一种微型十字扑翼飞行器的制造方法

文档序号:56698阅读:322来源:国知局
专利名称:一种微型十字扑翼飞行器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种微型十字扑翼飞行器,包括机架(1)、空间连杆机构、驱动机构(19)、中央传动箱(21)、控制系统等,所述机架(1)包括十字形骨架,十字形骨架的末端设置有立柱,立柱顶部与空间连杆机构的顶端连接,空间连杆机构上设置有机翼(20);十字形骨架上方设置有驱动机构(19)、减速机构、中央传动箱(21)和控制系统。本实用新型采用了新型的十字对称布置的扑翼结构,该结构能增强飞行的稳定性和灵活的控制飞行姿态。实现俯仰横滚悬停的飞行方式,且翼尖轨迹为“O”型,能很好地模拟鸟类的飞行姿态,并具有急回特性。
【专利说明】
一种微型十字扑翼飞行器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种扑翼飞行器,尤其是涉及一种微型十字扑翼飞行器。
【背景技术】
[0002]微型扑翼飞行器具有体积小、重量轻、结构紧凑等特点,其无论是在军事侦查领域还是民用救灾、测绘等领域,它都有十分广阔的应用前景。
[0003]扑翼飞行器相对于固定翼或者旋转翼飞行器,在低雷诺数下,能够充分利用非定常空气动力特性获取更高的升力。单自由度的扑翼飞行器,其扑翼机构只有单对翅膀,具有升力较小、飞行方向单一的缺点。多自由度扑翼运动相比单自由度扑翼运动能够更好地模拟生物飞行,实现俯仰横滚等飞行方式。但是现有的多自由度扑翼飞行器结构复杂,驱动原件多,控制系统复杂,难以实现微型化。
[0004]微型扑翼飞行器其结构与昆虫和小型鸟类比较接近,在仿生学上昆虫与小型鸟类的翅膀运动有:上下扑动、沿飞行方向的前后运动(翼尖轨迹为O型、8字型、双8字型等)、沿翅根方向的扭转运动以及折翼运动等。现有的微型扑翼飞行器由于设计的不够合理,大多只能进行单一的上下扑动,不能很好地模拟鸟类飞行。

【发明内容】

[0005]本实用新型的目的是提供一种微型十字扑翼飞行器,以改善现有单自由度扑翼飞行器升力小、飞行方向单一;多自由度扑翼飞行器结构和控制系统复杂、驱动原件多、难以实现微型化;现有的微型扑翼飞行器设计不够合理,运动形式简单,不能很好地等模拟鸟类飞行等技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种微型十字扑翼飞行器,包括机架(I)、空间连杆机构、驱动机构(19)、中央传动箱(21)、控制系统,所述机架(I)包括十字型骨架,十字型骨架的末端对称设置有四个立柱,立柱顶部与空间连杆机构的顶端连接,空间连杆机构上设置有机翼(20);十字型骨架的第一分支上设置有与其垂直的长支架(2),十字型骨架的第三分支上设置有与其垂直的短支架(3),十字型骨架的第二分支、第四分支上均设置有与其垂直的驱动机构支架(4),驱动机构支架(4)顶部设置有驱动机构安装座(5),驱动机构安装座(5)上设置有驱动机构(19)和控制系统;
[0007]所述长支架(2)、短支架(3)、驱动机构支架(4)上均设置有支撑轴承(13),长支架
(2)、短支架(3)、驱动机构支架(4)的内侧设置有中央传动箱(21);各支撑轴承(13)位于同一高度,且相邻的支撑轴承(13)的端面互相垂直,支撑轴承(13)内穿置有转轴(12),转轴(12 )的内端与中央传动箱(21)连接,转轴(12 )的外端与空间连杆机构的底端连接;所述长支架(2)顶部也设置有支撑轴承(13);
[0008]所述驱动机构(19)的输出轴与长支架(2 )上的转轴(12 )之间设置有减速机构。
[0009]作为优选,所述空间连杆机构,包括球副(6),球副(6)—端设置有球副固定轴(7 ),球副固定轴(7 )与立柱顶部连接,球副(6 )另一端与拉杆(9 )的顶端铰接,拉杆(9 )的底端与摇杆(1 )的顶端铰接,摇杆(1 )的底端与曲柄(11)连接,曲柄(11)的另一端与转轴(12 )的外端连接,摇杆(10)顶端和底端的转动副空间相互垂直。
