CN104802990A - 一种可折叠扑翼与固定翼耦合构型飞行器设计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可折叠扑翼与固定翼耦合构型飞行器设计，扑翼前缘是由内、中、外三段杆状结构通过铰链连接成为可折叠的扑动杆，飞行时该扑动杆展开为直线形，驱动扑翼上下扑动产生升力和推力，降落后扑动杆折叠成为“U”字形，显著降低飞行器特征尺寸；固定翼为轻质壳结构，飞行时两侧壳结构展开位于扑翼上方，起到固定翼升力面作用，有效提升飞行器的气动效率，而在扑动杆折叠成“U”字形后，两侧壳结构随之收起组成一个坚固严密的半包围壳结构，将折叠后的扑动杆及飞行器其它部件罩在里面，在减小飞行器所占空间的同时，大大提升了飞行器整体安全性，便于贮存和运输。

Description

一种可折叠扑翼与固定翼耦合构型飞行器设计

技术领域

本发明属于微小型飞行器设计及制造技术领域，具体地说是涉及可折叠扑翼与固定翼相结合的微小型飞行器设计方法及制造技术。

背景技术

1992年，美国兰德公司提交美国DARPA(Defense Advanced Research Project Agency，国防高级研究计划署)的一份关于未来军事技术的研究报告首次提出了微型飞行器的概念。与常规无人飞行器相比，微小型飞行器具有体积小、重量轻、成本低的飞行平台优势，操纵方便、机动灵活、噪音小、隐蔽性好，无论是在军事领域还是在民用领域，都有十分广阔的应用前景，因而引起了世界各国的广泛关注。

传统微小型飞行器按飞行特点可分为三类：固定翼、旋翼和扑翼。

微小型固定翼飞行器的特点是结构简单、固定翼技术积累比较成熟，目前研究得较好的微小型固定翼飞行器有Sanders公司研制的“Micro Star”，AeroVironment公司研制的“BlackWidow”以及美国海军研究实验室开发的“MITE”等，但是这类飞行器需要一定的飞行速度产生升力才能停留在空中，并且由于尺寸的限制导致最小平飞速度较大，限制了微小型固定翼飞行器的应用范围。

微小型旋翼飞行器的特点是能够垂直起降和悬停，这一特点在很大程度上扩展了此种飞行器在军事和民用领域内的应用，比较成功的有Lutronix与Auburn大学合作研制的“Kolibri”、日本东京大学利用MEMS(Micro-Electro-Mechanic System，微机电系统)技术研制的一种翼展仅为4毫米的旋翼飞行装置以及上海交通大学研制的双螺旋桨微型飞行器。然而，由于旋翼系统的结构复杂，当整体尺寸减小时这一缺点更加明显，而且在尺寸较小时，旋翼飞行器的气动效率非常低，飞行稳定性和抗干扰性能较差，并且运输过程中旋翼结构所占空间较大、易于损坏，这些缺点使得微小型旋翼飞行器的制造及应用受到了较大影响。

微小型扑翼飞行器是采用仿鸟或昆虫等自然界的飞行生物产生气动力的原理而形成的一种仿生飞行器，它的特点在于可以利用较好的仿生效果通过尾迹气流捕获等升力机制得到较高升力，节省能量，并且在小尺寸情况下的气动效率比固定翼及旋翼飞行器要高，目前研究得较为成熟的有加州理工学院、AeroVironment公司及加州大学共同研制的“MicroBat”，美国佐治亚理工大学研制的仿昆虫微型飞行器“Entomopter”，AeroVironment公司研制的超级蜂鸟以及中国西北工业大学研制的“信鸽”等。但是由于目前的仿生以及MEMS技术发展得还不能达到理想的仿生效果，因此现有的微小型扑翼飞行器尽管可以很好地实现飞行(如AeroVironment公司研制的超级蜂鸟)，但有效载荷很低，或者为了达到提升有效载荷的目的不得不采取较大尺寸的构型，比如德国Festo公司研制的“SmartBird”的翼展达到了1.2米，重量达到500克，这些缺点使得微小型扑翼飞行器在需要较大有效载荷的应用方面受到了很大制约。而且，目前的微小型扑翼飞行器扑翼及尾翼均采用柔性的翼膜材料，容易破坏，翼展较大，所占空间大，给贮存和运输过程带来诸多不便。

