CN103101623B - 一种环形平板扑翼升力生成装置 - Google Patents

一种环形平板扑翼升力生成装置 Download PDF

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Abstract

一种平板环形扑翼升力生成装置,属扑翼飞行器及其模型技术领域,包括前支架、后支架、前转臂轴、后转臂轴、前转臂、后转臂、牵引轴、环形平板扑翼、翼轴、导向板、前托臂、后托臂、前挡板、后挡板、前从动齿轮、后从动齿轮、前主动齿轮、后主动齿轮、前动力轴和后动力轴。在动力的驱动下,牵引轴带动环形平板扑翼下扑产生升力,由于导向板的限制,环形平板扑翼转动半圈后直线上升。该装置结构简单,效率很高,可用于飞行器及其模型做升力装置。

Description

一种环形平板扑翼升力生成装置
技术领域
一种环形平板扑翼升力生成装置,涉及扑翼飞行器及其模型技术领域,可广泛应用于运输、军事、体育娱乐、玩具、农林业等领域。
背景技术
人类渴望像鸟一样在空中自由飞翔,到目前为止,都没实现真正意义上的载人扑翼飞行。
传统的连杆机抅扑翼靠上下煽动来产生升力,机构复杂,且效率较低;专利号为ZL200710071871.2公开了一种扑翼升力生成装置,它是借助“处于同一水平面内的两根转轴分别向内旋转时,因离心力作用而向外滑动的两个翼片拨动空气向下运动并产生升力”,其效率比传统扑翼高,但产生升力的扑动范围受到最小弦长、整流罩和弧状窄条导轨的制约;授权公告号为CN101708775B,名称为“扑翼升力生成装置”的专利申请公开了一种靠扑翼提升机构使扑翼复位的扑翼升力生成装置,其效率较高,但驱动扑翼片的翼轴不能连续匀速转动,机构传动系统和控制系统均很复杂,运行机动性和可靠性不高。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足,提供一种效率更高、结构简单且运行可靠的环形平板扑翼升力生成装置。
本发明采用的技术方案是:包括前支架、后支架、前转臂轴、后转臂轴、前转臂、后转臂、牵引轴、环形平板扑翼、翼轴、导向板、前托臂、后托臂、前挡板、后挡板、前从动齿轮、后从动齿轮、前主动齿轮、后主动齿轮、前动力轴和后动力轴。前支架与后支架结构和尺寸相同,它们相互平行,它们的左端均与机体固连,它们的右端分别与前转臂轴的前端和后转臂轴的后端固连;前转臂轴与后转臂轴结构和尺寸相同,它们夹在前支架和后支架之间且与前支架和后支架垂直,前转臂轴和后转臂轴的另一端分别与前托臂和后托臂的右端固连;前托臂与后托臂结构和尺寸相同,前托臂、后托臂、前支架和后支架四者相互平行且与前转臂轴和后转臂轴垂直,前转臂轴和后转臂轴处于同一直线上;环形平板扑翼由四块等宽刚性板光滑连接而成,其中两块为厚度均匀且相等的相同矩形平板,它们互相平行,另两块为相同的弧形曲面板,它们对称固连在两块平行矩形平板的两端;翼轴从弦长方向即前后方向穿过环形平板扑翼连接在前托臂和后托臂的左端且处于前托臂和后托臂之间,翼轴与扑翼飞行器前进方向一致,且与导向板平面平行;前支架、后支架、前托臂、后托臂、前转臂轴、后转臂轴和翼轴处于同一水平面内;导向板竖直布置于环形平板扑翼的左侧,导向板上下对称于过翼轴的水平面,导向板与翼轴之间有一定的空隙,该空隙能满足环形平板扑翼和牵引轴在其间灵活运动,导向板是刚性的,导向板贴近环形平板扑翼的一侧是光滑的平面,导向板的宽度即前后之间尺寸小于前转臂和后转臂之间的净