专利名称：混合式扑翼机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于轻型航空器，特别是一种扑翼式小型飞机。
现有扑翼机机翼的翻转是利用机翼上摆或下摆时气流的作用被动翻转，不能进行人工调节以适应飞行到的要求，尤其是在风向变化或强风情况下其安全性能很差，其机翼的前后两边采用不同材料(前方是刚性材料，后边是柔性材料)也导致其空气动力性能不理想。较多型式的翼机在转弯时依靠方向舵转向，而同时两侧的杨翼摆动幅度相同，机身极易向相反方向倾斜，也影响安全。
本实用新型的目的中要提供一种转弯灵活、其推进力和升力比值合理并能提高其安全性的扑翼机。
实现上述目的所采用的技术方案是扑翼机设计成混合式整体机翼，即具有一对活动翼和一对固定翼，该活动翼在固定翼的上后方，具有控制其平面翻转角度的传动机构和控制其摆动幅度以实现转弯动作的传动机构。
控制活动翼平面翻转角度的机构包括在机身两侧对称安装的分别与两侧前后三角形横梁相联两个伞形支架，其下部与连杆相连，伞形支架顶端具有安装翼根轴的轴承，其敞口端与环构成环形槽，槽内装有一圈硬胶辊，活动翼的翼根还与转盘相联，该转盘安装在环形槽内并由上述胶辊贴紧，转盘具有内齿圈，该内齿圈与齿轮相啮合，齿轮与齿轮同装在轴上，其轴承座固定在三角横梁上，齿轮由可在三角形横梁轴上滑动的套管的齿条段带动旋转。套管的往复运动是利用电磁驱动装置实现的；控制活动翼摆动幅度的传动机构包括在机身两侧的组合式动力曲轴，主动轴、安装在主动轴上的齿轮及由轴承座支承的从动轴，该从动轴的内轴段上套有外轴管，其近曲轴下端装有锥齿轮，该外轴管上装有刹车盘和受电磁阀控制的刹车片，以及由电磁阀控制的四爪活动卡盘，该外轴管末端装有锥齿轮，在从动轴内轴段后部套有锥齿轮，二者均与机座上的行星齿轮组呈直角啮合，锥齿轮后部是与其连成一体的摩擦轮，与其匹配的另一摩擦轮和从动轴轴段之间由键联接，此两摩擦轮运动的传递是由电磁阀通过推杆和压辊控制实现的。
采用上述机构，能够保证活动翼向下摆动时，其翼前缘即刻向下翻转(后缘同时向上翻转)；反之，活动翼向上摆动时，其翼前缘即刻向上翻转，并可在一定范围内调节翻转角度，能有效地减小阻力，使推动进力和升力比值达到最合理的状态。由于采用组合式曲轴的结构，能够改变活动翼的摆动幅度，转弯飞行时，使机身内侧一面摆动幅度减小，机身随之倾斜，转动灵活，耗能较小。此外由于具有一对固定翼，当发动机出现故障时，可以滑翔飞行，并可同时调节活动翼保持平飞状态，从而保证扑翼机安全下滑飞行和降落，提高了安全性。此外，本实用新型还具有短跑道起降(10米)、调节速度范围大、用途广泛等优点。
附
图1是本实用新型外形俯视图；附图2是本实用新型外形正视图；附图3是转盘及环行槽剖视图；附图4是套管及齿条结构附图5是导杆、套管及其驱动装置俯视图；附图6是组合式动力曲轴结构图；附图7是附图6的AA－BB截面剖视图；附图8是附图6的C－C截面剖视图；附图9是外轴管上操纵机构总成立体图。
结合附图进一步说明实施例本实用新型飞行时靠两侧的活动翼向下扑动产生升力和推进力。固定翼也产生一定的升力，同时起稳定作用。
如
图1、图2所示，扑翼机具有固定翼1和活动翼5，机翼是整体性结构。发动机主轴通过变速系统连接机身两侧的曲轴2和连杆6，连杆6的另一端与圆环4相连，前后三角形横梁3由横梁7与机身联接，发动机工作时通过机身两侧的曲轴连杆，将旋转运动变为往复式运动，并带动圆环4及活动翼5上下摆动。转弯飞行时通过调节活动翼摆动幅度及翻转角实现。
如图3、图4、图5所示为本实用新型控制活动翼平面翻转角度的机构，包括在机身两侧对称安装的分别与两侧前后三角形横梁(3)相联两个伞形支架(15)，其下部与连杆(6)相连，伞形支架(15)顶端具有安装翼根轴(8)的轴承(14)，其敞口端与环(4)构成环形槽(11)，槽内装有一圈硬胶辊(10)，活动翼的翼根(8)还与转盘(9)相联，该转盘(9)安装在环形槽内并由上述胶辊(10)贴紧，转盘(9)具有内齿圈(12)，该内齿圈与齿轮(13)相啮合，齿轮(20)与齿轮(13)同装在轴(16)上，其轴承座固定在三角横梁(3)上，齿轮(20)由可在三角形横梁轴(7)上滑动的套管(19)的齿条段(19B)带动旋转。