在现有技术条件下，增大有效载荷、结构安全可靠、便于运输和贮存是微小型飞行器的重要发展方向。根据国内外研究结果，微小型飞行器的技术难点主要有低雷诺数下的升阻比剧烈下降和升力曲线非线性变化，动力和能源密度偏低，有效飞行控制难度大，飞行稳定性差等。而根据三种微小型飞行器的特点，可以发现三种形式均存在各自的技术缺点，难以通过单一的构型达到以上要求。

在自然界中的飞行昆虫中，鞘翅目(Coleoptera，通称甲虫)是昆虫纲第一大目，种类繁多，如常见的瓢虫等均属于此目。鞘翅目昆虫的前翅强烈骨骼化、坚硬，后翅为膜质，后翅平时折叠于前翅内。在飞行过程中，鞘翅目的前飞速度一般都不大；而在地面上活动时，坚硬的前翅能够有效保护后翅的完整以及自身的安全。因此，鞘翅目昆虫仿生飞行器在理论上能够满足以上对于微小型飞行器的设计需求。

发明内容

为了克服目前传统构型微小型飞行器气动效率低的缺点，解决对现有微小型飞行器的尺寸和有效载荷要求的矛盾，并满足微小型飞行器具备结构安全可靠、便于运输和贮存的特点，本发明提出了一种可折叠扑翼与固定翼耦合构型飞行器设计。

本发明为了解决其技术问题所采取的技术方案是利用了一种可折叠扑翼与固定翼耦合构型，所述的可折叠扑翼与固定翼耦合构型为：两侧可折叠扑翼与固定翼结构关于机身平面对称；扑翼前缘是由内、中、外三段杆状结构通过铰链连接成为可折叠的扑动杆，飞行器飞行时该扑动杆展开为直线形，驱动扑翼上下扑动产生升力和推力，飞行器降落后扑动杆向机身方向折叠成为“U”字形，两侧的“U”字形开口相对，显著降低飞行器特征尺寸；固定翼为轻质壳结构，飞行器飞行时两侧壳结构展开位于扑翼上方，起到固定翼升力面作用，有效提升飞行器的气动效率，而在扑动杆折叠成“U”字形后，两侧壳结构随之收起组成一个坚固严密的半包围壳结构，将折叠后的扑动杆及飞行器其它部件罩在里面，在减小飞行器所占空间的同时，大大提升了飞行器整体安全性，便于贮存和运输。

利用所述的可折叠扑翼与固定翼耦合构型设计的微小型飞行器可以通过以下技术方案实现。

本发明提供一种可折叠扑翼与固定翼耦合构型飞行器，包括左固定翼(1)、左外杆(2)、左中杆(3)、左内杆(4)、机身(5)、尾翼(6)、右内杆(7)、右中杆(8)、右外杆(9)和右固定翼(10)，其中，左固定翼(1)、左外杆(2)、左中杆(3)、左内杆(4)组成左侧可折叠扑翼与固定翼耦合构型，右内杆(7)、右中杆(8)、右外杆(9)和右固定翼(10)组成右侧可折叠扑翼与固定翼耦合构型，左侧可折叠扑翼与固定翼耦合构型和右侧可折叠扑翼与固定翼耦合构型相对于机身(5)左右对称，所示尾翼(6)固定在机身(5)上。

其中，将左外杆(2)、左中杆(3)、左内杆(4)分别通过左外杆环(2b)与左中杆外环(3d)铰接、左中杆内环(3b)与左内杆外环(4c)铰接装配成为左扑动杆，此时所述左扑动杆可在左外杆限位块(2a)和左中杆限位块(3a)的限制下展开成直线型作为左扑翼前缘扑动杆，也可以在左外杆左中杆限位杆(3e)和左内杆限位杆(4d)的限制下折叠成“U”形；将左内杆内环(4a)与机身左纵耳孔(5c)铰接，此时所述的左扑动杆展开后可以在驱动系统作用下绕机身左纵耳孔(5c)轴线上下扑动；左固定翼(1)与机身(5)通过左固定翼耳孔(1d)与机身左横耳孔(5a)螺栓连接，飞行时左固定翼展开，左固定翼壳体平面(1b)与机身主体(5e)平行，降落后左固定翼收起，左固定翼壳体平面(1b)与机身主体(5e)垂直；机身尾部安装尾翼(6)用以进行飞行控制；机身右侧各组件按照与左侧对称原则安装，安装方法和结构相同。