空距离,以确保前转臂和后转臂的顺利转动,导向板的高度即上下方向的尺寸大于环形平板扑翼翼展即环形平板扑翼的长度的两倍且超过前转臂和后转臂的最大活动空间,以便导向板的上端和下端与机体固连;前转臂与后转臂结构和尺寸相同,它们的一端通过轴承分别与前转臂轴和后转臂轴垂直连接,前转臂处于前支架和前托臂之间,后转臂处于后支架和后托臂之间,前转臂和后转臂能分别在前支架与前托臂之间和后支架与后托臂之间绕前转臂轴和后转臂轴灵活转动,前转臂绕前转臂轴的转动平面与后转臂绕后转臂轴的转动平面平行,两转动平面均与水平面垂直同时也与导向板垂直,前转臂与后转臂的安装相位相同;前转臂远离前转臂轴的一端有一个长条形腰形孔,该孔的宽度略大于牵引轴的直径,后转臂远离后转臂轴的一端也有一个与前转臂对称的完全相同的长条腰形孔;牵引轴从弦长方向即前后方向穿过环形平板扑翼,牵引轴的前端穿过前转臂的长条腰形孔与前挡板垂直固连,牵引轴的后端穿过后转臂的长条腰形孔与后挡板垂直固连,牵引轴始终保持与前转臂和后转臂垂直,且牵引轴、前转臂和后转臂三者处于同一平面内;牵引轴能在前转臂上的长条腰形孔和后转臂上的长条腰形孔的控制范围内相对前转臂绕前转臂轴的转动圆周灵活地做径向往复直线运动,牵引轴的前端相对前转臂的转动中心有远离该中心的最远位置和接近该中心的最近位置两个止动点,分别叫做远心止动点和近心止动点,前转臂上的长条腰形孔和后转臂上的长条腰形孔的开孔位置和长度应确保:远心止动点接近前转臂尾端且确保前转臂和后转臂同步快速转动时由于惯性牵引轴牵引着环形平板扑翼贴近导向板从最下端往上近似直线运动至最上端;近心止动点到前转臂轴的距离大于翼轴到前转臂轴的距离,并确保牵引轴牵引着环形平板扑翼贴近导向板右侧表面向上运动时环形平板扑翼的左边矩形平板和牵引轴顺利从导向板和翼轴之间通过,还应确保牵引轴牵引着环形平板扑翼绕翼轴在翼轴的右边做半圆周运动顺利下扑;前挡板与后挡板结构和尺寸相同,它们均为直径略小于前转臂宽度的表面光滑的圆形平板,它们的作用是防止牵引轴前后运动;前支架、前转臂轴、前转臂、前托臂、前挡板、前从动齿轮、前主动齿轮和前动力轴与后支架、后转臂轴、后转臂、后托臂、后挡板、后从动齿轮、后主动齿轮和后动力轴一一对应地对称安装在导向板的前后两边;前从动齿轮与后从动齿轮结构和尺寸相同,前从动齿轮通过轴承套在前转臂轴上置于前转臂和前支架之间且与前转臂固连,后从动齿轮通过轴承套在后转臂轴上置于后转臂和后支架之间且与后转臂固连;前动力轴与后动力轴结构和尺寸相同,前动力轴通过轴承垂直安装在前支架上,前动力轴的前端伸出前支架的前方,前动力轴的后端安装着与前从动齿轮相啮合的前主动齿轮,后动力轴通过轴承垂直安装在后支架上,后动力轴的后端伸出后支架的后方,后动力轴的前端安装着与后从动齿轮相啮合的后主动齿轮,前动力轴和后动力轴在同一直线上,且处于同一水平面内;前主动齿轮与后主动齿轮结构和尺寸相同。
导向板包含以下三个方面作用:第一,用来限制环形平板扑翼向左侧转动;第二,用作环形平板扑翼上升运行导向;第三,同环形平板扑翼配合产生类似昆虫的“相扑与急张”的运动效果。
为提高扑动效率,组成环形平板扑翼的两块相同的弧形曲面板的中部较厚,以免环形平板扑翼绕翼轴自上向下扑动时空气过多地在翼轴左侧从导向板与环形平板扑翼之间往上流动而影响扑动效率。
为减小环形平板扑翼紧贴导向板滑动时的摩擦,在导向板的适当位置均匀镶上数个用以减小摩擦的滚珠或滚针。
