构202的中心轴插入固定机构201顶端开孔内，第一连杆组21、固定机构201、 滑动机构202形成Y型结构，滑动机构202采用精密销子形式，与固定机构201形成简单滑动机构，与扑翼机10内部轴线上的驱动机构配合，在驱动机构的带动下带动滑动机构202、固定机构201、第一连杆组21及整个机翼运动。其中，驱动机构可以为曲柄滑块机构，与滑动机构202配合使用，带动机翼本体20—定角度摆动，将直线运动变为摆动，本实施例插入扑翼机10内部的机翼本体20部分呈Y型结构，增加结构本身强度，滑动机构202在扑翼机10驱动机构带动下将动力传递至机翼本体20,从而带动整个机翼的运动。[〇〇53]在本实施例的可选方案中，如图1?5所示，进一步地，扑翼机机翼还包括:两个对称的支撑关节203,支撑关节203呈倒梯形状，上底面固定于第二连杆组22、第三连杆组23连接处下方。其中，支撑关节203采用倒梯形立交桥式结构，本实施例支撑关节203支撑并连接第二连杆组22与第三连杆组23,增加第二连杆组22与第三连杆组23受力点的强度，支撑关节203可以绕扑翼机固定轴11转动，形成扑翼扑动的转动关节。[〇〇54]在本实施例的可选方案中，如图1?5所示，进一步地，支撑关节203侧面设有通孔， 机翼本体20通过支撑关节203侧面通孔与扑翼机10侧壁的固定轴11铰接。本实施例机翼本体20与扑翼机10通过铰接的方式固定，实现了机翼的摆动。
[0055]在本实施例的可选方案中，如图1?5所示，进一步地，扑翼机机翼还包括:连接杆 204，连接杆204为多个，设置于对称的第三连杆之间，用于加固第三连杆组23的结构。本实施例连接杆204设置在扑翼机10外部的第三连杆组23之间，起到横肋作用，增加机翼本体20 张度及稳定性，保证机体外部机翼本体20动作的一致性和协调性。
[0056]在本实施例的可选方案中，如图1?5所示，进一步地，扑翼机机翼还包括:限位插 205，扇面30通过限位插205固定于第三连杆组23宽度方向一侧。其中，限位插205为一种连接件，中间设有通孔，用于设置贯穿第三连杆组23其中的一个第三连杆，限位插205—端连有扇面30,另一端为开口状，用于插到第三连杆组23另外一个第三连杆上，起到固定作用。 本实施例采用限位插205将扇面30嵌插到第三连杆组23上，这种方式方便扇面30的拆卸与固定，同时可以根据实际环境来增加扇面30的个数，扇面30的个数至多为5个。[〇〇57]在本实施例的可选方案中，进一步地，第一连杆、第二连杆、第三连杆均为空心杆， 第一连杆、第三连杆为碳纤维杆。[〇〇58] 碳纤维(carbon fiber，简称CF)，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。本实施例第三连杆使用碳纤维材料制成空心结构，不仅减轻了机翼骨架的质量，而且增加了机翼骨架的强度。
[0059]在本实施例的可选方案中，进一步地，支撑关节203采用矩形铝型材加工制作而成。
[0060]铝材由铝和其它合金元素制造的制品。通常是先加工成铸造品、锻造品以及箱、 板、带、管、棒、型材等后，再经冷弯、锯切、钻孔、拼装、上色等工序而制成。主要金属元素是铝，在加上一些合金元素，提高铝材的性能。本实施例支撑关节203主体采用铝型材加工制作，质量轻，可以承受大弯矩。[0061 ]在本实施例的可选方案中，如图6所示，进一步地，扇面30包括扇面骨架和布304， 扇面骨架由环氧板扇框301、木板302和扇面支撑杆303组成，布304粘贴于扇面骨架表面。
[0062]扇面30骨架外周框架采用环氧板制成，环氧板又称环氧玻璃纤维板，是一种分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物，环氧板在使用时不易收缩，具有优良的力学性能。环氧板扇框301之间的纵肋由扇面支撑杆303构成，扇面支撑杆303为碳纤维杆，并在扇面30骨架一端用木板302进一步固定，使整个扇面30不仅质量轻，而且结构稳固。扇面30骨架表面蒙皮后，形成完整扇面30，为机翼提供推力和升力，并随机翼一起摆动。[〇〇63]从上述内容可以看出，本发明具有以下优点:[〇〇64]整个机翼本体20结构在摆动过程中具有较好的强度和柔性，扇面30可以随机翼本体20—起摆动，提供推力与升力，机翼在上扑时阻力小，有利于扑翼机10的起飞与飞行。
[0065]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种扑翼机机翼，其特征在于，包括机翼本体和扇面；所述机翼本体沿自身长度方向部分插入扑翼机，且铰接于扑翼机侧壁的固定轴，使所 述机翼本体能够绕扑翼机前进方向上的固定轴摆动；所述扇面设置在所述机翼本体宽度方向上靠近扑翼机尾部的一侧，且所述扇面向扑翼 机尾部的方向延伸。2.根据权利要求1所述的扑翼机机翼，其特征在于，所述机翼本体由第一连杆组、第二 连杆组、第三连杆组互相嵌插而成，所述第一连杆组由两个对称的第一连杆组成，所述第一 连杆沿长度方向插入扑翼机侧壁，位于扑翼机内，两个所述第一连杆靠近扑翼机轴线的一 端通过固定机构合并固定；所述第二连杆组由两个对称的第二连杆组成，所述第三连杆组由两个对称的第三连杆 组成，所述第二连杆向所述机翼本体中心线弯折，所述第一连杆组与所述第三连杆组之间 通过所述第二连杆组连接，所述第三连杆组位于扑翼机外，所述第三连杆组长度方向远离 扑翼机的一端闭合。3.根据权利要求2所述的扑翼机机翼，其特征在于，还包括:滑动机构；所述滑动机构的中心轴插入所述固定机构开孔内，所述第一连杆组、所述固定机构、所 述滑动机构形成Y型结构，所述滑动机构与扑翼机内部轴线上的驱动机构配合，带动所述第 一连杆组运动。4.根据权利要求3所述的扑翼机机翼，其特征在于，还包括:两个对称的支撑关节；所述支撑关节呈倒梯形，上底面固定于所述第二连杆组、所述第三连杆组连接处下方。5.根据权利要求4所述的扑翼机机翼，其特征在于，所述支撑关节侧面设有通孔，所述 机翼本体通过所述支撑关节侧面通孔与扑翼机侧壁的固定轴铰接。6.根据权利要求5所述的扑翼机机翼，其特征在于，还包括:连接杆；所述连接杆为多个，设置于两个所述第三连杆之间，用于加固所述第三连杆组的结构。7.根据权利要求6所述的扑翼机机翼，其特征在于，还包括:限位插；所述扇面通过所述限位插固定于所述第三连杆组宽度方向一侧。8.根据权利要求2所述的扑翼机机翼，其特征在于，所述第一连杆、所述第二连杆、所述 第三连杆均为空心杆，所述第一连杆、所述第三连杆为碳纤维杆。9.根据权利要求4所述的扑翼机机翼，其特征在于，所述支撑关节采用铝型材加工制作 而成。10.根据权利要求1-9任一项所述的扑翼机机翼，其特征在于，所述扇面包括扇面骨架 和布，所述布粘贴于所述扇面骨架表面，所述扇面骨架由环氧板扇框、木板和扇面支撑杆组 成。
【文档编号】B64C33/02GK106005404SQ201610388411
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】周袭明
【申请人】周袭明