CN106364672B - 弹性翼扑翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种弹性翼扑翼飞行器，包括机身主体、扑翼传动机构、左弹性机翼、右弹性机翼、弹性尾翼以及可调支撑三点式起落架；扑翼传动机构固定安装于机身主体，并与机身主体的重心重合，左弹性机翼和右弹性机翼分别安装于机身主体轴线两侧的扑翼传动机构动力输出接口，并与扑翼传动机构驱动连接，弹性尾翼固定于机身主体的尾部，可调支撑三点式起落架固定于机身主体的下部。本发明飞行升力、推力重心和整机重心重合，能做无动力滑翔。即便是失去驱动力，也能滑翔在开阔的平坦地带安全降落。本发明结构简单，可适用于大型载人、货运飞行器，也可适用于中小型无人飞行器。本发明弹性机翼扑翼飞行器安全性高，飞行灵活性好，飞行载重能力强。

Description

弹性翼扑翼飞行器

技术领域

本发明涉及仿生扑翼飞行器的技术领域，具体是一种弹性翼扑翼飞行器。

背景技术

扑翼飞行器是一种能通过上下扑动的机翼来实现飞行的一种飞行器，在扑翼的过程机翼同时产生升力和推力，通过机翼实现飞行转向，尾翼辅助转向，能够实现垂直起降，空中悬停。

目前的扑翼飞行器与传统的飞行器相比有着较多的优点，但也有它的缺陷，那就是在扑翼过程中机翼的扑动给机身带来的很明显颤抖，这是扑翼飞行器目前还没有很好的方法来解决的问题，特别是大型载人扑翼飞行器。在扑翼飞行过程中，机翼扑动的惯性和反作用力传递给机身，没办法抵消而带来的机身颤抖，这是问题的关键点。机身颤抖不但不利于飞行控制，使得载人驾驶的舒适性很差，更会影响到机身各零部件的强度，带来连接紧固件容易疲劳断裂等问题。

目前载人扑翼飞行器以及大多数小型无人扑翼飞行器的拍翼动作，一般都很简单，只能做出上下拍动的简单拍翼模式，飞行灵活性不够，都只能靠尾翼来控制飞行转向，没办法改变拍翼模式来实现更为灵活的飞行转向控制。

目前大型载人扑翼机的机翼太重、结构复杂；小型无人扑翼机的机翼大多数采用布、薄膜、塑料等材料，机翼的强度和使用寿命不够；扑翼机的传动机构不够灵活、紧凑；机身结构太重……等问题，使得还没有一种真正实用性强的扑翼机能够成为现代主流飞行器。

经检索发现，英国《飞行国际》网站2006年8月31日报道]2006年7月8日，加拿大多伦多大学航宇研究院(UTIAS)首次成功地实现了有人驾驶扑翼机(Ornithopter)的离地并维持飞行，机体成功离开了跑道，并以约89千米/小时的速度、在距离地面大约1米的高度向前平飞了10秒，总飞行距离330米，该机这次试飞中总留空时间为14秒，但是该扑翼机飞行过程中扑翼颤抖严重，飞行可控性不够灵活，机翼太笨重，传动机构不够紧凑轻巧，不能垂直起降、空中悬停。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种弹性翼扑翼飞行器。

本发明提供的弹性翼扑翼飞行器在飞行过程中，扑翼传动机构可做到在一定范围内调整拍翼幅度大小值，平衡拍翼动作的惯性和传递给机身的作用力，以最大限度降低扑翼飞行带来的机身颤抖；使得载人驾驶的舒适性更好，降低扑翼机身颤抖更有利于飞行精准控制；减轻机身结构件强度要求；为机身结构件减重，同时也减少疲劳断裂问题。

本发明提供的弹性翼扑翼飞行器，扑翼传动机构中的摆动导轨、连接轴套、摆动轴套同轴心安装，在摆动导轨做拍翼动作的同时连接轴套可做同轴心旋转动作，通过机翼连接板控制机翼在拍翼的同时，两边翼面做出各自不同纵向旋转角，大大的改善飞行灵活性，让飞行器能够在更短时间内做灵活的飞行姿态调整；解决扑翼飞行的滚转动作、小半径急转向等飞行动作问题，加强飞行过程中气流突变等自然因素的应变能力。

本发明提供的弹性翼扑翼飞行器，结合弹性机翼和弹性尾翼仅由翼肋、翼片、固定主架和固定夹板几种主要零部件构成，大大减轻飞行器总重量，解决扑翼飞行器机翼太重、结构复杂、强度和韧性不够等问题。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的。

一种弹性翼扑翼飞行器，包括机身主体、扑翼传动机构、左弹性机翼、右弹性机翼、弹性尾翼以及可调支撑三点式起落架；其中，所述扑翼传动机构固定安装于机身主体，并与机身主体的重心重合，所述左弹性机翼和右弹性机翼分别安装于机身主体轴线两侧的扑翼传动机构动力输出接口，并与扑翼传动机构驱动连接，所述弹性尾翼固定于机身主体的尾部，所述可调支撑三点式起落架固定于机身主体的下部。

