CN104843186B - 一种扑翼机的机翼的传动机构 - Google Patents
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Abstract
一种扑翼机的机翼的传动机构，它的机翼分为内翼段，中翼段和外翼段，传动机构以电动机带动曲轴，曲轴带动连杆，定子一端穿过连杆中间的间隙，另一端固定在机身上；连杆前端分别连接内翼段后骨架的内侧的一端，内翼段后骨架向外穿过机身，以机身为支点，外侧一端连接中翼段可变菱形的矩形骨架内侧的下端顶点，内翼段前骨架一端固定在机身上，另一端连接在中翼段可变菱形的矩形骨架内侧上端的顶点，在内翼段前后骨架的共同作用下，不断变换形态；外翼段保形机翼由合页连接在中翼段的外侧，外翼段合页上的角度限制装置，来限制外翼段上抬角度过大。这样，扑翼机的运动就能呈现出鸟类在飞行过程中的状态了。
Description
技术领域
本发明属于通用航空领域，涉及一种扑翼机的机翼的传动机构。
背景技术
现今世界上都比较关注扑翼机的发展，有很多国家都研制出了各种扑翼机，有的模仿昆虫的飞行方式，有的模仿鸟类的飞行方式，但由于各种原因，还只能模仿出原生物的部分功能和动作，并不能很好地把扑翼飞行的优势全部体现出来，其主要原因是对扑翼飞行的本质理解不透彻，只是片面地模仿了原生物的部分动作，像某些机构研制的机器鸟，只能呈现出机翼上抬时，外翼段向下弯曲，虽然实现了扑翼飞行，但还不能体现出扑翼飞行的空气动力学优势。
发明内容
本发明通过对鸟类飞行方式的仔细研究，重新设计了扑翼机的机翼和传动机构，来重现鸟类翅膀的运动方式，以达到对扑翼飞行的完美呈现。
本发明的技术方案是把扑翼机机翼分为外翼段，中翼段和内翼段三段，外翼段为保持形状的翼型，外翼段由合页与中翼段骨架外侧相连；中翼段为可变菱形的矩形来当做骨架； 内翼段由两根骨架构成，内翼段前骨架外侧一端连接在中翼段可变菱形的矩形骨架内侧上面的顶点，内翼段前骨架内侧的一端，连接在机身上，内翼段后骨架外侧的一端连接在中翼段矩形骨架内侧下端的顶点，内翼段后骨架穿过机身，以与机身交汇的一点为支点，内翼段后骨架内侧的一端在机身内连接在连杆的前端；连杆中部有间隙，定子一端固定在机身，另一端穿过连杆中间的间隙；连杆后部固定在曲轴上；曲轴连接在电动机的转轴上。当电动机转轴向后转动时，带动曲轴向后做圆周运动，曲轴带动连杆后端也向后做圆周运动，定子固定着连杆中部，使连杆前部的运动方向与连杆后部的运动方向相反，即向前做圆周运动；连杆前端带动两侧内翼段后骨架在机身内的一端在机身内向前做圆周运动，内翼段后骨架以连接在机身的一点为支点，像划船的船桨一样，内翼段后骨架外侧的一端，连接在中翼段可变菱形的矩形骨架内侧下端的顶点，内翼段前骨架内侧一端固定在机身上，外侧一端固定在中翼段可变菱形的矩形骨架内侧上端的顶点，由于内翼段前后骨架位置上的差异，带动中翼段可变菱形的矩形骨架在菱形到矩形，再到菱形的形态上的变化，当中翼段可变菱形的矩形骨架处于向内变的菱形时，整个机翼就会向后收，以减小飞行的阻力，当中翼段可变菱形的矩形骨架转变到矩形，再到向外的菱形时，整个机翼都向前展开，这时机翼下扑，以获得最大的升力；中翼段可变菱形的矩形 骨架外侧的一侧，以合页与外翼段保形机翼相连，这样，当整个机翼向上抬时，外翼段会在空气阻力的作用下，向下折，使机翼上抬的阻力减小，机翼向下时，空气阻力会使外翼段上抬，外翼段合页上的角度限制装置，会限制外翼段上抬过度，这时整个机翼就可以获得最大的升力。
有益效果
