专利名称：新型扑翼飞行器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种仿照鸟类飞行方式的飞行器。
背景技术：
几百年来，人类一直在探索一种仿照鸟类飞行方式的飞行器，但至今尚没有实用型的扑翼机问世。究其原因，是因为人们总是搬套生物体的往复式扑翼运动。在吸取前人经验教训的基础上，我们设计一种旋转式扑翼飞行器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型扑翼飞行器。
为实现上述目的。本发明的新型扑翼飞行器由下列几部分构成(1)机身部分由乘务仓，动力仓，前后横梁(翼形梁)，起落架等组成；(2)扑翼部分由旋转十字架(或星型三角架)，扑翼片(3-4片)，调控器等组成；(3)动力部分由发动机，变速箱，传动件，油箱等组成；(4)操纵部分由升降操纵杆，转向操纵杆(脚蹬)，左右移动操纵杆。前后移动操纵杆等组成。其中，左右移动操纵杆和前后移动操纵杆可共用一杆。三轴(X轴，Y轴，Z轴)控制，分别采取独立的方法控制，避免互相影响。
(5)附属部分由副翼，水平尾桨，水平尾翼，垂直尾翼等组成。
图(1)为本发明的新型扑翼飞行器的整体结构示意图机身1，前横梁2，后横梁3，旋转十字架4，扑翼片5，法兰盘及调控器6，操纵杆7，发动机8，变速箱9，水平尾桨10，副翼11，水平尾翼12，垂直尾翼13。扑翼飞行器兼备固定翼飞机和直升机的优点，具有飞行机动灵活，油耗较省，结构较简单，操纵较容易。扑翼飞行器现在还有很大潜力。
图(2)为扑翼部分的结构示意图旋转十字架中轴1，动力传动齿轮2，十字架支臂3，扑翼片4，调控器5，调控器手臂6，调控齿轮链条(或传动轴)7，调控从动齿轮8。其结构为用一根空心铝管做十字架中轴。在十字架中轴的一边安装一片法兰盘和调控器5；在十字架中轴的另一边安装一片法兰盘和动力传动从动齿轮2。在两边的法兰盘上各安装4根支臂，相应支臂互相对齐。再把4个扑翼片分别安装在4个旋转十字架支臂的外端，在发动机的带动下，十字架进行旋转，称之为公转；扑翼片除跟随十字架公转外，自身也进行旋转，称之为自转。公转与自转的平均比率为2。在旋转过程中，使扑翼片在上升时，保持垂直状态；在下扑时，保持水平状态；在上下位置，保持一定迎角(0到+45度)，这样可使升力最大，负升力最小(可参看附件[扑翼机考察纪要])。与往复式扑翼比较，其运动惯量可循环利用，因而能耗较小，升力较平稳。而且，可通过调控器调节扑翼片的工作角度，控制左右运动。在定点升降时，扑翼部分可提供升力。在平飞时，扑翼部分可替代螺旋桨产生拉力。产生升力的理论公式为F＝∫Cy*0.5*ρ*V(⊥)2*Rdξ。
图(3)为一种翼片状态调控器示意图调控器箱1，旋转十字架中轴2，活动套筒3，大圆锥齿轮4(52齿)，小圆锥齿轮5(16齿)，传动轴6，小圆锥齿轮7(10齿)，扑翼片中轴8，大圆锥齿轮9(65齿)，扑翼片10，调控器手臂11。翼片状态调控器的作用类似汽车的方向盘。翼片状态调控器可控制扑翼片的工作状态。其结构为调控器箱1为一圆形盒，旋转十字架中轴2贯穿其中。活动套筒3套在旋转十字架中轴2上，可以灵活转动，活动套筒3里边与大圆锥齿轮4相固定，活动套筒3外边与调控器手臂11相固定。大圆锥齿轮4与小圆锥齿轮5相啮合。在实际工作中，大圆锥齿轮4不转动；小圆锥齿轮5绕着大圆锥齿轮4作行星运动。并通过传动轴6使小圆锥齿轮7同步转动。小圆锥齿轮7与固定在扑翼片中轴8上的大圆锥齿轮9相啮合，用以控制扑翼片的自转运动。并可通过调控器手臂11进行人工微调，以控制扑翼飞行器的左右移动。
