纵列式多扑翼飞行装置及扑翼机的制作方法

文档序号:13850944阅读:457来源:国知局
纵列式多扑翼飞行装置及扑翼机的制作方法

本实用新型涉及飞行器技术领域,尤其是涉及一种纵列式多扑翼飞行装置及扑翼机。



背景技术:

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。但是,现有的扑翼机所采用的扑翼机机翼为其产生的推力较小,限制了扑翼机的飞行性能。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种一种纵列式多扑翼飞行装置及扑翼机,以解决现有技术中存在的所采用的扑翼机机翼产生的推力较小,限制了扑翼机的飞行性能的技术问题。

本实用新型提供了一种纵列式多扑翼飞行装置,包括飞机框架、扑翼驱动机构和多个扑动机翼组,多个扑动机翼机沿所述飞机框架的前端至所述飞机框架的后端的方向间隔布设;所述扑动机翼组包括两个对称布置的扑翼机机翼;所述扑翼驱动机构用于使所述扑翼机机翼进行扑动;所述扑翼机机翼包括扑翼扇面,所述扑翼扇面包括端部桁架、支撑杆和蒙皮,所述支撑杆的数量为多根,多根所述支撑杆固定于所述端部桁架上,且多根所述支撑杆用于支撑固定所述蒙皮。

本实用新型还提供了一种扑翼机,包括所述的纵列式多扑翼飞行装置。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:

本实用新型通过在扑翼机机翼的机翼本体上增加扑翼扇面后,能够适度增加扑翼机机翼的柔性;另外,通过将相邻的两根支撑杆上下错位布置后,便能够使蒙皮在垂直于支撑杆的轴线的截面的形状为呈拆线形,这样能够起到导流作用,并且在扑翼机机翼运动时,能够使气体的展向流动受到整流,将气流引向扑翼机机翼的后方,扑翼机机翼推往后方的气量变大,因此增加了扑翼机的推力,有利于增加扑翼机的飞行性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,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。

图1为本实用新型实施例一提供的飞机框架的结构示意图;

图2为图1的侧视图;

图3为图2的俯视图;

图4为本实用新型实施例一提供的飞机框架的立体结构示意图;

图5为图4中A处的局部放大图;

图6为本实用新型实施例一提供的扑翼扇面的结构示意图;

图7为本实用新型实施例一提供的扑翼扇面的主视图;

图8为本实用新型实施例一提供的扑翼扇面的俯视图;

图9为图8中B处的局部放大示意图;

图10为本实用新型实施例一中支撑杆的结构示意图;

图11为本实用新型实施例一中提供的扑翼机机翼的结构示意图;

图12为图11中K处的局部放大示意图;

图13为本实用新型实施例一提供的扑翼驱动机构在第一视角的结构示意图;

图14为图13中L处的局部放大示意图;

图15为本实用新型实施例一提供的扑翼驱动机构在第二视角的结构示意图;

图16为图15中C处的局部放大图;

图17为本实用新型实施例一提供的扑翼驱动机构在第三视角的结构示意图;

图18为图17中D处的局部放大图;

图19为本实用新型实施例二提供的扑翼机固定翼的结构示意图;

图20为本实用新型实施例二中扑翼机固定翼未安装固定翼蒙皮时的结构示意图;

图21为图20中E处的局部放大示意图;

图22为图20中F处的局部放大示意图;

图23为图20中G处的局部放大示意图;

图24为本实用新型实施例二中翼肋的结构示意图;

图25为本实用新型实施例二中翼肋的另一视角的示意图;

图26为本实用新型实施例二中提供的扑翼机的结构示意图。

图27为图26中H处的局部放大示意图;

图28为本实用新型实施例二提供的扑翼机尾翼的结构示意图;

图29为本实用新型实施例二提供的扑翼机尾翼的另一视角的示意图;

图30为本实用新型实施例二提供的扑翼机尾翼的又一视角的示意图;

图31为本实用新型实施例二中升降舵的结构示意图(未示出升降舵蒙皮);

图32为本实用新型实施例二中升降舵的另一视角的结构示意图;

图33为图32中I处的局部放大示意图;

图34为本实用新型实施例二中水平安定面的结构示意图(未示出安定面蒙皮);

图35为图34中J处的局部放大示意图;

图36为本实用新型实施例二中安定面翼肋的结构示意图;

图37为本实用新型实施例二中安定面翼肋的另一视角的示意图;

图38为本实用新型实施例二中扑翼机的轴测图;

图39为本实用新型实施例二中扑翼机主视图;

图40为本实用新型实施例二中扑翼机俯视图;

图41为本实用新型实施例一中扑翼动力装置与多个扑翼驱动机构相连接的结构示意图;