优选地，所述机身主体包括纵向骨架、横向骨架和蒙皮，所述纵向骨架和横向骨架交错设置形成机身骨架，所述蒙皮包覆于机身骨架的外部；所述机身主体整体呈纺锤形状。

优选地，所述纺锤形状具体为：

机身主体从侧边左视方向看，机身主体的头部由上下两边直线形成49度锐角，机身主体的尾部由上下两边直线形成37度锐角，机身主体的中部为弧线并与机身主体的头部和尾部相连接形成流线形侧轮廓；

机身主体从后视方向看，机身主体的左右两侧边各由上下直线组成128度钝角，机身主体的中部为弧线并与机身主体的左右两侧边相连接形成流线形外轮廓。

优选地，所述扑翼传动机构包括固定支架、齿轮盘、飞轮、固定长条、丝杆、驱动块、滑块、横向导轨、左导轨连接件、右导轨连接件、左竖向导轨、右竖向导轨、滑动长条、左L形滑块、右L形滑块、左摆动导轨、右摆动导轨、左连接轴套、右连接轴套、左旋转连接块、右旋转连接块、左摆动轴套、右摆动轴套、左摆动支撑件、右摆动支撑件、左机翼连接板以及右机翼连接板；其中，齿轮盘与飞轮固定成一体，并同轴心安装在固定支架的中心轴上；固定长条安装在飞轮的前面，固定长条的中心与飞轮的圆心重合；丝杆安装于固定长条内部，驱动块安装在丝杆上，并可做丝杆轴向位置调整；驱动块与滑块连接，滑块配合安装在横向导轨上，并可沿横向导轨做横向滑动；左导轨连接件和右导轨连接件分别安装于横向导轨的两端，并与滑动长条组合固定成一个整体；左竖向导轨和右竖向导轨分别固定在机身主体上，并分别与左导轨连接件和右导轨连接件配合安装，保证左导轨连接件和右导轨连接件做上下竖向滑动；滑动长条的两端分别与左L形滑块和右L形滑块连接，左L形滑块和右L形滑块分别配合安装在左摆动导轨和右摆动导轨的一端上，并可在左摆动导轨和右摆动导轨上做往复滑动；左摆动导轨和右摆动导轨的另一端分别与左连接轴套和右连接轴套配合安装，左连接轴套和右连接轴套分别安装在左摆动轴套和右摆动轴套内；左摆动轴套和右摆动轴套分别安装在左摆动支撑件和右摆动支撑件上，保证摆动轴套与连接轴套、摆动导轨做上下摆动；左机翼连接板分别与左连接轴套和左弹性机翼组合固定，右机翼连接板分别与右连接轴套和右弹性机翼组合固定；左旋转连接块和右旋转连接块分别安装于左摆动导轨和右摆动导轨上。

优选地，摆动导轨与连接轴套配合安装的另一端呈圆柱形。

优选地，左连接轴套和/或右连接轴套能够纵向旋转30°角。

优选地，机翼连接板和/或弹性机翼能够纵向旋转30°角。

优选地，所述扑翼传动机构还包括发动机，所述发动机安装在固定支架上，用于驱动齿轮盘进而带动飞轮做旋转运动，同时带动安装在飞轮前面的固定长条做旋转运动。

优选地，所述左弹性机翼和右弹性机翼均包括：上下翼主架、弹性翼肋a以及翼片a；所述弹性翼肋a固定于上下机翼主架上，弹性翼肋a上开有细缝a，所述翼片a穿过细缝a并与弹性翼肋a结合形成弹性翼面a。

优选地，所述上下翼主架为刚性件，所述弹性翼肋a采用弹簧钢材质；

弹性翼面a的前部边缘，其根部向端部方向延伸至A点间的边缘a线性向前倾角，A点至端部间的边缘b线性向后倾角，边缘a和边缘b之间形成钝角139°。

优选地，所述弹性尾翼包括弹性翼肋b、翼片b、上夹板、下夹板、夹板连接块、中间轴套、尾翼旋转块、尾翼摆动轴套、左尾翼摆动支撑件、右尾翼摆动支撑件；其中，所述弹性翼肋b上开有细缝b，所述翼片b穿过细缝b并与弹性翼肋b结合形成弹性翼面b，上夹板和下夹板配合夹持住弹性翼面b的前端，弹性翼面b的后端呈自由状态；夹板连接块的前部为齿轮面，所述下夹板与夹板连接块固定，所述夹板连接块与中间轴套固定；中间轴套与尾翼摆动轴套同圆心固定，中间轴套的上部与尾翼旋转块固定成为一体，尾翼旋转块的上部为齿轮面；左尾翼摆动支撑件和右尾翼摆动支撑件对称固定在尾翼摆动轴套的两侧，尾翼摆动轴套能够在左尾翼摆动支撑件和右尾翼摆动支撑件之间做上下摆动，尾翼摆动轴套的两侧向前端方向延伸出两条齿轮面。