图(4)为一种可调节上下翼片角度的翼片状态调控器示意图调控器箱1，旋转十字架中轴2，活动套筒3，中心椭圆齿轮4(35齿)，行星椭圆齿轮5(35齿)，主动齿轮6(21齿)，主动轴7，齿轮链条8，从动齿轮9(15齿)，扑翼片变速齿轮10(42齿)，扑翼片11，扑翼片中轴12，调控器手臂13。中央椭圆齿轮和4只行星椭圆齿轮相啮合。然后经主动齿轮6(行星椭圆齿轮5与主动齿轮6固定在主动轴7上)，齿轮链条8，从动齿轮9，扑翼片变速齿轮10以控制扑翼片的自转运动。中央椭圆齿轮4经套筒3和手臂13由人控制。其结构可参考图(3)说明。新增中心椭圆齿轮4和行星椭圆齿轮5的目的，是为了改变上下扑翼片的迎角。
图(5)为一种数码控制的翼片状态调控器示意图旋转十字架公转角监测电路1，扑翼片自转角监测电路2，数字处理电路3，伺服机电4，十字架公转角监测盒5，数字处理电路盒6，扑翼片自转角监测和伺服机电盒7，旋转十字架中轴8，十字架支臂9，扑翼片10。数码控制的翼片状态调控器可对不同的飞行状态采用不同的控制程序，便于实现自动控制。其结构为十字架公转角监测盒5，数字处理电路盒6安装在旋转十字架中轴8上；扑翼片自转角监测和伺服机电盒7安装在扑翼片10的中轴上。其原理为输入电路包括旋转十字架公转角监测电路1和扑翼片自转角监测电路2。数字处理电路3对输入信号进行运算，得出控制信号，输出控制信号给伺服机电4(含减速)。图(3)，图(4)，图(5)，是三种不同的翼片状态调控器，可选择合适的一种。
图(6)为一种可调节面积的扑翼片示意图旋转十字架中轴1，十字架支臂2，扑翼片变速齿轮3，固定的扑翼片4，伸缩的扑翼片5，拨轮6，手动(或电动)拨杆7。通过改变机身两侧的扑翼片的面积，以控制左右平衡和前后平衡。小型扑翼飞行器可替代水平尾桨。另外，可用布蒙在中字型框架上制作简易扑翼片。
图(7)为升降操纵和动力传动示意图发动机1，水平尾桨2，变速箱3，动力传动链条4，动力传动齿轮5，旋转十字架6，发动机油门控制杆7。通过加大油门，提高扑翼片和水平尾桨的转速，使扑翼飞行器上升，反之下降。其结构为发动机1一方面直接驱动水平尾桨2；另一方面通过变速箱3减速30-40倍，经动力传动链条4和动力传动齿轮5带动旋转十字架6公转。当油门加大，发动机转速提高，扑翼飞行器向上移动；反之，扑翼飞行器向下移动。
图(8)为转向操纵示意图脚蹬1，拨杆2，转向操纵杆3，直角翘板4，旋转十字架中心轴套5，旋转十字架6，传动连杆7，垂直尾翼8。垂直尾翼仅在前飞时起作用。在悬停时，可控制机身两侧旋转十字架的前后倾斜度不同来转向。其结构为脚蹬1经拨杆2和转向操纵杆3使左右直角翘板4偏转，旋转十字架中心轴套5安装在直角翘板4上，也随同上下运动，最后使机身两侧旋转十字架6前后倾斜度不同。
图(9)为左右移动操纵示意图左右移动操纵杆1，调控器手臂2，法兰盘及调控器3，旋转十字架4，传动连杆5，右副翼6，左副翼7。右副翼6和左副翼7仅在前飞时起作用。在悬停时，可通过翼片状态调控器控制机身两侧扑翼片的倾斜度来达到左右移动。操纵杆左移，扑翼飞行器向左移动，反之，向右移动。
图(10)为前后移动操纵示意图前后移动操纵杆1，拨杆2，滑动套圈3，变距杆4，水平尾桨5，水平尾翼6。水平尾翼仅在前飞时起俯仰作用，在悬停时，可控制水平尾桨的迎角来前后移动。操纵杆前推，水平尾桨的迎角加大，扑翼飞行器向前移动，反之，向后移动。小型扑翼飞行器可把扑翼部分安装在机身的万向滑板上，以实现前后平衡控制和左右平衡控制。替代前述左右移动操纵和前后移动操纵部分，使结构更为简化。