图42为本实用新型实施例一中纵列式多扑翼飞行装置的结构示意图。

图中:100-扑翼动力装置;110-底部支撑架;120-顶部支撑架;130-侧支撑架;131-第一侧支撑架;132-第二侧支撑架;133-第三侧支撑架;140-肋支撑架;200-支座;201-机头框架;202-机头固定杆;203-机头支撑杆;204-机尾框架;205-机尾连接架;206-机翼框架;207-吹风装置;208-风机支撑杆;210-固定座;220-支撑座;300-第一传动机构;301-端部桁架;302-支撑杆;303-蒙皮;304-肋条;305-第一桁条;306-第二桁条;307-第三桁条;308-第四桁条;309-第五桁条;310-主动轮;320-从动轮;330-传动件;400-第二传动机构;401-固定翼蒙皮;402-翼梁;403-翼肋;404-上缘条;405-下缘条;406-斜支柱;407-前缘支撑构件;408-前缘弧形端;409-稳定卡槽;410-连杆部;411-第一传动连杆;412-第二传动连杆;415-后缘支撑构件;416-长桁;420-连接部;421-滑动块;422-连接块;500-扑翼机机翼;501-机翼本体;510-机翼连接架;520-第一机翼分框架;530-第二机翼分框架;600-限位部;601-水平安定面;602-垂直尾翼;603-升降舵;604-安定面翼梁;605-安定面翼肋;606-安定面长桁;607-安定面上缘条;608-安定面下缘条;609-斜向支柱;610-限位槽;611-升降舵翼梁;612-升降舵翼肋;613-驱动电机;614-第一连杆;615-第二连杆;616-尾翼框架;617-水平尾翼;618-直支柱;619-安定面中间缘条;620-风机固定壳;630-风机装置;700-飞机框架;701-机身框架;702-联轴;703-铰链轴;704-扑翼机机翼、705-扑翼机固定翼、706-扑翼机尾翼;707-第1扑动机翼组;709-第3扑动机翼组。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。在本实用新型的描述中,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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。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。在本实用新型的描述中,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实用新型中的具体含义。

实施例一

参见图41至图42所示,本实用新型实施例提供了一种纵列式多扑翼飞行装置,包括飞机框架、扑翼驱动机构和多个扑动机翼组;多个扑动机翼组沿飞机框架的前端至飞机框架的后端的方向间隔布设;扑动机翼组包括两个对称布置的扑翼机机翼704,也就是说,每个扑动机翼组中的两个扑翼机机翼704关于飞机框架的长度方向的轴线对称。相邻两个扑动机翼组之间的间距相等。

请参照图1和图2所示;本实施例中,飞机框架包括机身框架701、机头框架201、机尾框架204、机尾连接架205、机翼框架206和吹风装置207;所述机头框架201与机身框架701的前部连接;机头框架201用以支撑机头;所述机尾连接架205与所述机身框架701的尾部连接;机尾框架204与机尾连接架205相连接,机尾框架204用以支撑扑翼机尾翼;位于机身框架701的两侧分别连接有机翼框架206,机翼框架206用以安装扑翼机机翼;吹风装置207设置在所述机头框架201上,吹风装置207能够提供朝向机头框架201下方的气流推动力。扑翼机固定翼安装于机身框架的顶部,且扑翼机固定翼靠近机身框架的前部;扑翼驱动机构用于使扑翼机机翼进行扑动。

本实用新型提供的飞机框架,分为机身框架701、机头框架201、机尾框架204和机翼框架206;其中,各个框架可以单独进行加工,运输和装配,由于各个组成部分可以单独加工装配,使得扑翼机整体的组装较为简单和方便。

同时,在机头框架201上设置吹风装置207,吹风装置207能够提供朝向机头框架201下方的气流推动力。在飞机降落时,吹风装置200开始运转,使扑翼机的机头方向前倾,使机身框架的靠近机尾的部分先落地,进而由机尾方向至机头方向逐渐与地面接触,保障扑翼机落地的平稳性和安全性。另外,在扑翼机飞行时,由于吹风装置207能够提供朝向机头框架201下方的气流推动力,因此,可以起到提供辅助升力的作用。

请参照图5所示,作为本实用新型的一个优选实施方案,所述吹风装置207包括风机支撑杆208、风机固定壳620和风机装置630,风机支撑杆208与机头框架201连接,所述风机支撑杆208两端部分别连接所述风机固定壳620,所述风机装置630安装在所述风机固定壳620内,所述风机装置630能够提供朝向机头框架201下方气流推动力,以保障所述扑翼机降落时,所述机身框架的靠近机尾的位置先落地。

作为本实用新型的一个优选实施方案,所述风机固定壳620的两端部分别设置有用于容纳风机装置630的凹形口。具体应用时,风机固定壳620与风机支撑架610采用可拆卸连接方式,具有便于更换的特点,风机固定壳620的两端的凹形口可以各安装一个风机装置630,起到提升气流推动力的作用。

作为本实用新型的一个优选实施方案,所述风机装置采用电动涵道风扇。涵道风扇较同样直径的孤立风扇能够产生更大的升力,且风扇环括在涵道内,既可阻挡风扇气动声向外传播,又结构紧凑、安全性高。

请参照图1-图4所示,作为本实用新型的一个优选实施方案,所述机身框架701包括底部支撑架110、顶部支撑架120和侧支撑架130,顶部支撑架120位于底部支撑架110上方,侧支撑架130设置两个,顶部支撑架120和底部支撑架110两侧分别布置一个侧支撑架130,且所述侧支撑架130分别与顶部支撑架120和底部支撑架110相连接。

作为本实用新型的一个优选实施方案,所述底部支撑架110包括两根平行设置的分支架,同样地,顶部支撑架120也包括两根平行设置的分支架,并且,组成底部支撑架110的两根分支架和组成顶部支撑架120的两根分支撑架之间相平行设置。