优选地，所述弹性翼肋b采用弹簧钢材质，所述翼片b为不锈钢薄片；

所述弹性翼肋b为多根，其中，相邻两根弹性翼肋b为一组，并与其他组弹性翼肋b之间相互独立；

弹性翼面b的前端两侧边缘延长线形成夹角为90°，弹性翼面b的后端边缘呈W形，其中，W形的中间夹角为130°，W形的两边V形夹角均为110°。

优选地，所述弹性尾翼还包括电机，所述电机安装在尾翼旋转块上，用于驱动夹板连接块前部的齿轮面转动进而控制弹性尾翼完成左右方向摆动。

优选地，所述可调支撑三点式起落架包括前起落架、左后起落架和右后起落架；所述前起落架、左后起落架和右后起落架分别安装于机身主体的下方，所述前起落架与机身主体之间通过活动关节与机身主体连接；所述前起落架通过活动关节抬起机身主体的前部。

优选地，所述前起落架通过活动关节抬起机身主体的前部与地平面形成30°角。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的弹性翼扑翼飞行器，采用弹性机翼、弹性尾翼结构；弹性机翼和弹性尾翼的翼面，仅由翼肋、翼片组成与传统的蒙皮结构机翼和尾翼相比，结构要简单得多，重量也比传统机翼和尾翼大大减轻，使得飞行器载重能力更强，航程更远；弹性机翼和弹性尾翼的翼面有较大的弹性限度，在拍翼的过程中弹性翼面因力会产生弹性变形，有效的减少机翼上扬与下拍过程的惯性，以及拍打空气的反作用力产生对机身的颤抖。翼肋和翼片组成的翼面各自独立，如果意外断裂一组也不会影响整个翼面，从而给飞行带来安全保障。

2、本发明提供的弹性翼扑翼飞行器，传动机构结构简单紧凑、控制灵活，能够让机翼在一定范围内调整拍翼幅度大小值，平衡机翼拍翼动作的惯性和机翼拍打空气传递给机身的作用力，以最大限度降低扑翼飞行带来的机身颤抖；控制两边机翼分别做纵向30度角以内的不同旋转角度，以机翼操纵就能够实现飞行快速爬升、急转弯和灵活的滚转姿态，尾翼能同时做出左右摆动、上下摆动以及轴向扭转等动作，配合飞行控制和转向，使得本发明弹性翼扑翼飞行器比传统扑翼机飞行更为灵活。

3、本发明提供的弹性翼扑翼飞行器，机身主体形状光洁顺畅，气动阻力小，结构简单紧凑，机身重力与飞行升力和推力重心重合，即便是失去驱动力也能做无动力滑翔，在开阔的平坦地带安全降落；本发明飞行器，动力系统安装在机身内部噪音小，同时还可保护发动机避免因飞鸟撞机造成发动机损坏，引起严重事故。

4、本发明提供的弹性翼扑翼飞行器，能够实现垂直起降和悬停，飞行操控灵活，结构简单，加工工艺性好、生产周期短、可批量性生产。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例弹性翼扑翼飞行器的轴测图一；

图2为本发明实施例弹性翼扑翼飞行器的轴测图二；

图3为本发明实施例弹性尾翼装配示意图；

图4为本发明实施例扑翼传动机构装配示意图；

图5为本发明实施例弹性翼扑翼飞行器俯视图；

图6为本发明实施例弹性翼扑翼飞行器主视图；

图7为本发明实施例弹性翼扑翼飞行器左视图；

图8为本发明实施例机身主体与地平面仰角示意图；

图中：1为机身主体，2为左弹性机翼，3为右弹性机翼，4为弹性尾翼，5为第一翼片a，6为第二翼片a，7为第三翼片a，8为尾翼摆动轴套，9为上夹板，10为下夹板，11为第一弹性翼肋b，12为第二弹性翼肋b，13为第三弹性翼肋b，14为第四弹性翼肋b，15为第五弹性翼肋b，16为夹板连接块，17为中间轴套，18为左尾翼摆动支撑件，19为右尾翼摆动支撑件，20为旋转块，21为固定支架，22为齿轮盘，23为飞轮，24为固定长条，25为丝杆，26为驱动块，27为滑块，28为横向导轨，29为左竖向导轨，30为右竖向导轨，31为左导轨连接件，32为右导轨连接件，33为滑动长条，34为右L形滑块，35为左L形滑块，36为右摆动导轨，37为左摆动导轨，38为右摆动轴套，39为左摆动轴套，40为右连接轴套，41为左连接轴套，42为右旋转连接块，43为左旋转连接块，44为右机翼连接板，45为左机翼连接板，46为右摆动支撑件a，47为右摆动支撑件b，48为左摆动支撑件a，49为左摆动支撑件b，50为前起落架，51为左后起落架，52为右后起落架。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