为减小前挡板和后挡板与前转臂和后转臂之间的摩擦,在前挡板和后挡板的内表面的适当位置均匀镶上数个用以减小摩擦的滚珠。
为减小摩擦,将前转臂和后转臂带长条腰形孔的一端改成导轨并分别装上滑块,牵引轴的两端分别与前转臂和后转臂上的滑块相连,同时取消前挡板和后挡板。
为减小牵引轴紧贴环形平板扑翼内壁滑动时的摩擦,在牵引轴周围的适当位置均匀镶上数个用以减小摩擦的滚珠或滚针。
为减小翼轴紧贴环形平板扑翼内壁相对滑动时的摩擦,在翼轴周围的适当位置均匀镶上数个用以减小摩擦的滚珠或滚针,或者翼轴前后两端通过轴承与前托臂和后托臂相连。
从后往前看,本发明装置的工作过程是:动力同时同速同向同步驱动前动力轴和后动力轴,通过前主动齿轮与前从动齿轮和后主动齿轮与后从动齿轮带动前转臂和后转臂分别绕前转臂轴和后转臂轴做同速同向同步的顺时针方向转动,假设起始位置是环形平板扑翼处于贴近导向板的最下端位置,牵引轴处于翼轴的左边并与翼轴在同一水平面上,前转臂和后转臂共同带动牵引轴向上运动,在惯性的作用下,牵引轴由近心止动点移动至远心止动点向上运动牵引着环形平板扑翼贴近导向板右侧表面向上做近似直线运动直至最上端,此时,牵引轴运动到远心止动点被止动了不能继续远离前转臂运动,但前转臂和后转臂继续分别绕前转臂轴和后转臂轴做顺时针转动,于是牵引轴牵引着环形平板扑翼绕翼轴作顺时针方向转动,拨动空气向下运动,产生向上的升力,再加上导向板和环形平板扑翼的共同作用,在导向板和环形平板扑翼之间产生类似昆虫的“相扑与急张”的运动效果,该装置产生升力的效果更明显,效率极高;在环形平板扑翼从最上端位置绕翼轴作顺时针方向转动半个圆周后到最下端位置过程中,牵引轴先由远心止动点移动至近心止动点,此时环形平板扑翼处于水平位置,然后牵引轴再移动至远心止动点,当环形平板扑翼转到贴近导向板的最下位置后,由于前转臂和后转臂继续分别绕前转臂轴和后转臂轴做顺时针转动,牵引轴继续上移至与翼轴处于同一水平面位置,又回到了假设的起始位置,随后进入下一个工作周期。如此连续重复上述过程,该装置能产生很大的升力,效率极高,且结构简单,安全可靠。
附图说明
图1:本发明一种环形平板扑翼升力生成装置当环形平板扑翼位于最下端紧贴导向板右侧表面时的结构示意后视图;
图2:图1的俯视图;
图3:本发明一种环形平板扑翼升力生成装置当环形平板扑翼位于最上端接近导向板右侧表面时的结构示意后视图;
图4:本发明一种环形平板扑翼升力生成装置当环形平板扑翼处于水平位置时的结构示意后视图;
图5:图4的俯视图;
图6:本发明一种环形平板扑翼升力生成装置当环形平板扑翼位于最下端刚好接近导向板时的结构示意俯视图;
图7:在图2的基础上增加了机械式动力同步输入系统;
图8:在图5的基础上增加了机械式动力同步输入系统。
其中,图1中的空心箭头表示环形平板扑翼的移动方向;图1、图3、图4和图6中的带箭头的实线圆弧表示前转臂和后转臂的转动方向;图3和图4中带箭头的虚线圆弧表示环形平板扑翼的扑动方向。
具体实施方式
下面给出本发明的实施方式实例,并结合附图1~8加以说明。