由于本发明的创新之处在于飞行器构型本身，故未将飞行器柔性翼膜、驱动系统、能源及控制系统包括在本发明之中。

本发明的有益效果有：

(1)本发明的可折叠扑翼与固定翼耦合构型飞行器在前飞时同时由固定翼和扑翼提供升力，相对于传统固定翼飞行器降低了最小平飞速度，提高了飞行器整体气动效率，显著增加微小型飞行器有效载荷；

(2)本发明的可折叠扑翼能够根据不同的需要改变外形，相对于传统扑翼飞行器更加便于运输和贮存；

(3)本发明的固定翼能够在飞行时起到升力面作用，在降落收起时起到保护机身结构安全的作用，有效提升了飞行器的可靠性和可重复使用性；

(4)本发明的可折叠扑翼与固定翼收放机构简单可靠，易于实现，具有良好的可维修性。

附图说明

图1是本发明的微小型飞行器的轴测图；

图2是图1的A、B、C局部视图；

图3是机身轴测图及其D局部视图；

图4是左内杆轴测图及其E、F局部视图；

图5是左中杆俯视图及其G、H局部视图；

图6是左外杆俯视图及其I局部视图；

图7是左扑动杆展开直线形轴测图及其J、K局部视图；

图8是左扑动杆折叠“U”字形轴测图及其L、M局部视图；

图9是左固定翼轴测图及其N局部视图；

图10、图11、图12、图13、图14、图15是扑翼折叠过程及固定翼收起过程示意图；

图16是安装翼膜后的飞行器飞行示意图。

图中：

1-左固定翼；    2-左外杆；             3-左中杆；         4-左内杆；

5-机身；        6-尾翼；               7-右内杆；         8-右中杆；

9-右外杆；      10-右固定翼。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的可折叠扑翼与固定翼耦合构型飞行器作详细说明。

本发明提供一种可折叠扑翼与固定翼耦合构型飞行器，如图1、图2及图3所示，所述飞行器机身主体5e两侧可折叠扑翼及固定翼结构关于机身主体5e对称安装。左扑翼前缘是由左外杆2、左中杆3、左内杆4依次通过铰接装配成为左扑动杆，其中左外杆内环2b与左中杆外环3d铰接、左中杆内环3b与左内杆外环4c铰接；飞行器飞行时该左扑动杆展开为直线形，驱动扑翼上下扑动产生升力和推力，如图7所示；飞行器降落后左扑动杆向机身主体5e方向折叠成为“U”字形，左扑动杆和右扑动杆折叠成的两个“U”字形开口相对，显著降低飞行器特征尺寸，如图8所示。左固定翼1为轻质壳结构；飞行器飞行时左固定翼1展开位于左扑翼上方，起到固定翼升力面作用，有效提升飞行器的气动效率，如图1所示；而在扑动杆折叠成“U”字形后，两侧壳结构的固定翼随之收起组成一个坚固严密的半包围壳结构，将折叠后的扑动杆及飞行器其它部件罩在里面，如图15所示，在减小飞行器所占空间的同时，大大提升了飞行器整体安全性，便于贮存和运输。

本发明提供一种可折叠扑翼与固定翼耦合构型飞行器，如图1，包括左固定翼1、左外杆2、左中杆3、左内杆4、机身5、尾翼6、右内杆7、右中杆8、右外杆9和右固定翼10。