请参照图2-图4所示,作为本实用新型的一个优选实施方案,所述侧支撑架130呈三角形结构,三角形结构具有结构稳固的特点,能够提供稳定的支撑。具体实施时,侧支撑架130设置两个,分别位于底部支撑架110和顶部支撑架120的两侧。该侧支撑架130包括第一侧支撑架131、第二侧支撑架132和第三侧支撑架133,其中,第一侧支撑架131位于远离所述底部支撑架110和顶部支撑架120的位置,第二侧支撑架132一端与第一侧支撑架131连接,第二侧支撑架132另一端与顶部支撑架120中的分支架相连接。第三侧支撑架133与第一侧支撑架131连接,第三侧支撑架133另一端与底部支撑架110中的分支架相连接。第一侧支撑架131、第二侧支撑架132和第三侧支撑架133能够形成三角支撑,使结构更稳固。

另外,本实施例中,第二侧支撑架132和第三侧支撑架133均设置有多个,多个第二侧支撑架132和第三侧支撑架133沿着机身长度方向延伸,并且等间隔设置,进而在机身长度方向提供均匀支撑力。

作为本实用新型的一个优选实施方案,两个顶部支撑架120的分支架间距小于两个底部支撑架110的分支架间距。此外,还包括肋支撑架140,多根肋支撑架140设置在顶部支撑架120和底部支撑架110之间,由于两个顶部支撑架120的间距小于两个底部支撑架110的间距,所述肋支撑架140、顶部支撑架120和底部支撑架110能够形成三角形结构,增强墙布支撑架和底部支撑架110的支撑强度。同时,多根肋支撑架140也设置在两个底部连接架的分支架之间,以及两个顶部连接架的分支架之间;同样起到增加两个底部连接架以及两个顶部连接架连接强度的作用。本实施例中,考虑到两个顶部支撑架120的分支架之间的间距较小,也可以采用一些扣件或锁紧件等装置来增加两个顶部支撑架120的分支架之间的强度。

多个肋支撑架140沿着顶部支撑架120和底部支撑架110的长度方向(即机身长度方向)均匀设置,进而对顶部支撑架120和底部支撑架110提供均匀的支撑强度。

作为本实用新型的一个优选实施方案,所述机头框架201包括呈锥形结构,其具有尖端部和连接部,所述连接部与所述机身框架701相连接。机头框架201设置为锥形结构,更利用导流,在飞行过程中减小空气阻力。

更具体地,该机头框架201包括机头固定杆202,机头固定杆202的数量优选设置5根,5根机头固定杆202的一端连接在一起,5根机头固定杆202的另一端各自展开,与各自相对应的顶部支撑架120的分支架、底部支撑架110的分支架以及侧支撑架130相连接,进而呈锥形结构。

此外,为了增加各个机头固定杆202的支撑强度,该机头框架201还包括多根机头支撑杆203,多根机头支撑杆203设置在各个机头固定杆之间,增加机头固定杆202的支撑强度。

作为本实用新型的一个优选实施方案,机翼框架206设置两个,所述机翼框架206呈三角形结构,所述机翼框架206分别连接位于所述机身框架701中同一侧的侧支撑架130和顶部支撑架120。三角形结构具有结构稳固的特点,能够提供稳定的支撑。

作为本实用新型的一个优选实施方案,所述机翼框架206包括机翼连接架510以及第一机翼分框架520和第二机翼分框架530,第一机翼分框架520和第二机翼分框架530分别设置多个,并且,多个第一机翼分框架520和第二机翼分框架530采用间隔设置。

机翼连接架510位于底部支撑架110和顶部支撑架120的侧面,机翼连接架510与底部支撑架110和顶部支撑架120相平行,且,机翼连接架510的高度高于顶部支撑架120的高度。其中,所述第一机翼分框架520两端分别连接机翼连接架510和侧支撑架130,具体是连接机翼连接架510以及侧支撑架130中的第一侧支撑架131。所述第二机翼分框架530两端分别连接所述机翼连接架510和顶部支撑架120。具体是连接机翼连接架510以及顶部支撑架120中的分支架。安装完成后,机翼连接架510以及第一机翼分框架520和第二机翼分框架530形成三角形支撑结构,该结构稳定性强,能够为固定翼提供稳定的支撑。

另外,本实施例中,多个第一机翼分框架520和第二机翼分框架530沿着机身长度方向延伸,并且等间隔设置,进而在机身长度方向提供均匀支撑力。

作为本实用新型的一个优选实施方案,机尾连接架205设置两根,分别与所述机身框架701的尾部连接;具体是两根机尾连接架205分别与底部支撑架110中的两根分支架相连接,机尾框架204设置两个,分别与两个机尾连接架205相连接,机尾框架204用以支撑扑翼机尾翼。

本实用新型提供的扑翼飞行框架中,其中,将整体拆分为机身框架701、机头框架201、机尾框架204、机尾连接架205和机翼框架206几部分,各部分可以单独生产组装,最后再运到总装车间进行整体组装,各个框架和连接架之间可以采用焊接方式连接,也可以一些连接件进行可拆卸连接,其中,各个框架可以单独进行加工,运输和装配,由于各个组成部分可以单独加工装配,使得扑翼机整体的组装较为简单和方便。

另外,机身框架701采用底部支撑架110、顶部支撑架120和侧支撑架130相连接而成;

机头框架201采用机头固定杆202以及机头支撑杆203相连接而成;

机翼框架206采用机翼连接架510、第一机翼分框架520和第二机翼分框架530相连接而成;