如图1~8所示,本发明装置包括前支架1、后支架2、前转臂轴3、后转臂轴4、前转臂5、后转臂6、牵引轴7、环形平板扑翼8、翼轴9、导向板10、前托臂11、后托臂12、前挡板13、后挡板14、前从动齿轮15、后从动齿轮16、前主动齿轮17、后主动齿轮18、前动力轴19和后动力轴20。前支架1与后支架2结构和尺寸相同,它们相互平行,它们的左端均与机体固连,它们的右端分别与前转臂轴3的前端和后转臂轴4的后端固连;前转臂轴3与后转臂轴4结构和尺寸相同,它们夹在前支架1和后支架2之间且与前支架1和后支架2垂直,前转臂轴3和后转臂轴4的另一端分别与前托臂11和后托臂12的右端固连;前托臂11与后托臂12结构和尺寸相同,前托臂11、后托臂12、前支架1和后支架2四者相互平行且与前转臂轴3和后转臂轴4垂直,前转臂轴3和后转臂轴4处于同一直线上;环形平板扑翼8由四块等宽刚性板光滑连接而成,其中两块为厚度均匀且相等的相同矩形平板,它们互相平行,另两块为相同的弧形曲面板,它们对称固连在两块平行矩形平板的两端;翼轴9从弦长方向即前后方向穿过环形平板扑翼8连接在前托臂11和后托臂12的左端且处于前托臂11和后托臂12之间,翼轴9与扑翼飞行器前进方向一致,且与导向板10平面平行;前支架1、后支架2、前托臂11、后托臂12、前转臂轴3、后转臂轴4和翼轴9处于同一水平面内;导向板10竖直布置于环形平板扑翼8的左侧,导向板10上下对称于过翼轴9的水平面,导向板10与翼轴9之间有一定的空隙,该空隙能满足环形平板扑翼8和牵引轴7在其间灵活运动,导向板10是刚性的,导向板10贴近环形平板扑翼8的一侧是光滑的平面,导向板10的宽度即前后之间尺寸小于前转臂5和后转臂6之间的净空距离,以确保前转臂5和后转臂6的顺利转动,导向板10的高度即上下方向的尺寸大于环形平板扑翼8翼展即环形平板扑翼8的长度的两倍且超过前转臂5和后转臂6的最大活动空间,以便导向板10的上端和下端与机体固连;前转臂5与后转臂6结构和尺寸相同,它们的一端通过轴承分别与前转臂轴3和后转臂轴4垂直连接,前转臂5处于前支架1和前托臂11之间,后转臂6处于后支架2和后托臂12之间,前转臂5和后转臂6能分别在前支架1与前托臂11之间和后支架2与后托臂12之间绕前转臂轴3和后转臂轴4灵活转动,前转臂5绕前转臂轴3的转动平面与后转臂6绕后转臂轴4的转动平面平行,两转动平面均与水平面垂直同时也与导向板10垂直,前转臂5与后转臂6的安装相位相同;前转臂5远离前转臂轴3的一端有一个长条形腰形孔,该孔的宽度略大于牵引轴7的直径,后转臂6远离后转臂轴4的一端也有一个与前转臂5对称的完全相同的长条腰形孔;牵引轴7从弦长方向即前后方向穿过环形平板扑翼8,牵引轴7的前端穿过前转臂5的长条腰形孔与前挡板13垂直固连,牵引轴7的后端穿过后转臂6的长条腰形孔与后挡板14垂直固连,牵引轴7始终保持与前转臂5和后转臂6垂直,且牵引轴7、前转臂5和后转臂6三者处于同一平面内;牵引轴7能在前转臂5上的长条腰形孔和后转臂6上的长条腰形孔的控制范围内相对前转臂5绕前转臂轴3的转动圆周灵活地做径向往复直线运动,牵引轴7的前端相对前转臂5的转动中心有远离该中心的最远位置和接近该中心的最近位置两个止动点,分别叫做远心止动点和近心止动点,前转臂5上的长条腰形孔和后转臂6上的长条腰形孔的开孔位置和长度应确保:远心止动点接近前转臂5尾端且确保前转臂5和后转臂6同步快速转动时由于惯性牵引轴7牵引着环形平板扑翼8贴近导向板10从最下端往上近似直线运动至最上端;近心止动点到前转臂轴3的距离大于翼轴9到前转臂轴3的距离,并确保牵引轴7牵引着环形平板扑翼8贴近导向板10右侧表面向上运动时环形平板扑翼8的左边矩形平板和牵引轴7顺利从导向板10和翼轴9之间通过,还应确保牵引轴7牵引着环形平板扑翼8绕翼轴9在翼轴9的右边做半圆周运动顺利下扑;前挡板13与后挡板14结构和尺寸相同,它们均为直径略小于前转臂5宽度的表面光滑的圆形平板,它们的作用是防止牵引轴7前后运动