一种采用气孔兜风排风且辅翼可摆的仿鸟扑翼飞行装置的制作方法

本实用新型涉及一种采用气孔兜风排风且辅翼可摆的仿鸟扑翼飞行装置，属于飞行装置技术领域。

背景技术：

仿鸟扑翼飞行装置是区别于固定翼飞行装置、旋转翼飞行装置的另一类飞行装置，其飞行原理主要来自自然界鸟类的飞行方式。仿鸟扑翼飞行装置与固定翼飞行装置、旋转翼飞行装置相比，运动更加灵活，既可推进飞行，又可滑翔飞行；此外仿鸟扑翼飞行装置飞行时能量利用率更高，因此在实际飞行中得到了广泛应用。

目前，一些仿鸟扑翼飞行装置在以下方面仍有待进一步提高：

（1）没有充分考虑兜风排风功能，飞行过程中阻力较大，飞行效率不高。

（2）辅翼不可摆动，飞行过程中需消耗较多能量。

（3）扑翼左右运动不对称，使得机身横向作用力不平衡，影响飞行的稳定性和安全性。

鉴于此，本申请提出了一种采用气孔兜风排风且辅翼可摆的仿鸟扑翼飞行装置。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种采用气孔兜风排风且辅翼可摆的仿鸟扑翼飞行装置，具有飞行效率高、飞行稳定性好等特点。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种采用气孔兜风排风且辅翼可摆的仿鸟扑翼飞行装置，包括龙骨支架、设于龙骨支架上的驱动机构、对称设于龙骨支架两侧并与所述驱动机构相连的扑翼机构、以及设于扑翼机构上方且与其相连的兜风排风机构；所述兜风排风机构包括对称设于龙骨支架两侧的两组孔板，每组孔板包括上孔板和下孔板，上孔板的最内端和连杆的一端转动连接，上孔板的中间偏内一端与所述龙骨支架转动连接，所述连杆的另一端与单面锥齿轮边缘处的凸轴转动连接。

进一步地，为了能使下孔板相对于上孔板滑动，所述上孔板底面设有“l”形的滑槽，上孔板的滑槽内滑动连接有下孔板，下孔板底面的一侧固定设有一限位杆。

进一步地，所述驱动机构包括设于龙骨支架上的电机、电机齿轮、第一直齿轮、第二直齿轮、双面锥齿轮、两个相同的单面锥齿轮及连杆；电机驱动电机齿轮，电机齿轮与第一直齿轮啮合传动，第一直齿轮和第二直齿轮相啮合，第二直齿轮和双面锥齿轮同轴固定连接，所述双面锥齿轮的两侧分别与单面锥齿轮相啮合，双面锥齿轮带动两个单面锥齿轮相向转动。

进一步地，为了提升扑翼飞行效果，所述扑翼机构包括主翼骨和辅翼骨，所述主翼骨的一端与连杆的中间部分转动连接，主翼骨的另一端与“t”形结构辅翼骨顶部的一端转动连接，辅翼骨顶部的另一端与上孔板的一端转动连接。

进一步地，为了实现上下孔板的兜风排风，所述主翼骨上设有若干调节孔，所述主翼骨内侧并排设有两个限位插销。

进一步地，为了保证兜风时的密封性，排风时的顺畅性，所述上孔板和下孔板上均设有排列方式相同、大小相同的气孔。

进一步地，为了提高龙骨支架的刚度与强度，所述龙骨支架包括中心杆，所述中心杆下方设有第一横杆，第一横杆的两端分别固定设有第一竖杆、第二竖杆，中心杆、第一横杆、第一竖杆和第二竖杆组成一个矩形框；第一连轴、第二横杆、第二连轴、第四横杆依次相连组成一矩形框，中心杆穿过上述矩形框中部，组成一“日”字形框架；第一斜杆、第三横杆、第二斜杆、第二横杆依次相连组成一等腰梯形框，第二竖杆穿过上述等腰梯形框中部，且分别与第二横杆和第三横杆固连；上述两个矩形框和梯形框均相互垂直且在中心处固定连接。

本实用新型的工作原理如下：

为了更清晰地表示各部分的运动关系，这里给出本实施例部分结构的运动简图，如图7所示。从图7中可以发现，活动构件n总共有5个，即单面锥齿轮213、连杆215、主翼骨301、辅翼骨302和上孔板401，它们总共构成7个转动副pl，根据自由度计算公式可得：f=3n-2pl=3×5-2×7=1，即自由度f为1，该机构具有确定的运动。