相比于现有技术中机身结构较为复杂、重量大的问题,本实用新型中这几部分采用的结构简单,支撑强度高,重量轻,进而减小了扑翼机的重量。

该实施例中,扑翼机机翼包括机翼本体501和扑翼扇面。参见图6至图12所示,扑翼扇面包括端部桁架301、支撑杆302和蒙皮303,支撑杆302的数量为多根,多根支撑杆302固定于端部桁架301上,且多根支撑杆302用于支撑固定蒙皮303;多根支撑杆302沿端部桁架301的长度方向平行间隔分布,且在端部桁架301的高度方向上,相邻两根支撑杆302上下错位布置。具体而言,沿端部桁架301的长度方向上,多根支撑杆302等间距设置,也就是说,相邻两个支撑杆302之间的距离相等;多根支撑杆302的轴线方向相平行。端部桁架301的长度方向与扑翼机翼的机翼本体501的展向平行。端部桁架301的宽度方向与扑翼机翼的机翼本体501的弦向平行。

该实用新型实施例提供的扑翼扇面,在使用时,通过扑翼机机翼的机翼本体501上增加扑翼扇面后,能够适度增加扑翼机机翼的柔性;另外,通过将相邻的两根支撑杆302上下错位布置后,便能够使蒙皮303在垂直于支撑杆302的轴线的截面的形状为呈拆线形,这样能够起到导流作用,并且在扑翼机机翼运动时,能够使气体的展向流动受到整流,将气流引向扑翼机机翼的后方,扑翼机机翼推往后方的气量变大,因此增加了扑翼机的推力,有利于增加扑翼机的飞行性能。

该实施例可选的方案中,支撑杆302的数量为3~6根。具体而言,该实施例中,支撑杆302的数量为5根。需要说明的是,该实施例中支撑杆302的数量不仅局限于以上所述的数量,也可以根据实际工况确定具体数量,例如7根。

该实施例可选的方案中,连续相邻的三根支撑杆302的轴线在参考平面上的投影形成三个点,三个点沿端部桁架301的长度方向顺次连线形成的折弯角不小于136°,且折弯角小于180°,参考平面垂直于支撑杆302的轴线。蒙皮303依次绕过多根支撑杆302,用于使蒙皮303能够展开,且形成折弯角。具体而言,蒙皮303在参考平面上的截面的投影呈拆线形,折线形中两邻根线之间的所形成的角C即为折弯角。三个点连接形成的封闭图形为等腰三角形。需要说明的是,由于图8中,蒙皮是向下倾斜的,因此图3中,支撑杆的上方具有两条线。

在扑翼机机翼扑动过程中,扑翼机机翼存在柔性变形,扑翼机机翼柔性变形产生推力的同时也产生阻力,随着折弯角的减小,扑翼机机翼的面积增大,导致翼型的型阻增大。当扑翼折弯角等于156°时,扑翼折弯角的增加的导流作用造成的推力增量大于翼型的型阻的增量,且此时,扑翼推力最大。

该实施例可选的方案中,支撑杆302插装于端部桁架301上。具体而言,支撑杆302通过插装的方式安装于端部桁架301上,并有采用胶粘的方式,实现支撑杆302与端部桁架301固定连接,这样有利于减轻扑翼扇面的重量。

该实施例可选的方案中,端部桁架301包括轮廓框架及设置于轮廓框架的内部的多根肋条304。具体而言,轮廓框架为凸五边形框架结构,多根肋条304与凸五边形框架结构固定连接,通过多根肋条304实现凸五边形框架结构的稳定性。凸五边形框架结构包括依次连接的第一桁条305、第二桁条306、第三桁条307、第四桁条308和第五桁条309。第二桁条306和第五桁条309分别固定于第一桁条305的两端,且第二桁条306的长度方向和第五桁条309的长度方向均垂直于第一桁条305的长度方向;第三桁条307的一端与第二桁条306的固定连接,第三桁条307的另一端与第四桁条308的一端固定连接,第四桁条308的另一端与第五桁条309固定连接。第二桁条306和第五桁条309的长度相等;第三桁条307和第四桁条308的长度相等。第一桁条305的长度大于第三桁条307的长度,第三桁条307的长度大于第五桁条309的长度。

该实施例可选的方案中,凸五边形框架结构采用木材制成。需要说明的是,该实施例中,凸五边形框架结构不仅局限于由木材制成,也可以采用其它类型的材质,用于减轻凸五边形框架结构的重量,对于其它的轻型材质该实施例不再一一阐述。

该实施例可选的方案中,蒙皮303为尼龙布。通过采用尼龙布,一方面用于防水,另一方面有利于减轻扑翼扇面的重量。

该实施例可选的方案中,支撑杆302为锥形管。通过采用锥形管进一步有利于减轻扑翼扇面的重量。需要说明的是,锥形管为现有技术不再具体阐述。

具体而言,锥形管为碳纤维锥形管;也就是说锥形管的材质为碳纤维,锥形管为空心管。碳纤维锥形管具有密度小、重量轻、强度高、寿命长的特性,从而有利于延长扑翼扇面的使用寿命。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。

需要说明的是,该实施例中,锥形管不仅局限于碳纤维锥形管,也可以采用其它类型的锥形管,对于其它类型的锥形管该实施例不再一一阐述。

该实施例可选的方案中,蒙皮303的前端挨着端部桁架301的第一桁条305。蒙皮303的后端由多个内凹的弧形拼接而成。

该实施例中,每个扑翼机机翼上的扑翼扇面的数量为多个,多个扑翼扇面沿机翼本体501展向等间距分布,且多个扑翼扇面靠近机翼本体501的翼梢,而远离机翼本体501的翼根。扑翼扇面与机翼后缘的固定连接。整个机翼本体结构在摆动过程中,扑翼扇面可以随机翼本体一起摆动,提供推力与升力,扑翼机机翼在上扑时阻力小,有利于扑翼机的起飞与飞行。