;前支架1、前转臂轴3、前转臂5、前托臂11、前挡板13、前从动齿轮15、前主动齿轮17和前动力轴19与后支架2、后转臂轴4、后转臂6、后托臂12、后挡板14、后从动齿轮16、后主动齿轮18和后动力轴20一一对应地对称安装在导向板10的前后两边:前从动齿轮15与后从动齿轮16结构和尺寸相同,前从动齿轮15通过轴承套在前转臂轴3上置于前转臂5和前支架1之间且与前转臂5固连,后从动齿轮16通过轴承套在后转臂轴4上置于后转臂6和后支架2之间且与后转臂6固连;前动力轴19与后动力轴20结构和尺寸相同,前动力轴19通过轴承垂直安装在前支架1上,前动力轴19的前端伸出前支架1的前方,前动力轴19的后端安装着与前从动齿轮15相啮合的前主动齿轮17,后动力轴20通过轴承垂直安装在后支架2上,后动力轴20的后端伸出后支架2的后方,后动力轴20的前端安装着与后从动齿轮16相啮合的后主动齿轮18,前动力轴19和后动力轴20在同一直线上,且处于同一水平面内;前主动齿轮17与后主动齿轮18结构和尺寸相同。
导向板10包含以下三个方面作用:第一,用来限制环形平板扑翼8向左侧转动;第二,用作环形平板扑翼8上升运行导向;第三,同环形平板扑翼8配合产生类似昆虫的“相扑与急张”的运动效果。
为提高扑动效率,组成环形平板扑翼8的两块相同的弧形曲面板的中部较厚,以免环形平板扑翼8绕翼轴9自上向下扑动时空气过多地在翼轴9左侧从导向板10与环形平板扑翼8之间往上流动而影响扑动效率。
为减小环形平板扑翼8紧贴导向板10滑动时的摩擦,在导向板10的适当位置均匀镶上数个用以减小摩擦的滚珠或滚针。
为减小前挡板13和后挡板14与前转臂5和后转臂6之间的摩擦,在前挡板13和后挡板14的内表面的适当位置均匀镶上数个用以减小摩擦的滚珠。
为减小摩擦,将前转臂5和后转臂6带长条腰形孔的一端改成导轨并分别装上滑块,牵引轴7的两端分别与前转臂5和后转臂6上的滑块相连,同时取消前挡板13和后挡板14。
为减小牵引轴7紧贴环形平板扑翼8内壁滑动时的摩擦,在牵引轴7周围的适当位置均匀镶上数个用以减小摩擦的滚珠或滚针。
为减小翼轴9紧贴环形平板扑翼8内壁相对滑动时的摩擦,在翼轴9周围的适当位置均匀镶上数个用以减小摩擦的滚珠或滚针,或者翼轴9前后两端通过轴承与前托臂11和后托臂12相连。
从后往前看,本发明装置的工作过程是:动力同时同速同向同步驱动前动力轴19和后动力轴20,通过前主动齿轮17与前从动齿轮15和后主动齿轮18与后从动齿轮16带动前转臂5和后转臂6分别绕前转臂轴3和后转臂轴4做同速同向同步的顺时针方向转动,假设起始位置是环形平板扑翼8处于贴近导向板10的最下端位置,牵引轴7处于翼轴9的左边并与翼轴9在同一水平面上,前转臂5和后转臂6共同带动牵引轴7向上运动,在惯性的作用下,牵引轴7由近心止动点移动至远心止动点向上运动牵引着环形平板扑翼8贴近导向板10右侧表面向上做近似直线运动直至最上端,此时,牵引轴7运动到远心止动点被止动了不能继续远离前转臂5运动,但前转臂5和后转臂6继续分别绕前转臂轴3和后转臂轴4做顺时针转动,于是牵引轴7牵引着环形平板扑翼8绕翼轴9作顺时针方向转动,拨动空气向下运动,产生向上的升力,再加上导向板10和环形平板扑翼8的共同作用,在导向板10和环形平板扑翼8之间产生类似昆虫的“相扑与急张”的运动效果,该装置产生升力的效果更明显,效率极高;在环形平板扑翼8从最上端位置绕翼轴9作顺时针方向转动半个圆周后到最下端位置过程中,牵引轴7先由远心止动点移动至近心止动点,此时环形平板扑翼8处于水平位置,然后牵引轴7再移动至远心止动点,当环形平板扑翼8转到贴近导向板10的最下位置后,由于前转臂5和后转臂6继续分别绕前转臂轴3和后转臂轴4做顺时针转动,牵引轴7继续上移至与翼轴9处于同一水平面位置,又回到了假设的起始位置,随后进入下一个工作周期。如此连续重复上述过程,该装置能产生很大的升力,效率极高,且结构简单,安全可靠。