本发明的有益效果是利用现有技术，使扑翼机完全呈现出鸟类在飞行过程中的姿态，充分利用扑翼飞行的空气动力学优势，以达到最佳的功效比：机翼的运动状态就像划船的船桨一样，由后向前地划动，当机翼在后方时，机翼的外翼段和中翼段呈现向后收的状态，这样可以减小飞行阻力，机翼上抬时，外翼段向下收，减小机翼上抬的阻力；当整个机翼向前，准备向后向下划动时，机翼向前向上展开，达到最大翼展，就可以获得最大的升力。在应用方面，军事上利用扑翼机隐蔽效果好的特点，可以用在战术侦察上；民用上，可以用在森林防火，地质勘探，防灾减灾上，应用前景非常广泛。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是机翼俯视图(机翼呈向后收的状态)；
图2是机翼俯视图(机翼呈展开的状态)；
图3、4、5、6是传动机构图(曲轴在不同点位的分解图)；
图7是外翼段前视图。
图中：1.电动机，2.曲轴，3.连杆，4.定子，5.内翼段后骨架，6.内翼段外骨架，7.可变菱形的矩形骨架，8.外翼段保形机翼，9.翼肋，10.连杆中间的空隙，11.外翼段合页上的角度限制装置。
具体实施方式
扑翼机的机翼的传动机构由电动机、曲轴、连杆、定子、内翼段骨架、中翼段骨架及外翼段构成。图中电动机连接曲轴，曲轴连接连杆，连杆中间有空隙，定子一端固定在机身上，另一端穿过连杆中间的空隙，连杆前端左右分别连接左右机翼内翼段后骨架在机身内的一端，内翼段后骨架向外穿过机身，并以与机身相连的一点作为支点，内翼段后骨架外侧的一端，连接在中翼段可变菱形的矩形骨架内侧下端的顶点，内翼段前骨架内侧一端连接在机身，外侧一端连接在中翼段可变菱形的矩形骨架内侧上端的顶点，中翼段可变菱形的矩形骨架外侧与外翼段保形机翼以合页相连，在保形机翼合页上，有一个限制外翼段上抬时上反角度过大的角度限制装置。这样，当电动机带动曲轴向后做圆周运动，曲轴带动连杆后部向后做圆周运动；连杆在中间部位的定子限制下，连杆前部的运动方向与连杆后部的运动方向相反，即连杆前部向前做圆周运动；连杆前部带动左右内翼段后骨架在机身内向前做圆周运动，内翼段后骨架穿过机身，以与机身相交 的一点作为支点，内翼段后骨架外侧的一端连接在中翼段可变菱形的矩形骨架内侧下端的顶点，带动中翼段可变菱形的矩形骨架向前做圆周运动，中翼段可变菱形的矩形骨架内侧上端的顶点连接在内翼段前骨架的外侧一端，内翼段前骨架内侧的一端连接在机身上，当内翼段后骨架带动中翼段可变菱形的矩形骨架向前做圆周运动时，通过内翼段前后骨架位置上的差异，使中翼段的骨架在菱形、矩形、菱形之间来回转换；中翼段可变菱形的矩形骨架外侧以合页与外翼段保形机翼相连，当机翼上抬时，外翼段在空气压力的作用下，中翼段和内翼段上抬，而外翼段向下折；当机翼向下扑时，外翼段展平，外翼段合页上的角度限制装置，限制外翼段上抬角度过大。这样一来，扑翼机的机翼就在传动机构的带动下，很好地模仿了鸟类在飞行时，翅膀的运动状态。
Claims (3)
1.一种扑翼机的机翼的传动机构，其特征在于：扑翼机的机翼的传动机构，由电动机，曲轴，连杆，定子，内翼段骨架，中翼段骨架及外翼段构成；连杆中间有一个定子，定子一侧固定在机身，另一侧穿过连杆上的空隙；内翼段后骨架内侧一端连接在连杆前端，向外穿过机身，以机身为支点，外侧连接中翼段可变菱形的矩形骨架内侧下端的顶点，内翼段前骨架内侧一端连接在机身，外侧一端连接在中翼段可变菱形的矩形骨架内侧上端的顶点。
2.根据权利要求1所述的一种扑翼机的机翼的传动机构，其特征在于：中翼段骨架为可变菱形的矩形骨架，内侧与内翼段骨架相连，外侧与外翼段相连。
3.根据权利要求1所述的一种扑翼机的机翼的传动机构，其特征在于：外翼段为保形机翼，其内侧与中翼段可变菱形的矩形骨架的外侧以合页相连，外翼段保形机翼上的合页有一个角度限制装置。
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