请参照图13和图14所示;纵列式多扑翼飞行装置还包括扑翼动力装置100;扑翼驱动机构包括支座200、第一传动机构300和第二传动机构400;

所述第一传动机构300安装在支座200上,第一传动机构300与扑翼动力装置100相连接,第一传动机构300通过扑翼动力装置100进行驱动。

所述第二传动机构400具有连杆部410和连接部420,所述连杆部410的一端与第一传动机构300通过轴连接,所述连杆部410的另一端与连接部420活动连接,连接部420滑动安装在支座200上。扑翼动力装置100驱动第一传动机构300运转,第一传动机构300通过第二传动机构400中的连杆部410驱动所述连接部420沿支座200高度方向往复移动;

所述连接部420的两端分别连接有对称布置的扑翼机机翼500,所述连接部420沿支座200高度方向往复移动,进而带动两个所述扑翼机机翼500进行扑动,以产生足够的升力,进而保障飞行器稳定飞行。扑翼机的扑翼动力装置由电池来供电;电池安装于机身框架上。

如图17所示,作为本实用新型的一个优选实施方案,所述第一传动机构300包括主动轮310、从动轮320和传动件330,所述传动件330用于连接主动轮310和从动轮320,并且,所述主动轮310和从动轮320分别与支座200的活动连接。需要说明的使,这里活动连接指的是,主动轮310通过轴与支座200之间相连接,从动轮320同样通过轴与支座200之间相连接,以使主动轮310和从动轮320分别可以绕相对应的轴进行转动。具体实施时,主动轮310通过扑翼动力装置100进行驱动,主动轮310与从动轮320通过传动件330相连接,因此,主动轮310可以通过传动件330带动从动轮320同步进行转动。

上述的扑翼动力装置100优选采用电动机。电动机安装在支座200上,电动机通过轴驱动主动轮310进行转动。

作为本实用新型的一个优选实施方案,主动轮310和从动轮320在布置时,主动轮310设置在支座200上方,从动轮320设置在支座200下方,并且主动轮310的位置位于从动轮320正上方,以保障传动的稳定性。

作为本实用新型的一个优选实施方案,所述传动件330采用链条或皮带。本实施例中采用链条对主动轮310和从动轮320进行传动,该传动件330采用链条传动的优点在于,不会产生打滑的状况,进而保障了传动的稳定性能。

作为本实用新型的一个优选实施方案,所述支座200包括固定座210和支撑座220,支撑座220竖直设置在固定座210上,所述固定座210用以与从动轮320通过轴转动连接,支撑座220用于与所述主动轮310通过轴活动连接,同时,支撑座220还用于与连接部420滑动连接,以使连接部420沿着支撑座220高度方向上下滑动,上述的固定座210和支撑座220主要起到支撑作用以及对连接部420的连接作用。

如图14所示,作为本实用新型的一个优选实施方案,所述连杆部410包括第一传动连杆411和第二传动连杆412,第一传动连杆411用于与从动轮320通过轴活动连接,第二传动连杆412的一端与第一传动连杆411通过轴活动连接,第二传动连杆412的另一端与所述连接部420活动连接。

第一传动机构300中的从动轮320转动时,通过轴带动第一传动连杆411转动,第一传动连杆411通过轴带动第二传动连杆412移动,由于连接部420与支座200中的支撑座220滑动连接,因此第二传动连杆412能够带动连接部420在支撑座220的高度方向进行往复移动。

作为本实用新型的一个优选实施方案,所述连接部420包括滑动块421和连接块422,所述滑动块421与支座200中的支撑座220滑动连接,连接块422固定在滑动块421上,所述连接块422用以连接第二传动连杆412和扑翼机机翼500。第二传动连杆412能够带动连接块422和滑动块421在支撑座220的高度方向进行往复移动。由于两个扑翼机机翼500分别与连接块422相连,在滑动块421往复运动的同时,能够带动两个扑翼机机翼500同步进行扑动动作,为两个扑翼机机翼500的运动一致性提供保障,进而对扑翼机提供足够的升力,保障扑翼机飞行的稳定性。

作为本实用新型的一个优选实施方案,所述滑动块421靠近支座200的端部与支座200中的支撑座220通过卡槽配合滑轨方式连接。具体实施时,可以在滑动块421靠近支座200的端部设置卡槽,在支撑座220上设置滑轨,卡槽与滑轨能够配合连接,其中,滑轨沿着支撑座220高度方向延伸,以保障滑动块421能够沿着支撑座220高度方向往复运动。当然,也可以采用相反的布置方式,即,在滑动块421靠近支座200的端部设置滑轨,在支撑座220上设置卡槽,其中,卡槽沿着支撑座220高度方向延伸,以保障滑动块421能够沿着支撑座220高度方向往复运动。

这里需要说明的是,所述滑动块421靠近支座200的端部与支座200中的支撑座220还可以通过其他常用的方式连接。例如,可以在滑动块421上设置导向孔,在支座200上设置导向轴,导向轴竖直布置固定座210上,滑动块421通过导向孔能够套接在导向轴上,上述连接结构同样可以达到使滑动块421沿竖直方向(即支撑座220高度方向)进行往复移动。

如图17和图18所示,作为本实用新型的一个优选实施方案,本实施例中提供的扑翼驱动机构中,还包括限位部600,所述限位部600设置在支座200上,限位部600用于对传动件330限位。