三角形横梁轴(7)两端为圆柱形，通过轴承与机身连接，轴的其余部分为六棱柱形。
套管(19)套在三角形横梁轴(7)上，具有与轴(7)的六棱柱相匹配的六棱形内孔，其外圆面为圆柱形，后半段向上一面是齿条段(19B)，端部通过推力轴承与套管(18)相接，该套管(18)下部为矩形滑键结构。
驱动套管(18及19)往复运动的电磁驱动装置(22)中具有一套与套管(18)平行的数组同心线圈，以及一个穿过上述线圈绕组可沿滚子(17)滑动的圆柱形导杆(21)，该导杆由绝缘材料制成，其中段有一圆柱形软铁，导杆(21)长度与套管(18)一致。
当导杆21移动时，通过套管18和套管19上的齿条段19B的滑动带动齿轮20及齿轮13旋转1个角度，并随之带动转盘9旋转，从而使与之相联的翼根轴转动而带动活动翼翻转，向下摆动时，其前缘可向下翻转0－40度，上摆时则可在0－70度范围内调节。
如图6、图7及图8所示为本实用新型控制活动翼摆动幅度的传动机构。控制活动翼摆动幅度的传动机构包括在机身两侧的组合式动力曲轴(24、25)，主动轴(23)、安装在主动轴(23)上的齿轮(32)及由轴承座(30)支承的从动轴(31)，该从动轴的内轴段(31B)上套有外轴管(34)，其近曲轴下端装有锥齿轮(29)，该外轴管(34)上装有刹车盘(36)和受电磁阀(51)控制的刹车片(35)，以及由电磁阀(48)控制的四爪活动卡盘(39)，该外轴管末端装有锥齿轮(40)，在从动轴内轴段(31B)后部套有锥齿轮(46)，二者均与机座上的行星齿轮组(41、47)呈直角啮合，锥齿轮(46)后部是与其连成一体的摩擦轮(42)，与其匹配的另一摩擦轮(52)和从动轴内轴段(31B)之间由键联接，此两摩擦轮运动的传递是由电磁阀(45)通过推杆(43)和压辊(44)控制实现的。
组合式动力曲轴(24、2、25)由三段组成，包括a、具有导轨形状的主动轴的动力臂(24)，b、具有导槽形状的从动轴臂(25)，其朝外一面装有与螺杆(27)相套的螺母(26)和锥齿轮(28)，c、与连杆(6)相连接的活动双曲柄(2)，其一臂套在主动轴臂(24)上，另一臂夹在从动轴臂(25)的导轨中，柄端朝外一面装有与传动螺杆(27)相配的螺母(26)。
电磁阀(48)对四爪活动卡盘(39)的控制是通过拨杆(49)、滚轮(50)和弹簧(38)操纵卡爪(37)实现的。
上述控制活动翼摆动幅度的机构具有三种工作状态1、当电磁阀51、48、45均不通电时，外轴管34与内轴31B成为一体同步转动，此时锥齿轮28、螺杆27不转动，曲柄位置不变，其同侧的活动翼的摆动度亦不变。
2、当电磁阀51、48通电，阀45不通时，外轴管34与内轴31B脱开并刹车停转，此时，从动臂25带动锥齿轮28在锥齿轮29上转动，传动螺杆27转动，使曲柄2向外移动，从而增大曲柄回转半径，活动翼摆幅增大。
3、当电磁阀48、45通电，阀51不通时，内轴31B与外轴管34脱开，同时锥齿轮29与内轴31B同步转动，并通过行星齿轮41、47带动锥齿轮40转动，此时外轴管34与内轴31B同向但不同步转动，外轴管转速高于内轴(转数比达21以上)。并通过锥齿轮29带动锥齿轮28及螺杆27转动，其转动方向与上一种方向相反，使曲柄向内缩短，活动翼摆动幅度减小。
本实用新型可以制成单座机、双座机。配上适当装置还可实现遥控。
主要技术数据机身长度7米、翼展11.8米(每侧的活动翼长3.6米)，机翼总面积14平方米，水平尾翼3.9平方米(无垂直尾翼)，发动机功率30马力，扑翼机空重220公斤，最大起飞重量为320公斤，最大平飞速度120公里／小时。
本实用新型可以用于巡逻、旅游、交通、防火、侦察、农业及摄影飞行等。
权利要求1.一种混合式扑翼机，由机身、机翼、发动机及其传动部件组成，其特征在于所述机翼为整体式，包括一对活动翼(5)和一对固定翼(1)，该活动翼(5)在固定翼(1)的上后方，具有控制其平面翻转角度的传动机构和控制其摆动幅度以实现转弯动作的传动机构。