用两台发动机分别带动前动力轴19和后动力轴20时,可用电子的方式控制同步;用一台发动机驱动本发明装置时,为了能让前动力轴19和后动力轴20同步转动,安装了一种机械式动力同步输入系统,该系统包括:主轴27、前主动链轮25、后主动链轮26、前从动链轮21、后从动链轮22、前链条23和后链条24;前后两套链传动系统完全相同,动力施加在主轴27上;主轴27置于前转臂5和后转臂6的最大活动范围之外,主轴27水平贯穿前支架1和后支架2通过轴承与前支架1和后支架2相连,主轴27与翼轴9平行,主轴27的前端与前动力轴19之间通过前主动链轮25、前链条23和前从动链轮21相连,主轴27的后端与后动力轴20之间通过后主动链轮26、后链条24和后从动链轮22相连;用于轻型或微型扑翼飞行器时,链传动方式可改为同步带传动方式。
下面举例简单说明该发明装置使用在扑翼飞行器上的情形:
例1、使用两个相同的本发明装置,从扑翼飞行器正后方往前看,两装置左右对称排列于机身的两侧,两装置的导向板紧贴机身安装,环形平板扑翼朝外,两装置的翼轴都与扑翼飞行器前进方向一致,且两翼轴处于同一水平面内,两装置的导向板与机身纵向对称面平行,机身右边装置的环形平板扑翼在动力的驱动下做顺时针下扑,机身左边装置的环形平板扑翼在动力的驱动下做逆时针下扑,两装置均产生向上的升力。两装置可以同步联动驱动,也可以独立驱动,机动性能良好。将两装置的环形平板扑翼固定在接近水平位置时,扑翼飞行器可进行滑翔飞行,安全性能良好。
例2、使用两组本发明装置,每组为三个结构相同的该发明装置前、中、后直线排列,每组中:前面装置和后面装置完全相同,中间装置除环形平板扑翼的宽度即弦长为前面装置的两倍外其它尺寸均与前面装置相同,三装置的翼轴处在同一直线上,三装置的环形平板扑翼靠同一边布置,前后装置相位相同,中间装置与前后装置相位相差90°,即当中间装置的环形平板扑翼处于水平位置时,前后装置的环形平板扑翼刚好同时处于竖直方向的最高位置。从扑翼飞行器正后方往前看,两组装置左右对称排列于机身的两侧,它们的导向板都靠内,环形平板扑翼都靠外,两组装置的翼轴都与扑翼飞行器前进方向一致,且所有翼轴处于同一水平面内,两组装置的导向板均与机身纵向对称面平行,机身右边装置的环形平板扑翼在动力的驱动下做顺时针下扑,机身左边装置的环形平板扑翼在动力的驱动下做逆时针下扑。将两组中的前后装置的环形平板扑翼固定在接近水平位置时,扑翼飞行器可进行滑翔飞行,安全性能良好。

Claims (9)

1.一种环形平板扑翼升力生成装置,其特征在于:它包括前支架(1)、后支架(2)、前转臂轴(3)、后转臂轴(4)、前转臂(5)、后转臂(6)、牵引轴(7)、环形平板扑翼(8)、翼轴(9)、导向板(10)、前托臂(11)、后托臂(12)、前挡板(13)、后挡板(14)、前从动齿轮(15)、后从动齿轮(16)、前主动齿轮(17)、后主动齿轮(18)、前动力轴(19)和后动力轴(20);前支架(1)与后支架(2)相互平行,它们的左端均与机体固连,它们的右端分