具体实施时,限位部600设置两个,两个限位部600分别布置在支座200中的支撑座220的两侧,两个限位部600可以对传动件330的两侧分别进行限位,使传动件330按照要求的轨道运行,保障传动件330不会产生偏离运行轨道的状况,保障传动的安全性。同时,限位部600采用螺栓连接方式与支撑座220相连接,可以在支撑座220上布置多个用于穿装螺栓的孔,这样,通过改变限位部600在支撑座220的上的安装位置,进而达到对传动件330涨紧力进行调整。

作为本实用新型的一个优选实施方案,所述限位部600具有一限位槽610,所述限位槽610用于容纳所述传动件330。具体实施时,限位槽610的宽度与传动件330的宽度相适配,目的是利用限位槽610对传动件330(特别是链条)的运动轨迹进行限位,减小因外部干涉或传动件330自身原因产生变形,对传动造成影响,不能保障扑翼机机翼500进行稳定的运动。

该纵列式多扑翼飞行装置包括至少一个上述的扑翼驱动机构。由于扑翼驱动机构在上面已经做出了详细的说明,因此,这里不再赘述。

当采用多个扑翼驱动机构时,多个扑翼驱动机构由机头至机尾的方向依次间隔布置,各个扑翼驱动机构中,只保留其中一个扑翼驱动机构中扑翼动力装置100即可,优选保留位于机头端或者机尾端的一个扑翼驱动机构中的扑翼动力装置100,并且,各个扑翼驱动机构中的主动轮310之间通过轴连接,保障各个主动轮310能够同步进行转动;同样地,各个从动轮320之间也通过轴连接,保障各个从动轮320之间能够同步进行转动,由于从动轮320与第二传动机构400连接,通过各个第二传动机构400带动各个扑翼机机翼500进行同步扑动,保障扑动一致性,为扑翼机提供稳定升力,保障扑翼机稳定飞行。

该实施例中,扑动机翼组的数量为3个,也就是说,扑翼机机翼的数量为6个。从飞机框架的前端至飞机框架的后端方向,3个扑动机翼组依次为第1扑动机翼组707、第2扑动机翼组和第3扑动机翼组709。

3个扑动机翼组扑动的方式可以为第1扑动机翼组向下扑动,同时第2扑动机翼组向上扑动,而第3扑动机翼组向下扑动。采用这种扑动方式时,3个3个扑动机翼组产生的推力较大。

参见图41所示,该实施例中,扑翼驱动机构的数量为3个,3个扑动机翼组与3个扑翼驱动机构一一对应,也就是说,1个扑翼驱动机构驱动1个扑动机翼组的两个扑翼机机机翼同步扑动。3个扑翼驱动机构由同一个扑翼动力装置来驱动。扑翼动力装置通过联轴702同时驱动3个扑翼驱动机构的主动轮转动。机翼本体501与机翼框架铰接,当扑翼驱动机构使机翼本体扑动时,扑翼本体能绕与铰链轴703转动。

需要说明的是,为了实现3个扑动机翼组的不同扑动情况(即3个扑动机翼组的扑动方式),可以使每个扑动机翼组对应的扑翼驱动机构中的滑动块421在支撑座220的高度方向的初始位置不同。

该实施例提供的纵列式扑翼飞行装置,通过设置多个扑动机翼组可以解决波状飞行问题,使飞行过程更加平稳,解决阵风阻尼问题,抗侧风能力强。

实施例二

本实用新型实施例二提供了一种扑翼机,包括实施例一提供的纵列多扑翼飞行装置;该扑翼机还包括扑翼机固定翼705和扑翼机尾翼706。

参见图19至图25所示,该实施例中,扑翼机固定翼包括固定翼蒙皮401、翼梁402和翼肋403;翼梁402的数量为多根,且多根翼梁402平行间隔设置;翼肋403的数量为多个,且多个翼肋403平行间隔设置;翼梁402穿过翼肋403,且翼梁402与翼肋403固定连接;翼梁402为空心管,沿翼弦方向,由固定翼前缘至固定翼后缘,多根翼梁402的管径逐渐减小,也就是说,多根翼梁402的管径不相同,且位于扑翼机固定翼的前缘的翼梁402的管径最大,而位于扑翼机固定翼的前缘的翼梁402的管径最小。需要说明的是,管径指的是管外径。具体而言,固定翼蒙皮由翼梁和翼肋共同支撑,并且固定翼蒙皮分别与翼梁和翼肋固定连接;多根翼梁402沿扑翼机固定翼的弦向平行间隔布置,也就是说,翼梁402的长度方向与扑翼机固定翼的展向平行;多个翼肋403沿扑翼机固定翼的展向平行间隔设置,也就是说,翼肋403的长度方向与扑翼机固定翼的弦向平行。该实施例中,翼梁的数量为3根。

本实用新型提供的扑翼机固定翼,通过对固定翼的结构进行重新布置简化,采用空心管来作为翼梁402以减轻重量,在固定翼的翼弦方向上,多根翼梁402的管径逐渐减小,以优化固定翼的多根翼梁402的分布情况,并且能够较好地利用机翼结构高度来减轻重量,还保证了承受机翼的弯矩和剪力的性能,从而使得固定翼有利于扑翼机的起飞和着陆性的飞行性能的提高。