所述机身5也是左右对称结构，所述机身5包括机身左横耳孔5a、机身左横耳片5b、机身左纵耳孔5c、机身左纵耳片5d、机身主体5e和起落架5f(机身右侧对应结构未列出)，如图3所示。机身主体5e为轻质薄板结构，在其上靠前位置固定片状结构的机身左横耳片5b及机身左纵耳片5d，其中机身左横耳片5b表面平行于水平面，而机身左纵耳片5d表面垂直于水平面，此时机身左横耳片5b、机身左纵耳片5d以及机身主体5e的表面两两相互垂直。所述机身左横耳片5b要比机身左纵耳片5d的位置更靠近机身主体5e的前上部，目的是要使左固定翼1在展开和收起过程中不与左内杆4发生碰撞，同时使得飞行器在正常飞行过程中固定翼与扑翼相互耦合的气动效率达到最高。在机身左横耳片5b及机身左纵耳片5d的表面上分别开有机身左横耳孔5a及机身左纵耳孔5c，所述机身左横耳孔5a的轴线垂直于机身左横耳片5b的表面，所述机身左纵耳孔5c的轴线垂直于机身左纵耳片5d的表面。机身左横耳孔5a用于螺栓连接左固定翼耳孔1d，实现左固定翼1的展开、收起和固定；所述机身左纵耳孔5c用于铰接左内杆内环4a，实现左扑动杆绕机身左纵耳孔5c的轴线上下扑动。

所述左内杆4包括左内杆内环4a、左内杆前缘4b、左内杆外环4c和左内杆限位杆4d，如图4所示。其中，左内杆前缘4b与左内杆限位杆4d均为相同尺寸正方形横截面的直杆结构，左内杆前缘4b的一端固定在左内杆内环4a的外缘，另一端固定在左内杆外环4c外缘上；左内杆内环4a与左内杆外环4c的轴线相互垂直，且均与左内杆前缘4b的中轴线相交；左内杆内环4a与左内杆外环4c的厚度为左内杆前缘4b横截面边长的一半，左内杆内环4a的前表面与左内杆前缘4b的前表面共面，左内杆前缘4b、左内杆外环4c和左内杆限位杆4d三者的上表面共面。左内杆限位杆4d一端固定在左内杆外环4c外缘，其轴线垂直于左内杆外环4c和左内杆前缘4b的轴线，并且其轴线相对于左内杆外环4c的轴线向左内杆内环4a方向偏移左内杆前缘4b横截面边长的距离，目的是使其能够限制左中杆前缘3c的位置，使左扑动杆在折叠时左中杆前缘3c与左内杆前缘4b的轴线垂直，如图8的L局部视图所示。

所述左中杆3包括左中杆限位块3a、左中杆内环3b、左中杆前缘3c、左中杆外环3d和左中杆限位杆3e，如图5所示。左中杆限位块3a、左中杆前缘3c和左中杆限位杆3e的横截面形状和尺寸与左内杆前缘4b相同，左中杆内环3b、左中杆外环3d各几何尺寸与左内杆外环4c完全相同，左中杆前缘3c与左内杆前缘4b长度相同；左中杆限位杆3e与左内杆限位杆4d的长度决定了扑翼(带翼膜)的整体刚度。左中杆前缘3c一端固定于左中杆内环3b外缘，二者垂直并且相交，左中杆前缘3c、左中杆内环3b和左中杆限位块3a三者的下表面共面。左中杆限位块3a一端固定于左中杆内环3b外缘，其轴线平行于左中杆前缘3c轴线，且相对于后者向前平移左中杆限位块3a横截面边长的距离，使得左扑动杆展开后左中杆前缘3c和左内杆前缘4b的轴线共线，如图7的K局部视图所示。左中杆前缘3c、左中杆外环3d与左中杆限位杆3e的相互位置关系，与左内杆前缘4b、左内杆外环4c与左内杆限位杆4d的相互位置关系相同，如图5的G局部视图所示，其中左中杆限位杆3e能够限制左外杆前缘2c的位置，使左扑动杆在折叠时左外杆前缘2c与左中杆前缘3c的轴线垂直，如图8的M局部视图所示。

所述左外杆2包括左外杆限位块2a、左外杆内环2b和左外杆前缘2c，如图6所示。左外杆限位块2a、左外杆内环2b和左外杆前缘2c的各个几何尺寸分别与左中杆限位块3a、左中杆内环3b和左中杆前缘3c相同，且相对位置关系也完全对应相同。左外杆限位块2a的作用是使得左扑动杆展开后左外杆前缘2c和左中杆前缘3c的轴线共线，如图7的J局部视图所示。