兜风排风的原理如下：

初始状态：电机不通电，上孔板远离龙骨支架的一端处于最低点，此时，单面锥齿轮的转动中心和凸轴的连线与连杆共线。

扑翼上扑：电机的运动经电机齿轮、第一直齿轮、第二直齿轮传动后，带动双面锥齿轮逆时针转动，从而带动左边单面锥齿轮逆时针转动，右边单面锥齿轮顺时针转动，连杆拉动上孔板绕第一连轴转动，且连杆带动主翼骨朝远离龙骨支架的方向运动，运动过程中，主翼骨上靠近龙骨支架的限位插销推动限位杆，使得上孔板与下孔板上的气孔相重叠，气孔被打开，从而实现排风功能，直至上扑至最高点。

扑翼下扑：连杆带动主翼骨朝靠近龙骨支架的方向运动，运动过程中，主翼骨上远离龙骨支架的限位插销推动限位杆，使得上孔板与下孔板上的气孔相错开，气孔被关闭，从而实现兜风功能，直至扑翼下扑至最低点，然后扑翼再次开始上扑，不断重复循环。

这里需要说明的是，在扑翼上扑或下扑过程中，限位插销对限位杆的推动时间是短暂的，且两个限位插销之间存在一定的直线距离，因此气孔的开通和闭合是一个立即开通—保持开通—立即关闭—保持关闭的循环过程。

本实用新型能实现如下技术效果：

（1）能够实现兜风排风功能。当扑翼上扑时，上孔板和下孔板的调节孔相互重叠，从而实现排风功能；当扑翼下扑时，上孔板和下孔板上的调节孔相互错开，从而实现兜风功能；通过上述兜风排风提升扑翼飞行效率。

（2）兜风排风时间可以进行调节。主翼骨上设置了多个调节孔，配合限位插销和限位杆，能够有效调节上孔板和下孔板交错的相对位移，从而根据飞行需要调节兜风排风时间。

（3）采用一体化龙骨结构设计，有效提高了扑翼装置的结构强度。整套装置采用对称结构设计安装，利于重心平衡，增强了该装置飞行的可靠性与稳定性。

（4）多级传动能根据实际所需，配置较大传动比。采用多级传动机构，各级传动比相乘后可以变得较大，可据实际需要进行调节。

附图说明

图1为本实施例的整体结构示意图；

图2为本实施例的部分结构示意图（视角一）；

图3为本实施例的部分结构示意图（视角二）；

图4为本实施例中龙骨支架的结构示意图；

图5为本实施例中上孔板和下孔板未错位时的示意图；

图6为本实施例中上孔板和下孔板错位时的示意图。

图7为本实施例部分结构的运动简图；

图8为本实施例结构覆盖蒙皮的剖视图。

标注说明：龙骨支架100，第一横杆101，第二横杆102，第三横杆103，第四横杆104，第一竖杆111，第二竖杆112，第一斜杆121，第二斜杆122，第一连轴131，第二连轴132，中心杆141，驱动机构200，电机201，第一直齿轮211，第二直齿轮212，单面锥齿轮213，双面锥齿轮214，连杆215，电机齿轮216，凸轴217，扑翼机构300，主翼骨301，辅翼骨302，调节孔303，限位插销304，肋305，蒙皮306，兜风排风机构400，上孔板401，下孔板402，气孔403，滑槽404，限位杆405。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术手段及其所能达到的技术效果，能够更清楚更完善的揭露，兹提供一个实施例，并结合附图作如下详细说明：

如图1所示，本实施例的一种采用气孔兜风排风且辅翼可摆的仿鸟扑翼飞行装置，包括龙骨支架100、设于龙骨支架100上的驱动机构200、对称设于龙骨支架100两侧并与驱动机构200相连的扑翼机构300、以及设于扑翼机构300上方且与其相连的兜风排风机构400。如图2和图3所示，兜风排风机构400包括对称设于龙骨支架100两侧的两组孔板，每组孔板包括上孔板401和下孔板402，上孔板401的最内端和连杆215的一端转动连接，上孔板401的中间偏内一端与龙骨支架100转动连接，连杆215的另一端与单面锥齿轮213边缘处的凸轴217转动连接；上孔板401底面设有“l”形的滑槽，上孔板401的滑槽内滑动连接有下孔板402，下孔板402底面的一侧固定设有一限位杆405。