实施例

下面结合附图对本发明提供的技术方案进一步详细说明。

如图1、图2、图5所示，本实施例提供的弹性翼扑翼飞行器，包括机身主体1、左弹性机翼2、右弹性机翼3、弹性尾翼4、扑翼传动机构、可调支撑三点式起落架。其中扑翼传动机构安装固定在机身主体1的中段，机身主体中段左边通过左机翼连接板45安装左弹性机翼2，机身主体中段右边通过右机翼连接板44安装右弹性机翼3。弹性尾翼通过左、右尾翼摆动支撑件18、19固定安装在机身主体尾部。机身主体底部前端安装固定起前起落架50，通过前起落架中间活动关节可以调节机身主体与地平面角度，如图8所示，左、右后起落架51、52在机身主体底部后端的左右两边对称安装。

如图2、图3所示，所述弹性尾翼结构主要由上夹板9、下夹板10夹持固定住弹性翼肋b11-15前端和翼片b5-7各翼片的前边缘部分。翼片b5-7横向两边分别穿过相邻两条弹性翼肋b各自中间的细缝内，翼片b和弹性翼肋b纵向后边部分自由状态，能让翼片b和弹性翼肋b随着弹性尾翼的表面受力而产生弹性自由变形。下夹板10与夹板连接块16固定，夹板连接块16通过轴销固定在中间轴套17圆孔内，通过安装在旋转块20上电机驱动夹板连接块16的前部齿轮面转动控制着弹性尾翼完成左右方向摆动。中间轴套17与尾翼摆动轴套8同圆心固定，中间轴套17上部与旋转块20固定成为一体，通过电机驱动旋转块20上部齿轮面转动，进而带动中间轴套17在尾翼摆动轴套8内做径向旋转动作，从而带动弹性尾翼做旋转动作。尾翼摆动轴套8通过两边的轴销固定在左、右尾翼摆动支撑件18、19圆孔内，尾翼摆动轴套8由两边的轴销配合安装，能够在左、右尾翼摆动支撑件18、19之间做上下摆动，尾翼摆动轴套8前端两边延伸两条齿轮面，通过电机驱动尾翼摆动轴套8前端齿轮面带动弹性尾翼做上下摆动；在弹性尾翼做上下摆动的同时也能做左右摆动和旋转动作。

如图2、图4所示，所述扑翼传动机构通过固定支架21、左、右竖向导轨29、30和左、右摆动支撑件固定在机身主体中段；飞轮23与齿轮盘22固定成为一体，同圆心安装在固定支架21中心轴上。由电机驱动齿轮盘22带动飞轮23做旋转运动。固定长条24安装在飞轮23前面，丝杆25通过固定长条24侧边孔安装，驱动块26安装在丝杆上并在固定长条24槽内滑动；滑块27与驱动块26同轴连接；滑块27配合安装在横向导轨28上滑动；横向导轨28两头分别固定在左、右导轨连接件31、32侧边孔内；左、右导轨连接件31、32的另一端与滑动长条33固定连成整体。左、右导轨连接件31、32分别与左、右竖向导轨29、30配合安装，做上下滑动；

滑动长条33左边轴销与左L形滑块35轴孔连接；左L形滑块35配合安装在左摆动导轨37上滑动；左摆动导轨37最左端圆柱形状与左连接轴套41同轴安装；左连接轴套41与左摆动轴套39同轴安装，左摆动轴套39的前后轴销安装在左摆动支撑件48、49圆孔内，支撑左摆动轴套39做上下拍翼动作；安装在左摆动轴套39内的左连接轴套41内侧面，固定左旋转连接块43成为一体，同时左连接轴套41外侧与左机翼连接板45固定安装成为一体，左摆动轴套39上平面安装电机，由电机驱动左旋转连接块43进而带动左连接轴套41和左机翼连接板45让左弹性机翼做纵向旋转动作，在左弹性机翼做上下拍翼动作的同时也能做纵向旋转动作；

滑动长条33右边轴销与右L形滑块34轴孔连接；右L形滑块34配合安装在右摆动导轨36上滑动；右摆动导轨36最右端圆柱形状与右连接轴套40同轴安装；右连接轴套40与右摆动轴套38同轴安装，右摆动轴套38的前后轴销安装在右摆动支撑件46、47圆孔内，支撑右摆动轴套38做上下拍翼动作；安装在右摆动轴套38内的右连接轴套40内侧面，固定右旋转连接块42成为一体，同时右连接轴套40外侧与右机翼连接板44固定安装成为一体，右摆动轴套38上平面安装电机，由电机驱动右旋转连接块42进而带动右连接轴套40和右机翼连接板44让右弹性机翼做纵向旋转动作，在右弹性机翼做上下拍翼动作的同时也能做纵向旋转动作；