所述左固定翼1包括左固定翼壳体曲面1a、左固定翼壳体平面1b、左固定翼耳片1c、左固定翼耳孔1d，如图9所示。其中，左固定翼耳片1c为片状结构，垂直固定于左固定翼壳体平面1b，平行于水平面。在左固定翼耳片1c上开有左固定翼耳孔1d，左固定翼耳孔1d轴线垂直于左固定翼耳片1c平面。左固定翼壳体平面1b在靠近机身5的部分开有小槽，目的是在左固定翼1在收起和展开过程中不与机身5和左内杆4发生碰撞。左固定翼壳体曲面1a具有一定的弯度和弧度，使其既可以在左固定翼1展开后正常飞行时能够起到固定翼作用提供升力，又可以在收起后与右侧对应结构共同组成关于机身主体5e对称的半包围壳结构，将折叠后的扑翼和尾翼包围在内。

所述尾翼6为常规扑翼飞行器的尾翼，这里无需详细介绍。

上述各部件的装配过程为：

首先将左内杆内环4a与机身左纵耳孔5c共轴铰接在一起，左内杆内环4a后表面与机身左纵耳片5d共面，此时左内杆4能够绕机身左纵耳孔5c的轴线在竖直平面内上下扑动。如图7、图8所示，分别将左中杆内环3b与左内杆外环4c、左中杆外环3d与左外杆内环2b共轴铰接在一起，此时左内杆前缘4b、左中杆前缘3c、左外杆前缘2c三者的轴线共面，左扑动杆装配完成，左外杆2、左中杆3可以在限位杆(左内杆限位杆4d和左中杆限位杆3e)和限位块(左中杆限位块3a和左外杆限位块2a)的限制下完成左扑动杆的展开和折叠。将左固定翼耳孔1d与机身左横耳孔5a用螺栓固定，左固定翼耳片1c的上表面与机身左横耳片5b的下表面共面，此时左固定翼1可以绕机身左横耳孔5a的轴线前后摆动，紧固螺栓后能够使其保持在展开或者收起状态。在机身主体5e的后侧上部以球铰安装尾翼6，使得尾翼6能在控制系统控制下实现飞行器的航向及俯仰操纵。

由于两侧可折叠扑翼、固定翼及机身结构关于机身主体5e对称，因此这里仅详细介绍左侧结构及其安装过程，右侧结构按照对称原则即可完成设计制作和安装。又本发明创新之处在于飞行器构型本身，故未将飞行器柔性翼膜、驱动系统、能源及控制系统的选择设计及安装包括在内。

扑翼折叠过程及固定翼收起过程分为6个时刻：

如图10至图13为扑翼折叠过程示意图：时刻1/6，外杆开始折叠；时刻2/6，外杆折叠完毕；时刻3/6，中杆开始折叠；时刻4/6，中杆折叠完毕，此时扑翼折叠完毕。图14至图15为固定翼收起过程示意图：时刻5/6，固定翼开始收起，时刻6/6，固定翼收起完毕，此时飞行器扑翼、尾翼及机身等结构均处于固定翼组成的壳结构保护之中。

本发明的微小型飞行器耦合了扑翼与固定翼构型。实验表明，扑翼产生的升力和推力与其前飞迎角以及速度密切相关，平飞过程中通过尾翼配平使得扑翼和固定翼均处在合适的迎角状态，柔性扑翼扑动同时产生升力和推力(推力用于克服前飞阻力)，与此同时固定翼也提供升力，因此飞行器整体气动效率相较于传统的固定翼和扑翼飞行器更高。而由于气动效率的提高，飞行器所需最小飞行速度进一步降低，这使得此构型微小型飞行器更适合执行侦察、探测等任务。安装翼膜后的飞行器飞行示意图如图16所示。

本发明的微小型飞行器仿生鞘翅目昆虫，在非飞行状态下，扑翼机构可方便折叠，减小特征尺寸，显著降低占用空间，利于贮存和运输；固定翼可以收起组成半包围的壳结构，将折叠后的扑翼、尾翼及机身结构保护起来，有效提高飞行器的结构安全性。整体结构和机构简单可靠，使用维护性能良好。