[0010]作为优选,所述减速机构,包括贯穿于长支架(2)顶部支撑轴承(13)的连接轴,连接轴一侧设置有一级减速大齿轮(17),连接轴另一侧设置有一级减速小齿轮(16),一级减速大齿轮(17)驱动机构(19)的输出轴上的主轴齿轮(18)啮合,一级减速小齿轮(16)与二级减速齿轮(15)啮合,二级减速齿轮(15)套设在长支架(2)上的转轴(12)上。
[0011 ]作为优选,所述中央传动箱(21)内设置有四个互相啮合的锥齿轮(14),锥齿轮
(14)与转轴(12)的内端连接。
[0012]作为优选,所述驱动机构(19)为外转子无刷电机。
[0013]作为优选,所述空间连杆机构的球副(6)上安装有球副套筒(8),球副套筒(8)上固定有机翼(20)。
[0014]本实用新型采用了独特的十字对称布置的扑翼结构,该结构能增强飞行的稳定性和更好的控制飞行姿态。实现俯仰横滚等飞行方式,且翼尖轨迹为O型,能很好地模拟鸟类的飞行姿态,并具有急回特性。驱动机构驱动转轴转动,转轴转动带动曲柄转动,曲柄的回转运动通过摇杆变换成往复运动,摇杆带动拉杆和球副套筒绕球副进行转动,能够同时实现机翼的上下、前后和扭转运动。该微型十字扑翼飞行器改善了现有扑翼飞行器结构复杂、功能简单,模拟效果差的不足,具有很好的实用性和推广价值。
【附图说明】
一种微型十字扑翼飞行器的制造方法附图
[0015]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,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的附图。
[0016]图1是本实用新型的结构不意图;
[0017]图2是机架、减速机构、驱动机构、空间连杆机构的结构示意图;
[0018]图3是空间连杆机构和减速机构的结构示意图;
[0019 ]图4是空间连杆机构、减速机构和中央传动箱的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
[0021]图1是本实用新型的结构示意图,图2是机架、减速机构、驱动机构、空间连杆机构的结构示意图,图3是空间连杆机构和减速机构的结构示意图,图4是空间连杆机构、减速机构和中央传动箱的结构示意图。
[0022]由图可知,该微型十字扑翼飞行器,包括机架(I)、空间连杆机构、驱动机构(19)、中央传动箱(21)、控制系统等。其机架(I)包括十字型骨架,十字型骨架的末端对称设置有四个立柱,立柱顶部与空间连杆机构的顶端C型支撑架连接,空间连杆机构上设置有机翼(20);十字型骨架的第一分支上设置有与其垂直的长支架(2),十字型骨架的第三分支上设置有与其垂直的短支架(3),十字型骨架的第二分支、第四分支上均设置有与其垂直的驱动机构支架(4),驱动机构支架(4)顶部设置有驱动机构安装座(5),驱动机构安装座(5)上设置有驱动机构(19)和控制系统;驱动机构(19)的输出轴与长支架(2)上的转轴(12)之间设置有减速机构。本实施例中的驱动机构(19 )采用的是外转子无刷电机。
[0023]在长支架(2)、短支架(3)、驱动机构支架(4)上均设置有支撑轴承(13),长支架(2 )、短支架(3 )、驱动机构支架(4)的内侧设置有中央传动箱(21),中央传动箱(21)内设置有四个互相啮合的锥齿轮(14)。各支撑轴承(13)位于同一高度,且相邻的支撑轴承(13)的端面互相垂直,支撑轴承(13)内穿置有转轴(12),转轴(12)的内端与中央传动箱(21)内的锥齿轮(14)连接,转轴(12)的外端与空间连杆机构的底端连接;所述长支架(2)顶部也设置有支撑轴承(13)。
[0024]上述空间连杆机构,包括球副(6),球副(6 )—端设置有球副固定轴(7 ),球副固定轴(7 )与立柱顶部连接,球副(6 )另一端与拉杆(9 )的顶端铰接,拉杆(9 )的底端与摇杆(1 )的顶端铰接,摇杆(10)的底端与曲柄(11)连接,曲柄(11)的另一端与转轴(12)的外端连接,摇杆(10)顶端和底端的转动副空间相互垂直。空间连杆机构的球副(6)上安装有球副套筒
(8),球副套筒(8)上固定有机翼(20)。