如图5、图6、图7、图8所示，所述可调支撑三点式起落架主要由前起落架50、左后起落架51和右后起落架52组成。通过调节前起落架50的中间活动关节，实现机身与地面的角度变化，得以让飞行器在垂直起飞行、降落模式和滑跑起飞、降落模式灵活应对。

本实施例提供的弹性翼扑翼飞行器，包括机身主体、扑翼传动机构、一对弹性机翼(左弹性机翼、右弹性机翼)、弹性尾翼、可调支撑三点式起落架；其中，机身主体的中间部分(中部)安装固定扑翼传动机构，机身主体的中部是飞行器重心点，也是最牢固部分，扑翼传动机构安装在机身主体的中部可以保证与重心重合，在驱动弹性机翼和做弹性机翼纵向旋转动作过程中所受力可以匀衡的传递给机身主体，以确保机身整体的刚性；在扑翼传动机构左、右弹性机翼连接板分别安装左、右弹性机翼，左、右弹性机翼的前端部分与扑翼传动机构的左、右连接轴套轴心位置靠近，以便于弹性机翼做纵向旋转时，飞行转向柔和而迅速。弹性尾翼固定在机身主体的后部，能让弹性尾翼最大限度做出多方向扭转、角度的调整，以辅住飞行转向；机身主体的下部固定可调支撑三点式起落架，前起落架有两个活动关结，能够调节飞行器与地面的角度；让飞行器在滑跑起飞、降落和垂直起飞行、降落的两种姿态中切换调整。

所述机身主体采用传统结构，由蒙皮、纵向骨架和横向骨架构成。机身主体的外形形状类似于纺锤形状：从俯视方向看，是机身主体的中部拍翼摆轴中心处最大，向前后两头缓慢收缩的流线体；从侧边左视方向看，是机身主体的中部纵向旋转翼轴中心处最大，向前后两头缓慢收缩的流线体，形状特征构成机身中段部分空间最大，可以有足够空间安装机身结构中最重的传动机构、动力机构、以及控制机构(扑翼传动机构)。有利于机身重心与飞行重心重合，机身结构紧凑，气动阻力小，整体强度更好，有利于中心载荷、应力向周边均匀传递。

所述扑翼传动机构是控制弹性机翼做出各种扑翼飞行模式的核心组成部分，主要由固定支架、齿轮盘、飞轮、固定长条、丝杆、驱动块、滑块、横向导轨、左、右导轨连接件、左、右竖向导轨、滑动长条、左、右L形滑块、左、右摆动导轨、左、右连接轴套、左、右旋转连接块、左、右摆动轴套、左、右摆动支撑件、左、右机翼连接板组成。齿轮盘与飞轮固定成一体，同轴心安装在固定支架中心轴上。发动机安装在固定支架上，驱动齿轮盘进而带动飞轮做旋转运动，同时带动安装在飞轮前面的固定长条做旋转运动；安装在固定长条内丝杆上的驱动块带动滑块做横向往复滑动，左、右导轨连接件与横向导轨、滑动长条固定成一个滑动长条组合件，通过左、右竖向导轨做上下滑动，在飞轮带动驱动块做横向滑动的同时滑动长条组合件做上下滑动。在滑块横向滑动和滑动长条组合件上下滑的同时就把飞轮的旋转动作转换成上下运动。而左、右摆动导轨通过一端的驱动连接块与左、右L形滑块连接，左、右摆动导轨的另一端与左、右连接轴套、左、右摆动轴套连接成一个支点，最终把滑动长条组合件的上下滑动转换成拍翼动作。

安装在固定长条内的丝杆能够通过轴旋转动作，调节安装在丝杆上的驱动块位置，改变驱动块与飞轮中心的距离，从而改变驱动块做旋转运动的旋转半径，由外向内的直到驱动块与旋转中心点重合为止点。驱动块的旋转半径改变意味着滑块横向滑动与滑动长条组合件上下滑动的行程变短，也就改变了扑翼的幅度。

滑动长条的两根轴销与左、右L形滑块轴孔安装，左、右L形滑块配合安装在在左、右摆动导轨上；滑动长条丝杆、L形滑块、摆动导轨、连接轴套、摆动轴套、摆动支持件、左、右机翼连接板两边对称各自连接，并各自独立；同时左、右L形滑块在左、右摆动导轨上可做自由滑动，抵消滑动长条组合件做上下垂直动作，带动驱动连接块转换成上下拍翼动作时，摆轴连杆原理的中心线长变化。