该实施例可选的方案中,翼肋403包括上缘条404、下缘条405及支柱结构;上缘条404位于下缘条405的上方,且上缘条404与下缘条405固定连接,支柱结构安装于上缘条404与下缘条405之间。具体而言,扑翼机固定翼的翼型为平凸翼型;也就是说,上缘条404呈弧形,而下缘条405呈直线形;上缘条404的一端与下缘条405的一端固定连接,上缘条404的另一端与下缘条的另一端固定连接。支柱结构位于上缘条404与上缘条404之间形成的空间中。

该实施例可选的方案中,上缘条404与下缘条405为一体结构。具体而言,上缘条404与下缘条405采用一体成型的工艺制成,这样有利于提高翼肋403的稳固性。

该实施例可选的方案中,支柱结构包括多根斜支柱406,斜支柱406与扑翼机固定翼的翼弦方向呈夹角设置,且斜支柱406的一端与上缘条404固定连接,斜支柱406的另一端与下缘条405固定连接。具体而言,多根斜支柱406呈拆线形分布,这样有利于对上缘条404和下缘条405的支撑作用,增强了翼肋403的稳固性。

该实施例可选的方案中,扑翼机固定翼还包括前缘支撑构件407,用于支撑固定翼蒙皮401;前缘支撑构件407安装于位于固定翼前缘的翼梁402上,也就说是,前缘支撑构件407固定于扑翼机固定翼的前缘的管径最大的翼梁402上。具体而言,前缘支撑构件407的数量为多个,多个前缘支撑构件407沿翼梁402的长度方向均匀间隔设置。前缘支撑构件407的具有前缘弧形端408,该前缘弧形端408与扑翼机固定翼的前缘的形状相同。

该实施例可选的方案中,前缘支撑构件407的顶部及上缘条404上还均具有稳定卡槽409;扑翼机固定翼还包括前缘稳定梁;前缘稳定梁卡合于稳定卡槽409中,将前缘支撑构件407和上缘条404连接起来,以保证前缘支撑构件407的稳固性。

该实施例可选的方案中,扑翼机固定翼还包括后缘支撑构件415,用于支撑固定翼蒙皮401;后缘支撑构件415安装于位于固定翼后缘的翼梁402上,也就说是,后缘支撑构件415固定于扑翼机固定翼的后缘的管径最小的翼梁402上。具体而言,后缘支撑构件415的数量为多个,多个后缘支撑构件415沿翼梁402的长度方向均匀间隔设置。

需要说明的是,该实施例中,也可以在后缘支撑构件的顶部及上缘条上均开设稳定卡槽;扑翼机固定翼还可以包括后缘稳定梁;后缘稳定梁卡合于稳定卡槽中,将后缘支撑构件和上缘条连接起来,以保证后缘支撑构件的稳固性。

该实施例可选的方案中,扑翼机固定翼还包括一长桁416,该长桁416的长度方向与翼梁的长度方向相平行,且该长桁也与翼肋固定连接。该长桁上也固定有后缘支撑构件415。

该实施例可选的方案中,翼梁402的材质为铝合金。需要说明的是,该实施例中,翼梁402的材质不仅局限于铝合金,也可以根据实际工况自由选取其他形式的轻质金属,用以实现减轻固定翼的功能;对于其他形式的轻质金属本实施例不再一一具体赘述。

该实施例可选的方案中,翼肋403的材质为铝合金。需要说明的是,该实施例中,翼肋403的材质不仅局限于铝合金,也可以根据实际工况自由选取其他形式的轻质金属,用以实现减轻固定翼的功能;对于其他形式的轻质金属本实施例不再一具体赘述。

该实施例可选的方案中,固定翼蒙皮401的材质为尼龙布。需要说明的是,该实施例中,固定翼蒙皮401的材质不仅局限于尼龙布,也可以根据实际工况自由选取其他形式的固定翼蒙皮401,用以实现防水及减轻固定翼的功能;对于其他形式的固定翼蒙皮401本实施例不再一具体赘述。

参见图26和图27所示,该实施例中,飞机框架700与扑翼机固定翼的翼梁402固定连接。需要说明的是,该实施例中,扑翼机固定翼的展弦比可以为11.00、7.69或6.27。

参见图28至图37所示,该实施例中扑翼机尾翼包括水平尾翼617和垂直尾翼602,飞机框架700与扑翼机尾翼的水平尾翼617固定连接。

水平尾翼包括水平安定面601和升降舵603,升降舵603安装于水平安定面601的后缘;水平安定面601上安装有连杆驱动装置,用于调节升降舵的俯仰角;水平安定面601包括沿水平尾翼翼弦方向平行间隔设置的多根安定面翼梁604,以及沿水平尾翼翼展方向平行间隔设置的多个安定面翼肋605;安定面翼梁604穿过安定面翼肋605,且安定面翼梁604与安定面翼肋605固定连接;安定面翼梁604为空心管,距离水平安定面601的前缘最近的安定面翼梁604的管径大于其它安定面翼梁604的管径,也就是说,多根安定面翼梁604中,只有距离水平安定面601的前缘最近的那根安定面翼梁604的管径是最大的,其它的安定面翼梁604的管径都小于距离水平安定面601的前缘最近的那根安定面翼梁604的管径。需要说明的是,管径指的是管外径。具体而言,垂直尾翼602与水平尾翼固定连接。水平安定面601为了使扑翼机具有适当的静稳定性。通过设置的升降舵能够实现扑翼机的俯仰。安定面翼梁604的长度方向与水平尾翼的翼展方向相一致;安定面翼肋605的长度方向与水平尾翼的翼弦方向相一致。该实施例中,安定面翼梁604的数量为三根。升降舵的数量为两个。