[0025]上述减速机构,包括贯穿于长支架(2)顶部支撑轴承(13)的连接轴,连接轴一侧设置有一级减速大齿轮(17),连接轴另一侧设置有一级减速小齿轮(16),一级减速大齿轮
(17)驱动机构(19)的输出轴上的主轴齿轮(18)啮合,一级减速小齿轮(16)与二级减速齿轮
(15)啮合,二级减速齿轮(15)套设在长支架(2)上的转轴(12)上。
[0026]该飞行器采用十字对称布置的扑翼结构,此结构能增强飞行的稳定性和更好的控制飞行姿态。实现俯仰横滚等飞行方式,且翼尖轨迹为O型,能很好地模拟鸟类的飞行姿态,并具有急回特性。驱动机构驱动转轴转动,转轴转动带动曲柄转动,曲柄的回转运动通过摇杆变换成往复运动,摇杆带动拉杆和球副套筒绕球副进行转动,能够同时实现机翼的上下、前后和扭转运动。
[0027]最后,应当指出,以上【具体实施方式】仅是本实用新型较有代表性的例子。显然,本实用新型不限于上述【具体实施方式】,还可以有许多变形。凡是依据本实用新型的技术实质对以上【具体实施方式】所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均应认为属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种微型十字扑翼飞行器,包括机架(I)、空间连杆机构、驱动机构(19)、中央传动箱(21)、控制系统,其特征是所述机架(I)包括十字形骨架,十字形骨架的末端对称设置有四个立柱,立柱顶部与空间连杆机构的顶端连接,空间连杆机构上设置有机翼(20);十字形骨架的第一分支上设置有与其垂直的长支架(2),十字形骨架的第三分支上设置有与其垂直的短支架(3),十字形骨架的第二分支、第四分支上均设置有与其垂直的驱动机构支架(4),驱动机构支架(4)顶部设置有驱动机构安装座(5),驱动机构安装座(5)上设置有驱动机构(19)和控制系统; 所述长支架(2)、短支架(3)、驱动机构支架(4)上均设置有支撑轴承(13),长支架(2)、短支架(3)、驱动机构支架(4)的内侧设置有中央传动箱(21);各支撑轴承(13)位于同一高度,且相邻的支撑轴承(13)的端面互相垂直,支撑轴承(13)内穿置有转轴(12),转轴(12)的内端与中央传动箱(21)连接,转轴(12 )的外端与空间连杆机构的底端连接;所述长支架(2 )顶部也设置有支撑轴承(13); 所述驱动机构(19 )的输出轴与长支架(2 )上的转轴(12 )之间设置有减速机构。2.根据权利要求1所述的微型十字扑翼飞行器,其特征是所述空间连杆机构,包括球副(6),球副(6)—端设置有球副固定轴(7),球副固定轴(7)与立柱顶部连接,球副(6)另一端与拉杆(9 )的顶端铰接,拉杆(9 )的底端与摇杆(1 )的顶端铰接,摇杆(1 )的底端与曲柄(11)连接,曲柄(11)的另一端与转轴(12)的外端连接,摇杆(10)顶端和底端的转动副空间相互垂直。3.根据权利要求1所述的微型十字扑翼飞行器,其特征是所述减速机构,包括贯穿于长支架(2)顶部支撑轴承(13)的连接轴,连接轴一侧设置有一级减速大齿轮(17),连接轴另一侧设置有一级减速小齿轮(16),一级减速大齿轮(17)驱动机构(19)的输出轴上的主轴齿轮(18)啮合,一级减速小齿轮(16)与二级减速齿轮(15)啮合,二级减速齿轮(15)套设在长支架(2)上的转轴(12)上。4.根据权利要求1所述的微型十字扑翼飞行器,其特征是所述中央传动箱(21)内设置有四个互相啮合的锥齿轮(14),锥齿轮(14)与转轴(12)的内端连接。5.根据权利要求1所述的微型十字扑翼飞行器,其特征是所述驱动机构(19)为外转子无刷电机。6.根据权利要求2所述的微型十字扑翼飞行器,其特征是所述空间连杆机构的球副(6)上安装有球副套筒(8),球副套筒(8)上固定有机翼(20)。
【文档编号】B64C33/02GK205707350SQ201620351495
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】曹金秋, 朱建阳, 金晓宏
【申请人】武汉科技大学
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