左、右摆动导轨与左、右连接轴套配合安装的一端为圆柱形状，与左、右连接轴套和左、右摆动轴套同轴心安装。所以在左、右摆动轴套与左、右摆动导轨一起做摆轴动作的同时，左、右连接轴套可不受影响的做绕轴心旋转动作。在拍翼的过程中当推动连接轴套做纵向旋转角度变化时，而固定安装在连接轴套上的机翼连接板最终带动弹性机翼在拍翼的同时做纵向旋转角度变化，以控制扑翼飞行器的滚转和急转弯飞行动作。

通过以上详细明可以了解扑翼传动机构可控制机翼在拍动的过程中，同时做两边扑翼幅度大小值调整，两边扑翼不同值的变化调整，机翼纵向旋转角度调整，最终实现比传统扑翼机简单的拍翼灵活更多的拍翼飞行模式，该传动机构简单紧凑适用于扑翼飞行器。

所述弹性机翼外形类似于飞鸟翼展开形状，弹性机翼前边缘根部到中部间线性向前倾角，中间点向外线性后倾形成钝角139，比传统平直形状机翼更利于减小机翼飞行阻力和提高飞行升力。所述弹性机翼的弹性翼肋采用优质弹簧钢有着很好的弹性，起到辅助固定翼片和支撑翼片形成一个弹性翼面。上下机翼主架把弹性翼肋和翼片相对位置固定，形成一个整体。该弹性机翼最大的特点是翼面具有较大的弹性限度，在拍翼的过程中弹性机翼的弹性翼面因力会产生弹性变形，从而有效的减少弹性机翼上扬与下拍过程的惯性，以及拍打空气的反作用力产生对机身的颤抖。扑翼飞行中弹性机翼在向上扬的时候机翼弹性就面会向自然向下弯曲一定程度，以有利于弹性翼面上扬减小阻力。在弹性机翼上扬的上止点转为向下拍翼的时候，弹性翼面会产生弹性变形，转变为向上一定程度弯曲翼面，在这个弹性翼面弯曲变化过程中既减少了弹性机翼上扬到止点的惯性，又减少了在上止点位置转换成向下拍翼时的弹性翼面阻力，同时弹性翼面由下弯曲变成向上弯曲的同时产生了向后的推力，终合以上叙述说明弹性机翼要比刚性翼面更适于扑翼飞行器。

所述弹性尾翼外形类似于飞鸟尾翼展开形状，以机身主体的中心线前部两边均分形成夹角90度，后部为130度，两边V形夹角110度。弹性尾翼主要由弹性翼肋b、翼片b、上夹板、下夹板、夹板连接块、中间轴套、尾翼旋转块、尾翼摆动轴套、尾翼摆动支撑件组成，结构简单实用。翼片b大大减轻尾翼重量，防止机身结构重量分散。有利于机身重心集中于机身中段，与飞行升力重合。弹性翼肋b为优质弹性钢，弹性好、韧性强，能有效减少弹性尾翼断裂情况。弹性尾翼由多根弹性翼肋b和翼片b组成，相邻两根弹性翼肋b组成一组并与其它组各自独立。如果有意外情况断裂一根弹性翼肋也不会影响整个翼面，相对传统机翼，安全性更高。弹性尾翼的弹性翼面能因力被动有限弹性变形，在辅助飞行转向时，让扑翼飞行转向更加柔和、流畅。

所述可调支撑三点式起落架与传统结构大体相同，主要由充气轮胎、机轮控制装置、承力支柱、减振器、前轮减摆和转向操纵机构、机轮收放系统等组成。所不同的是前起落架要比一般起落架多一个活动关节，可做到可以起到抬起机身前部和放平机身前部，以适应飞行器的垂直起飞行、降落模式和滑跑起飞、降落模式。

本实施例提供的弹性翼扑翼飞行器，机身主体内部安装固定扑翼传动机构；机身主体左右对称一对弹性机翼，弹性机翼的根部固定在机身主体两侧的扑翼传动机构动力输出接口；弹性尾翼固定在机身后部；机身主体下部固定可调支撑三点式起落架。

机身主体从俯视方向看大体类似于纺锤形，机身前部由左右两边直线组成70度锐角，机身中部和尾部则由弧线组成与机身前部锐角相连接形成流线形外轮廓。机身主体从侧边左视方向看，机身前部由上下两边直线形成49度锐角，机身尾部上下两边直线形成37度锐角，机身中部为弧线与前部和尾部相连接形成流线形侧轮廓。机身主体从后视方向看，左右两边各由上下直线组成128度钝角，机身中部弧线与机身左右两边相连接形成流线形外轮廓。