别与前转臂轴(3)的前端和后转臂轴(4)的后端固连;前转臂轴(3)与后转臂轴(4)夹在前支架(1)和后支架(2)之间且与前支架(1)和后支架(2)垂直,前转臂轴(3)和后转臂轴(4)的另一端分别与前托臂(11)和后托臂(12)的右端固连;前托臂(11)、后托臂(12)、前支架(1)和后支架(2)四者相互平行且与前转臂轴(3)和后转臂轴(4)垂直,前转臂轴(3)和后转臂轴(4)处于同一直线上;环形平板扑翼(8)由四块等宽刚性板光滑连接而成,其中两块为厚度均匀且相等的相同矩形平板,它们互相平行,另两块为相同的弧形曲面板,它们对称固连在两块平行矩形平板的两端;翼轴(9)从弦长方向即前后方向穿过环形平板扑翼(8)连接在前托臂(11)和后托臂(12)的左端且处于前托臂(11)和后托臂(12)之间,翼轴(9)与扑翼飞行器前进方向一致,且与导向板(10)平面平行;前支架(1)、后支架(2)、前托臂(11)、后托臂(12)、前转臂轴(3)、后转臂轴(4)和翼轴(9)处于同一水平面内;导向板(10)竖直布置于环形平板扑翼(8)的左侧,导向板(10)上下对称于过翼轴(9)的水平面,导向板(10)与翼轴(9)之间有一定的空隙,该空隙能满足环形平板扑翼(8)和牵引轴(7)在其间灵活运动,导向板(10)是刚性的,导向板(10)贴近环形平板扑翼(8)的一侧是光滑的平面,导向板(10)的宽度即前后之间尺寸小于前转臂(5)和后转臂(6)之间的净空距离,以确保前转臂(5)和后转臂(6)的顺利转动,导向板(10)的高度即上下方向的尺寸大于环形平板扑翼(8)翼展即环形平板扑翼(8)的长度的两倍且超过前转臂(5)和后转臂(6)的最大活动空间,以便导向板(10)的上端和下端与机体固连;前转臂(5)与后转臂(6)的一端通过轴承分别与前转臂轴(3)和后转臂轴(4)垂直连接,前转臂(5)处于前支架(1)和前托臂(11)之间,后转臂(6)处于后支架(2)和后托臂(12)之间,前转臂(5)和后转臂(6)能分别在前支架(1)与前托臂(11)之间和后支架(2)与后托臂(12)之间绕前转臂轴(3)和后转臂轴(4)灵活转动,前转臂(5)绕前转臂轴(3)的转动平面与后转臂(6)绕后转臂轴(4)的转动平面平行,两转动平面均与水平面垂直同时也与导向板(10)垂直,前转臂(5)与后转臂(6)的安装相位相同;前转臂(5)远离前转臂轴(3)的一端有一个长条形腰形孔,该孔的宽度略大于牵引轴(7)的直径,后转臂(6)远离后转臂轴(4)的一端也有一个与前转臂(5)对称的完全相同的长条腰形孔;牵引轴(7)从弦长方向即前后方向穿过环形平板扑翼(8),牵引轴(7)的前端穿过前转臂(5)的长条腰形孔与前挡板(13)垂直固连,牵引轴(7)的后端穿过后转臂(6)的长条腰形孔与后挡板(14)垂直固连,牵引轴(7)始终保持与前转臂(5)和后转臂(6)垂直,且牵引轴(7)、前转臂(5)和后转臂(6)三者处于同一平面内;牵引轴(7)能在前转臂(5)上的长条腰形孔和后转臂(6)上的长条腰形孔的控制范围内相对前转臂(5)绕前转臂轴(3)的转动圆周灵活地做径向往复直线运动,牵引轴(7)的前端相对前转臂(5)的转动中心有远离该中心的最远位置和接近该中心的最近位置两个止动点,分别叫做远心止动点和近心止动点,前转臂(5)上的长条腰形孔和后转臂(6)上的长条腰形孔的开孔位置和长度应确保:远心止动点接近前转臂(5)尾端且确保前转臂(5)和后转臂(6)同步快速转动时由于惯性牵引轴(7)牵引着环形平板扑翼(8)