如图2和图3所示，驱动机构200包括设于龙骨支架100上的电机201、电机齿轮216、第一直齿轮211、第二直齿轮212、双面锥齿轮214、两个相同的单面锥齿轮213及连杆215。电机201驱动电机齿轮216，电机齿轮216与第一直齿轮211啮合传动，第一直齿轮211和第二直齿轮212相啮合，第二直齿轮212和双面锥齿轮214同轴固定连接，双面锥齿轮214的两侧分别与单面锥齿轮213相啮合，双面锥齿轮214带动两个单面锥齿轮213相向转动。上述电机齿轮216、第一直齿轮211、第二直齿轮212、双面锥齿轮214、单面锥齿轮213的齿数和大小，可根据减速比需要进行调节。

扑翼机构300包括主翼骨301和辅翼骨302，主翼骨301的一端与连杆215的中间部分转动连接，主翼骨301的另一端与“t”形结构辅翼骨302顶部的一端转动连接，辅翼骨302顶部的另一端与上孔板401的一端转动连接。主翼骨301上设有若干调节孔303，主翼骨301内侧并排设有两个限位插销304。上孔板401和下孔板402上均设有排列方式相同、大小相同的气孔。下孔板402通过限位杆405与扑翼机构300相连，限位杆405一端与下孔板402的底部固定，另一端位于两个限位插销304之间。

如图4所示，龙骨支架100为一体化的对称结构，龙骨支架100包括中心杆141，中心杆141下方设有第一横杆101，第一横杆101的两端分别固定设有第一竖杆111、第二竖杆112，上述四杆组成一个矩形框；第一连轴131、第二横杆102、第二连轴132、第四横杆104依次相连组成一矩形框，中心杆141穿过上述矩形框中部，组成一“日”字形框架；第一斜杆121、第三横杆103、第二斜杆122、第二横杆102依次相连组成一等腰梯形框，第二竖杆112穿过上述等腰梯形框中部，且分别与第二横杆102和第三横杆103固连；上述两个矩形框和梯形框均相互垂直且在中心处固定连接。两个单面锥齿轮213分别设于龙骨支架100的第一斜杆121的一端和第二斜杆122的一端，双面锥齿轮214、第一直齿轮211、电机齿轮216和电机201均设于第一横杆101上。

本实施例的辅翼骨302上，设有若干一边向下弯曲的肋305，肋305上设有蒙皮306。通过辅翼骨302的摆动，改变该装置飞行过程中扑翼的受力面积，从而改变气动力的大小，实现该装置的飞行。

兜风排风的原理如下：1.初始状态：电机201不通电，上孔板401远离龙骨支架100的一端处于最低点，此时，单面锥齿轮213的转动中心和凸轴217的连线与连杆215共线。2.扑翼上扑：电机201的运动经电机齿轮216、第一直齿轮211、第二直齿轮212传动后，带动双面锥齿轮214逆时针转动，从而带动左边单面锥齿轮213逆时针转动，右边单面锥齿轮213顺时针转动，连杆215拉动上孔板401绕第一连轴131转动，且连杆215带动主翼骨301朝远离龙骨支架100的方向运动，运动过程中，主翼骨301上靠近龙骨支架100的限位插销304推动限位杆405，使得上孔板401与下孔板402上的气孔403相重叠，气孔403被打开，从而实现排风功能，直至上扑至最高点。3.扑翼下扑：连杆215带动主翼骨301朝靠近龙骨支架100的方向运动，运动过程中，主翼骨301上远离龙骨支架100的限位插销304推动限位杆405，使得上孔板401与下孔板402上的气孔403相错开，气孔403被关闭，从而实现兜风功能，直至扑翼下扑至最低点，然后扑翼再次开始上扑，不断重复循环。

这里需要说明的是，在扑翼上扑或下扑过程中，限位插销304对限位杆405的推动时间是短暂的，且两个限位插销304之间存在一定的直线距离，因此气孔403的开通和闭合是一个立即开通—保持开通—立即关闭—保持关闭的循环过程。

以上内容是结合本实用新型的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施只局限于上述这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。