扑翼传动机构中，固定长条安装在飞轮的前面，中心与飞轮圆心重合；丝杆固定长条内部，驱动块安装在丝杆上，可做丝杆轴向位置调整；驱动块与滑块连接，滑块配合安装在横向导轨上，可做横向滑动；左右两边导轨连接件与横向导轨、滑动长条组合固定成一个整体；左右两边竖向导轨固定在机身主体上，导轨连接件与竖向导轨配合安装，保证导轨连接组件做上下竖向滑动；滑动长条与L形滑块连接，L形滑块配合安装在摆动导轨上，可在摆动导轨上做往复滑动；摆动导轨一头呈圆柱形状与连接轴套配合安装，连接轴套安装在摆动轴套内，可做纵向旋转30度角；摆动轴套安装在摆动支撑件上，保证摆动轴套与连接轴套、摆动导轨做上下摆动；机翼连接板与连接轴套、机翼组合固定，一起做上下摆动拍翼动作，机翼连接板组件与机翼可做纵向30度角旋转。

弹性机翼中，上下翼主架为机翼主体，弹性翼肋起到辅助固定翼片和支撑翼片的功能，上下机翼主架把翼肋和翼片固定，形成一个整体。上下机翼主架是刚性件，不起到变形作用。翼肋由优质弹簧钢制作，中间开有细缝起到辅助固定翼片功能。弹性翼主要靠翼肋和翼片结合在一起形成一个弹性翼面，产生一定限度的弹性变形。

弹性尾翼中，上、下夹板夹持住弹性翼肋前端和翼片前端，保证各弹性翼肋和翼片之间相对位置固定。弹性翼肋由优质弹簧钢制作，中间开有细缝起到辅助固定翼片和支撑翼片的功能。翼片为不锈钢薄片，数个翼片与弹性翼肋组成一个弹性翼面可产生一定限度的弹性变形。

可调支撑三点式起落架为一个可收放并调节机身与地平面角度的起落架系统，前部一个起落架固定在机身前部下端，有两个活动关结，可以起到抬起机身前部与地平面形成30度角。后部左右两边各一个起落架固定在机身后部下端，可迎合前支架系统做机身角度调节。

本实施例提供的弹性翼扑翼飞行器，其机身主体左右两边对称装一对弹性机翼，机身主体后部装弹性尾翼。扑翼传动机构固定在机身主体内部，带动左、右弹性机翼作上下拍打动运。其特点在于，扑翼传动机构在驱动左、右弹性机翼做上下拍打动作的同时，两边弹性机翼分别可做纵向30度角以内的不同旋转角度，以控制飞行快速爬升、小半径急转弯和灵活滚转姿态。扑翼传动机构可通过安装在固定长条内的丝杆调节驱动块与旋转中心的位置，从而改变驱动块的旋转半径来达到控制扑翼幅度大小。扑翼产生的颤抖可通过调节扑翼速度与扑翼幅度大小相平衡，抵消扑翼过程中机翼拍动的惯性和传递给机身带来的反作用，最大限度降低扑翼颤抖问题。弹性尾翼可作上下、左右摆动和横向旋转，以辅助飞行转向。本飞行器设计的飞行升力、推力重心和整机重心重合，能做无动力滑翔。即便是失去驱动力，也能滑翔在开阔的平坦地带安全降落。本实施例结构简单，可适用于大型载人、货运飞行器，也可适用于中小型无人飞行器。本实施例提供的弹性翼扑翼飞行器安全性高，飞行灵活性好，飞行载重能力强。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种弹性翼扑翼飞行器，其特征在于，包括机身主体、扑翼传动机构、左弹性机翼、右弹性机翼、弹性尾翼以及可调支撑三点式起落架；其中，所述扑翼传动机构固定安装于机身主体，并与机身主体的重心重合，所述左弹性机翼和右弹性机翼分别安装于机身主体轴线两侧的扑翼传动机构动力输出接口，并与扑翼传动机构驱动连接，所述弹性尾翼固定于机身主体的尾部，所述可调支撑三点式起落架固定于机身主体的下部；

所述弹性尾翼包括弹性翼肋b、翼片b、上夹板、下夹板、夹板连接块、中间轴套、尾翼旋转块、尾翼摆动轴套、左尾翼摆动支撑件、右尾翼摆动支撑件；其中，所述弹性翼肋b上开有细缝b，所述翼片b穿过细缝b并与弹性翼肋b结合形成弹性翼面b，上夹板和下夹板配合夹持住弹性翼面b的前端，弹性翼面b的后端呈自由状态；夹板连接块的前部为齿轮面，所述下夹板与夹板连接块固定，所述夹板连接块与中间轴套固定；中间轴套与尾翼摆动轴套同圆心固定，中间轴套的上部与尾翼旋转块固定成为一体，尾翼旋转块的上部为齿轮面；左尾翼摆动支撑件和右尾翼摆动支撑件对称固定在尾翼摆动轴套的两侧，尾翼摆动轴套能够在左尾翼摆动支撑件和右尾翼摆动支撑件之间做上下摆动，尾翼摆动轴套的两侧向前端方向延伸出两条齿轮面。