贴近导向板(10)从最下端往上近似直线运动至最上端;近心止动点到前转臂轴(3)的距离大于翼轴(9)到前转臂轴(3)的距离,并确保牵引轴(7)牵引着环形平板扑翼(8)贴近导向板(10)右侧表面向上运动时环形平板扑翼(8)的左边矩形平板和牵引轴(7)顺利从导向板(10)和翼轴(9)之间通过,还应确保牵引轴(7)牵引着环形平板扑翼(8)绕翼轴(9)在翼轴(9)的右边做半圆周运动顺利下扑;前从动齿轮(15)通过轴承套在前转臂轴(3)上置于前转臂(5)和前支架(1)之间且与前转臂(5)固连,后从动齿轮(16)通过轴承套在后转臂轴(4)上置于后转臂(6)和后支架(2)之间且与后转臂(6)固连;前动力轴(19)通过轴承垂直安装在前支架(1)上,前动力轴(19)的前端伸出前支架(1)的前方,前动力轴(19)的后端安装着与前从动齿轮(15)相啮合的前主动齿轮(17),后动力轴(20)通过轴承垂直安装在后支架(2)上,后动力轴(20)的后端伸出后支架(2)的后方,后动力轴(20)的前端安装着与后从动齿轮(16)相啮合的后主动齿轮(18),前动力轴(19)和后动力轴(20)在同一直线上,且处于同一水平面内。
2.根据权利要求1所述的一种环形平板扑翼升力生成装置,其特征在于:组成环形平板扑翼(8)的两块相同的弧形曲面板的中部较厚。
3.根据权利要求1所述的一种环形平板扑翼升力生成装置,其特征在于:为减小环形平板扑翼(8)紧贴导向板(10)滑动时的摩擦,在导向板(10)的适当位置均匀镶上数个用以减小摩擦的滚珠或滚针。
4.根据权利要求1所述的一种环形平板扑翼升力生成装置,其特征在于:为减小前挡板(13)和后挡板(14)与前转臂(5)和后转臂(6)之间的摩擦,在前挡板(13)和后挡板(14)的内表面的适当位置均匀镶上数个用以减小摩擦的滚珠。
5.根据权利要求1所述的一种环形平板扑翼升力生成装置,其特征在于:为减小摩擦,将前转臂(5)和后转臂(6)带长条腰形孔的一端改成导轨并分别装上滑块,牵引轴(7)的两端分别与前转臂(5)和后转臂(6)上的滑块相连,同时取消前挡板(13)和后挡板(14)。
6.根据权利要求1所述的一种环形平板扑翼升力生成装置,其特征在于:为减小牵引轴(7)紧贴环形平板扑翼(8)内壁滑动时的摩擦,在牵引轴(7)周围的适当位置均匀镶上数个用以减小摩擦的滚珠或滚针。
7.根据权利要求1所述的一种环形平板扑翼升力生成装置,其特征在于:为减小翼轴(9)紧贴环形平板扑翼(8)内壁相对滑动时的摩擦,在翼轴(9)周围的适当位置均匀镶上数个用以减小摩擦的滚珠或滚针,或者翼轴(9)前后两端通过轴承与前托臂(11)和后托臂(12)相连。
8.根据权利要求1所述的一种环形平板扑翼升力生成装置,其特征在于:用两台发动机分别带动前动力轴(19)和后动力轴(20)时,用电子的方式控制同步;用一台发动机驱动本发明装置时,采用机械式动力同步输入系统,该系统为链传动方式或同步带传动方式。
9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的一种环形平板扑翼升力生成装置,其特征在于:在同一扑翼飞行器上使用两个或6个该装置,它们成对地对称排列于机身的左右两侧,它们的翼轴(9)与扑翼飞行器前进方向一致,它们的导向板(10)与扑翼飞行器的纵向对称面平行且成对地对称固连在机身的左右两侧。
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