实施例：

本例中给出一组本发明的微小型飞行器各参数设计尺寸，结合以上关于本发明的微小型飞行器的制作步骤：

第一步，机身、各杆件及固定翼均使用碳纤维板或杆，扑翼及尾翼的翼膜采用聚氯乙烯薄膜；

第二步，左内杆前缘4b横截面是边长为2mm的正方形，长度为150mm，左内杆限位杆4d长度为120mm，左内杆外环4c的内外径分别为2mm和4mm；左中杆限位块3a长度为10mm，左中杆限位杆3e长度为60mm；机身左横耳孔5a和机身左纵耳孔5c的轴线距离机身主体5e的中心平面距离10mm，机身左横耳孔5a轴线距离机身左纵耳片5d为27.5mm，机身左纵耳孔5c轴线在机身左横耳片5b之下8mm，机身主体5e的厚度为4mm；其余各杆件尺寸均可按照以上要求确定；

第三步，俯视左固定翼1展开后的飞行器，左固定翼壳体曲面1a由内外两部分组成，外部为椭球体表面包含长短半轴的1/8曲面，该椭球体半长轴为230mm，半短轴为180mm；内部为半径180mm、长度230mm的1/4圆柱面；

第四步，左侧扑翼展长为450mm，弦长为225mm，扑翼前缘为直线形，扑翼后缘呈抛物线形状，弦长最大处后缘点为抛物线顶点，且将该点固定于机身主体5e的左侧表面上；尾翼为圆角的等腰梯形，上下底分别为50mm和150mm，高120mm；将上底中点球铰接与机身主体5后部，铰接点距离机身左纵耳片5d的水平距离为265mm；

第五步，选取小型航空电动机，电源为锂电池；使用普通舵机；

第六步，按照以上说明装配各零部件，并进一步装配电动机、相应的传统机构、电源、舵机、翼膜及尾翼等，进行调试。

本实施例，飞行器整体翼展910mm，折叠后翼展为320mm，显著降低了有效尺寸；通过多次试飞调整尾翼安装角度，最终实现了飞行器以较低速度定直平飞，并可以通过尾翼操纵改变航向和俯仰状态。

Claims (7)

1.一种可折叠扑翼与固定翼耦合构型飞行器，其特征在于：包括左固定翼、左外杆、左中杆、左内杆、机身、尾翼、右内杆、右中杆、右外杆和右固定翼；其中，左固定翼、左外杆、左中杆、左内杆组成左侧可折叠扑翼与固定翼耦合构型，右内杆、右中杆、右外杆和右固定翼组成右侧可折叠扑翼与固定翼耦合构型，左侧可折叠扑翼与固定翼耦合构型和右侧可折叠扑翼与固定翼耦合构型相对于机身左右对称，所示尾翼固定在机身上；左外杆、左中杆、左内杆组成左扑动杆，右内杆、右中杆、右外杆组成右扑动杆，在飞行时左扑动杆和右扑动杆展开成直线型，降落后左扑动杆和右扑动杆分别折叠成“U”形，并且两个“U”形结构开口相对；飞行时左固定翼和右固定翼展开，左固定翼和右固定翼壳体平面与机身主体平行，降落后左固定翼和右固定翼收起，左固定翼和右固定翼壳体平面与机身主体垂直，将折叠后的扑动杆及飞行器其它部件罩在里面。

2.根据权利要求1所述的一种可折叠扑翼与固定翼耦合构型飞行器，其特征在于：所述机身为左右对称结构，以左侧为例，包括机身左横耳孔、机身左横耳片、机身左纵耳孔、机身左纵耳片、机身主体和起落架；机身主体为轻质薄板结构，在其上靠前位置固定片状结构的机身左横耳片及机身左纵耳片，其中机身左横耳片表面平行于水平面，而机身左纵耳片表面垂直于水平面，机身左横耳片、机身左纵耳片以及机身主体的表面两两相互垂直；所述机身左横耳片要比机身左纵耳片的位置更靠近机身主体的前上部，使得左固定翼在展开和收起过程中不与左内杆发生碰撞，同时使得飞行器在正常飞行过程中固定翼与扑翼相互耦合的气动效率达到最高；在机身左横耳片及机身左纵耳片的表面上分别开有机身左横耳孔及机身左纵耳孔；机身左横耳孔用于螺栓连接左固定翼耳孔，实现左固定翼的展开、收起和固定；所述机身左纵耳孔用于铰接左内杆内环，实现左扑动杆绕机身左纵耳孔的轴线上下扑动。