2.根据权利要求1所述的弹性翼扑翼飞行器，其特征在于，所述机身主体包括纵向骨架、横向骨架和蒙皮，所述纵向骨架和横向骨架交错设置形成机身骨架，所述蒙皮包覆于机身骨架的外部；所述机身主体整体呈纺锤形状。

3.根据权利要求2所述的弹性翼扑翼飞行器，其特征在于，所述纺锤形状具体为：

机身主体从侧边左视方向看，机身主体的头部由上下两边直线形成49度锐角，机身主体的尾部由上下两边直线形成37度锐角，机身主体的中部为弧线并与机身主体的头部和尾部相连接形成流线形侧轮廓；

机身主体从后视方向看，机身主体的左右两侧边各由上下直线组成128度钝角，机身主体的中部为弧线并与机身主体的左右两侧边相连接形成流线形外轮廓。

4.根据权利要求1所述的弹性翼扑翼飞行器，其特征在于，所述扑翼传动机构包括固定支架、齿轮盘、飞轮、固定长条、丝杆、驱动块、滑块、横向导轨、左导轨连接件、右导轨连接件、左竖向导轨、右竖向导轨、滑动长条、左L形滑块、右L形滑块、左摆动导轨、右摆动导轨、左连接轴套、右连接轴套、左旋转连接块、右旋转连接块、左摆动轴套、右摆动轴套、左摆动支撑件、右摆动支撑件、左机翼连接板以及右机翼连接板；其中，齿轮盘与飞轮固定成一体，并同轴心安装在固定支架的中心轴上；固定长条安装在飞轮的前面，固定长条的中心与飞轮的圆心重合；丝杆安装于固定长条内部，驱动块安装在丝杆上，并能做丝杆轴向位置调整；驱动块与滑块连接，滑块配合安装在横向导轨上，并能沿横向导轨做横向滑动；左导轨连接件和右导轨连接件分别安装于横向导轨的两端，并与滑动长条组合固定成一个整体；左竖向导轨和右竖向导轨分别固定在机身主体上，并分别与左导轨连接件和右导轨连接件配合安装，保证左导轨连接件和右导轨连接件做上下竖向滑动；滑动长条的两端分别与左L形滑块和右L形滑块连接，左L形滑块和右L形滑块分别配合安装在左摆动导轨和右摆动导轨的一端上，并能在左摆动导轨和右摆动导轨上做往复滑动；左摆动导轨和右摆动导轨的另一端分别与左连接轴套和右连接轴套配合安装，左连接轴套和右连接轴套分别安装在左摆动轴套和右摆动轴套内；左摆动轴套和右摆动轴套分别安装在左摆动支撑件和右摆动支撑件上，保证摆动轴套与连接轴套、摆动导轨做上下摆动；左机翼连接板分别与左连接轴套和左弹性机翼组合固定，右机翼连接板分别与右连接轴套和右弹性机翼组合固定；左旋转连接块和右旋转连接块分别安装于左摆动导轨和右摆动导轨上。

5.根据权利要求4所述的弹性翼扑翼飞行器，其特征在于，所述扑翼传动机构还包括如下任一项或任多项：

-摆动导轨与连接轴套配合安装的另一端呈圆柱形；

-左连接轴套和/或右连接轴套能够纵向旋转30°角；

-机翼连接板和/或弹性机翼能够纵向旋转30°角。

6.根据权利要求1所述的弹性翼扑翼飞行器，其特征在于，所述左弹性机翼和右弹性机翼均包括：上下翼主架、弹性翼肋a以及翼片a；所述弹性翼肋a固定于上下机翼主架上，弹性翼肋a上开有细缝a，所述翼片a穿过细缝a并与弹性翼肋a结合形成弹性翼面a。

7.根据权利要求6所述的弹性翼扑翼飞行器，其特征在于，所述上下翼主架为刚性件，所述弹性翼肋a采用弹簧钢材质；

弹性翼面a的前部边缘的根部向端部方向延伸至A点间的边缘a线性向前倾角，A点至端部间的边缘b线性向后倾角，边缘a和边缘b之间形成钝角139°；

所述A点为弹性翼面a的前部边缘上的中间点。

8.根据权利要求1所述的弹性翼扑翼飞行器，其特征在于，所述弹性翼肋b采用弹簧钢材质，所述翼片b为不锈钢薄片；

所述弹性翼肋b为多根，其中，相邻两根弹性翼肋b为一组，并与其他组弹性翼肋b之间相互独立；

弹性翼面b的前端两侧边缘延长线形成夹角为90°，弹性翼面b的后端边缘呈W形，其中，W形的中间夹角为130°，W形的两边V形夹角均为110°。

9.根据权利要求1所述的弹性翼扑翼飞行器，其特征在于，所述可调支撑三点式起落架包括前起落架、左后起落架和右后起落架；所述前起落架、左后起落架和右后起落架分别安装于机身主体的下方，所述前起落架与机身主体之间通过两个活动关节与机身主体连接。