图(11)为扑翼飞行器前视图，及扑翼片工作流程图。
图(12)为万向滑板结构示意图。前后左右平衡控制杆1，扑翼部分下底板2，机身上顶板3，滑动方框4，扑翼部分下底板滑动轮5，机身上顶板滑动轮6。控制杆1前后移动时，扑翼部分下底板2与滑动方框4可作前后相对移动；控制杆1左右移动时，机身上顶板3与滑动方框4可作左右相对移动。其作用是调节升力与重力平衡。当人为破坏平衡时，扑翼飞行器即可作前后或左右移动。
具体实施例方式
实施例1把现有固定翼飞机改装为短距离起降扑翼飞行器。把固定翼飞机的机翼部份改换为扑翼部份，并与动力连接，调控器调整后固定。其操纵方法与原固定翼飞机相同。
实施例2可供飞机工厂和汽车工厂实施。生产供农业，旅游，航空体育等使用的扑翼飞行器。
权利要求
1，一种新型扑翼飞行器，其特征在于该新型扑翼飞行器由机身部分，扑翼部分，动力部分，操纵部分和附属部分等构成。
2，根据权利要求1所述的新型扑翼飞行器，其特征在于左右扑翼部分各由4个扑翼片组成，安装在一个旋转十字架外端(或由3个扑翼片组成，安装在一个星型三角架架外端)，并受翼片状态调控器所控制。旋转十字架进行公转，扑翼片进行自转，公转与自转的平均比率为2。
3，根据权利要求1所述的新型扑翼飞行器，其特征在于基本翼片状态调控器由一只中央大圆锥齿轮4(52齿)和4只小圆锥齿轮5(16齿)相啮合。然后经传动轴6，齿轮7(10齿)和大圆锥齿轮9(65齿)相啮合，以控制扑翼片的转动角度。中央大圆锥齿轮4经套筒3和手臂11由人控制。
4，根据权利要求1所述的新型扑翼飞行器，其特征在于可调角度翼片状态调控器由一只中央椭圆齿轮(35齿)和4只行星椭圆齿轮(35齿)相啮合。然后经主动齿轮6(21齿)，齿轮链条8，从动齿轮9(15齿)，扑翼片变速齿轮10(42齿)以控制扑翼片的转动角度。中央椭圆齿轮4经套筒3和手臂13由人控制。
5，根据权利要求1所述的新型扑翼飞行器，其特征在于由十字架公转角监测电路1，扑翼片自转角监测电路2，数字处理电路3，伺服机电4(含减速)组成数控式翼片状态调控器。
6，根据权利要求1所述的新型扑翼飞行器，其特征在于由固定扑翼片4，伸缩扑翼片5，拨轮6，拨杆7组成可调节面积的扑翼片。可用于调节左右平衡和前后平衡。
7，根据权利要求1所述的新型扑翼飞行器，其特征在于由发动机1，水平尾桨2，变速箱3，动力传动链条4，动力传动齿轮5，旋转十字架6，发动机油门控制杆7组成升降控制。
8，根据权利要求1所述的新型扑翼飞行器，其特征在于由脚蹬1，拨杆2，转向操纵杆3，直角翘板4，旋转十字架中心轴套5，旋转十字架6，传动连杆7，垂直尾翼8组成转向控制。
9，根据权利要求1所述的新型扑翼飞行器，其特征在于由左右移动操纵杆1，调控器手臂2，法兰盘及调控器3，旋转十字架4，传动连杆5，右副翼6，左副翼7组成左右移动控制。
10，根据权利要求1所述的新型扑翼飞行器，其特征在于由前后移动操纵杆1，拨杆2，滑动套圈3，变距杆4，水平尾桨5，水平尾翼6组成前后移动控制。小型扑翼飞行器可把扑翼部分安装在机身的万向滑板上，以实现左右移动控制和前后移动控制。
全文摘要
本发明涉及一种新型扑翼飞行器。该飞行器由机身，扑翼，动力系统，操纵系统和其他附属装置组成。
文档编号B64C33/00GK1629038SQ200410067039
公开日2005年6月22日 申请日期2004年10月2日 优先权日2004年10月2日
发明者高晓燕, 高永宁 申请人:高晓燕, 高永宁