3.根据权利要求1所述的一种可折叠扑翼与固定翼耦合构型飞行器，其特征在于：所述的左内杆包括左内杆内环、左内杆前缘、左内杆外环和左内杆限位杆；其中，左内杆前缘与左内杆限位杆均为横截面尺寸相同的直杆结构，左内杆前缘的一端固定在左内杆内环的外缘，另一端固定在左内杆外环外缘上；左内杆内环与左内杆外环的轴线相互垂直，且均与左内杆前缘的中轴线相交；左内杆内环与左内杆外环的厚度为左内杆前缘横截面边长的一半，左内杆内环的前表面与左内杆前缘的前表面共面，左内杆前缘、左内杆外环和左内杆限位杆三者的上表面共面；左内杆限位杆一端固定在左内杆外环外缘，其轴线垂直于左内杆外环和左内杆前缘的轴线，并且其轴线相对于左内杆外环的轴线向左内杆内环方向偏移左内杆前缘横截面边长的距离，使其能够限制左中杆前缘的位置，使左扑动杆在折叠时左中杆前缘与左内杆前缘的轴线垂直。

4.根据权利要求1所述的一种可折叠扑翼与固定翼耦合构型飞行器，其特征在于：所述的左中杆包括左中杆限位块、左中杆内环、左中杆前缘、左中杆外环和左中杆限位杆；左中杆限位块、左中杆前缘和左中杆限位杆的横截面形状和尺寸与左内杆前缘相同，左中杆内环、左中杆外环各几何尺寸与左内杆外环完全相同，左中杆前缘与左内杆前缘长度相同；左中杆限位杆与左内杆限位杆的长度决定扑翼的整体刚度；左中杆前缘一端固定于左中杆内环外缘，二者垂直并且相交，左中杆前缘、左中杆内环和左中杆限位块三者的下表面共面；左中杆限位块一端固定于左中杆内环外缘，其轴线平行于左中杆前缘轴线，且相对于后者向前平移左中杆限位块横截面边长的距离，使得左扑动杆展开后左中杆前缘和左内杆前缘的轴线共线；左中杆前缘、左中杆外环与左中杆限位杆的相互位置关系，与左内杆前缘、左内杆外环与左内杆限位杆的相互位置关系相同，其中左中杆限位杆能够限制左外杆前缘的位置，使左扑动杆在折叠时左外杆前缘与左中杆前缘的轴线垂直。

5.根据权利要求1所述的一种可折叠扑翼与固定翼耦合构型飞行器，其特征在于：所述的左外杆包括左外杆限位块、左外杆内环和左外杆前缘；左外杆限位块、左外杆内环和左外杆前缘的各个几何尺寸分别与左中杆限位块、左中杆内环和左中杆前缘相同，且相对位置关系也完全对应相同；左外杆限位块的作用是使得左扑动杆展开后左外杆前缘和左中杆前缘的轴线共线。

6.根据权利要求1所述的一种可折叠扑翼与固定翼耦合构型飞行器，其特征在于：所述的左固定翼包括左固定翼壳体曲面、左固定翼壳体平面、左固定翼耳片、左固定翼耳孔；其中，左固定翼耳片为片状结构，垂直固定于左固定翼壳体平面，平行于水平面；在左固定翼耳片上开有左固定翼耳孔，左固定翼耳孔轴线垂直于左固定翼耳片平面；左固定翼壳体平面在靠近机身的部分开有小槽，目的是在左固定翼在收起和展开过程中不与机身和左内杆发生碰撞；左固定翼壳体曲面具有弯度和弧度，使其在左固定翼展开后正常飞行时能够起到固定翼作用提供升力，在收起后与右侧对应结构共同组成关于机身主体对称的半包围壳结构，将折叠后的扑翼和尾翼包围在内。

7.根据权利要求1所述的一种可折叠扑翼与固定翼耦合构型飞行器，其特征在于：所述的左固定翼、左外杆、左中杆、左内杆、机身、尾翼、右内杆、右中杆、右外杆和右固定翼材料为碳纤维材料。