该实施例提供的扑翼机尾翼,通过安定面翼梁604采用空心管的形式,以便于减轻水平尾翼的重量,将离水平安定面601的前缘最近的安定面翼梁604的管径大于其它安定面翼梁604的管径,这样可以优化多根安定面翼梁604的分布情况,从而有利于对水平尾翼的设计结构进行优化,以提高扑翼机的纵向稳定性和操纵性。

该实施例中可选的方案中,水平安定面601还包括多根安定面长桁606,多根安定面长桁606的长度方向相互平行,且安定面长桁606的长度方向与定面翼梁的长度方向相一致。

该实施例中可选的方案中,安定面翼肋605包括安定面上缘条607、安定面下缘条608及安定面支柱结构;安定面上缘条607位于安定面下缘条608的上方,且安定面上缘条607与安定面下缘条608固定连接,安定面支柱结构安装于安定面上缘条607与安定面下缘条608之间。具体而言,安定面上缘条607呈弧形,而安定面下缘条608呈直线形;安定面上缘条607的一端与安定面下缘条608的一端固定连接,安定面上缘条607的另一端与安定面下缘条608的另一端固定连接。安定面支柱结构位于安定面上缘条607与安定面上缘条607之间形成的空间中。

该实施例中可选的方案中,安定面上缘条607与安定面下缘为一体结构。

该实施例中可选的方案中,安定面支柱结构包括多根斜向支柱609,斜向支柱609与翼弦方向呈夹角设置,且斜向支柱609的一端与安定面上缘条607固定连接,斜向支柱609的另一端与安定面下缘条608固定连接。具体而言,多根安定面斜支柱呈拆线形分布,这样有利于对安定面上缘条607和安定面下缘条608的支撑作用,增强了安定面翼肋605的稳固性。

该实施例中可选的方案中,安定面翼肋605还包括安定面中间缘条619,安定面中间缘条619位于安定面上缘条607与安定面下缘条608之间。安定面中间缘条619与安定面上缘条607之间通过直支柱618相连接,安定面中间缘条619与安定面下缘条608之间通过直支柱618相连接。

该实施例中可选的方案中,水平安定面601还包括安定面蒙皮,安定面蒙皮由安定面翼梁604和安定面翼肋605所支撑,也就是说,安定面蒙皮由安定面翼梁604和安定面翼肋605共同支撑,并且安定面蒙皮分别与安定面翼梁604和安定面翼肋605固定连接。

该实施例中可选的方案中,升降舵包括平行间隔设置的多根升降舵翼梁611,以及沿水平尾翼的翼展方向平行间隔设置的多个升降舵翼肋612;升降舵翼梁的长度方向与水平尾翼的翼展方向平行;升降舵翼梁穿过升降舵翼肋612,且升降舵翼梁与升降舵翼肋612固定连接。

该实施例中可选的方案中,升降舵还包括升降舵蒙皮,升降舵蒙皮由升降舵翼梁和升降舵翼肋612所支撑。

该实施例中可选的方案中,连杆驱动装置包括驱动电机613、第一连杆614和第二连杆615,驱动电机613的机壳与水平安定面601固定连接,驱动电机613的电机轴与第一连杆614的一端固定连接,第一连杆614的另一端与第二连杆615的一端铰接,第二连杆615的另一端与升降舵铰接。具体而言,升降舵的长度方向的两端的升降舵翼肋612分别与水平安定面601铰接,这样当杆扑翼动力装置的驱动电机613工作时,便能对升降舵的俯仰角进行调节。第一连杆614的长度方向与连杆驱动装置的驱动电机613的电机轴的轴向相垂直;第二连杆615的长度方向与连杆驱动装置的驱动电机613的电机轴的轴向相垂直。

该实施例中可选的方案中,垂直尾翼602包括尾翼框架616,以及包裹尾翼框架616的尾翼蒙皮。尾翼框架616为铝合金,尾翼蒙皮的材质为防水尼龙布。尾翼框架616由空心管制成。

该实施例中可选的方案中,安定面翼肋605的材质为铝合金。

该实施例可选的方案中,安定面翼梁604的材质和升降舵翼梁的材质均为铝合金。需要说明的是,该实施例中,安定面翼梁604的材质和升降舵翼梁的材质不仅局限于铝合金,也可以根据实际工况自由选取其他形式的轻质金属,用以实现减轻水平尾翼的功能;对于其他形式的轻质金属本实施例不再一一具体赘述。

该实施例可选的方案中,安定面翼肋605的材质和升降舵翼肋612的材质均为铝合金。需要说明的是,该实施例中,安定面翼肋605的材质和升降舵翼肋612的材质不仅局限于铝合金,也可以根据实际工况自由选取其他形式的轻质金属,用以实现减轻水平尾翼的功能;对于其他形式的轻质金属本实施例不再一具体赘述。

该实施例可选的方案中,安定面蒙皮的材质和升降舵蒙皮面的材质均为尼龙布。需要说明的是,该实施例中,安定面蒙皮的材质和升降舵蒙皮面的材质的材质不仅局限于尼龙布,也可以根据实际工况自由选取其他形式的材质,用以实现防水及减轻固定翼的功能;对于其他形式的材质本实施例不再一具体赘述。需要说明的是,该实施例中,该扑翼机可以为无人扑翼机,也可以为载人扑翼机。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,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实用新型各实施例技术方案的范围。

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