2.按照权利要求1所述的扑翼机，其特征在于控制活动翼平面翻转角度的机构包括在机身两侧对称安装的分别与两侧前后三角形横梁(3)相联两个伞形支架(15)，其下部与连杆(6)相连，伞形支架(15)顶端具有安装翼根轴(8)的轴承(14)，其敞口端与环(4)构成环形槽(11)，槽内装有一圈硬胶辊(10)，活动翼的翼根(8)还与转盘(9)相联，该转盘(9)安装在环形槽内并由上述胶辊(10)贴紧，转盘(9)具有内齿圈(12)，该内齿圈与齿轮(13)相啮合，齿轮(20)与齿轮(13)同装在轴(16)上，其轴承座固定在三角横梁(3)上，齿轮(20)由可在三角形横梁轴(7)上滑动的套管(19)的齿条段(19B)带动旋转。套管(19)的往复运动是利用电磁驱动装置(22)实现的。
3.按照权利要求1或2所述的扑翼机，其特征在于所述三角形横梁轴(7)两端为圆柱形，通过轴承与机身连接，轴的其余部分为六棱柱形。
4.按照权利要求1或2所述的扑翼机，其特征在于所述套管(19)套在三角形横梁轴(7)上，具有与轴(7)的六棱柱相匹配的六棱形内孔，其外圆面为圆柱形，后半段向上一面是齿条段(19B)，端部通过推力轴承与套管(18)相接，该套管(18)下部为矩形滑键结构。
5.按照权利要求1或2所述的扑翼机，其特征在于套管(18及19)往复运动的电磁驱动装置(22)中具有一套与套管(18)平行的数组同心线圈，以及一个穿过上述线圈绕组可沿滚子(17)滑动的圆柱形导杆(21)，该导杆由绝缘材料制成，其中段有一圆柱形软铁，导杆(21)长度与套管(18)一致。
6.按照权利要求1所述的扑翼机，其特征在于控制活动翼摆动幅度的传动机构包括在机身两侧的组合式动力曲轴(24、25)，主动轴(23)、安装在主动轴(23)上的齿轮(32)及由轴承座(30)支承的从动轴(31)，该从动轴的内轴段(31B)上套有外轴管(34)，其近曲轴下端装有锥齿轮(29)，该外轴管(34)上装有刹车盘(36)和受电磁阀(51)控制的刹车片(35)，以及由电磁阀(48)控制的四爪活动卡盘(39)，该外轴管末端装有锥齿轮(40)，在从动轴内轴段(31B)后部套有锥齿轮(46)，二者均与机座上的行星齿轮组(41、47)呈直角啮合，锥齿轮(46)后部是与其连成一体的摩擦轮(42)，与其匹配的另一摩擦轮(52)和从动轴内轴段(31B)之间由键联接，此两摩擦轮运动的传递是由电磁阀(45)通过推杆(43)和压辊(44)控制实现的。
7.按照权利要求1或6所述的扑翼机，其特征在于组合式动力曲轴(24、2、25)由三段组成，包括a、具有导轨形状的主动轴的动力臂(24)，b、具有导槽形状的从动轴臂(25)，其朝外一面装有与螺杆(27)相套的螺母(26)和锥齿轮(28)，c、与连杆(6)相连接的活动双曲柄(2)，其一臂套在主动轴臂(24)上，另一臂夹在从动轴臂(25)的导轨中，柄端朝外一面装有与传动螺杆(27)相配的螺母(26)。
8.按照权利要求1或6所述的扑翼机，其特征在于电磁阀(48)对四爪活动卡盘(39)的控制是通过拨杆(49)、滚轮(50)和弹簧(38)操纵卡爪(37)实现的。
9.按照权利要求1所述的扑翼机，其特征在于其机身是单座式。
10.按照权利要求1所述的扑翼机，其特征在于其机身是双座式。
专利摘要混合式扑翼机属于轻型航空器。具有固定翼及活动翼。其活动翼的平面翻转角度及摆动幅度均有传动机构控制。发动机工作时通过曲轴连杆带动活动翼上下摆动，通过控制翼根轴在环形槽内的转动角度使翼面同时翻转，摆动幅度及翻转角度均可调。解决了现有扑翼机靠气流被动翻转翼面空气阻力大及转弯不灵活的问题，起降滑跑距离不超过10米。特别适用于巡逻、旅游、交通、防火、侦察、农业及摄影飞行等。
文档编号B64C33/00GK2213118SQ9422131
公开日1995年11月22日 申请日期1994年9月14日 优先权日1994年9月14日
发明者任寿年 申请人:任寿年