CN110294120B - 同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及扑翼型飞行器和飞行机器人领域，特别是一种同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器。包括扑翼、摆动轴、连接件、第一减速器、步进电机、传动机构、第二减速器、电动机和机身框架，机身框架四周对称的安装固定有四个水平方向的摆动轴，四个连接件分别连接在四个摆动轴上且相对转动，四个扑翼分别连接在四个连接件上且可相对转动，扑翼包括扑翼框架，以及安装在扑翼框架内的可转动的翼片，扑翼框架内还设置有扭簧用于翼片的复位，传动机构连接在两个连接件上，电动机通过第二减速器减速后带动传动机构运动使四个连接件同步上下摆动，四个步进电机通过两个第一减速器减速后分别带动四个扑翼转动。

Description

同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器

技术领域

本发明涉及扑翼型飞行器和飞行机器人领域，特别是一种同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器。

背景技术

飞行器飞行方式有固定翼、旋翼和扑翼三种飞行类型，其中扑翼飞行是自然界飞行生物采用的飞行方式，主要利用双翅的上下扑动同时产生升力和推力，其主要特点是将举升、悬停和推进功能基于一体，同时具有很强的机动性和灵活性，更适合于执行绕过障碍物等的飞行。对于小尺寸和低速飞行状态的飞行器，属于低雷诺数下飞行，扑翼产生的非定常升力比固定翼的定常升力大得多；从推力方面来看，扑翼推进效率比螺旋桨推进效率高。

目前扑翼飞行器研究主要集中在模拟大自然中飞行生物的飞行姿态设计各种扑翼机构。扑翼驱动机构划可以分为多自由度扑翼驱动机构与单自由度扑翼驱动机构，前者能实现复杂的运动形式，但机构相对庞大复杂，后者驱动机构只需要实现拍打运动，通过固定机翼的后缘形成一个随机翼拍打而变化的迎角来实现扭转运动。

但这些扑翼机构的共同问题是总体气动效率偏低，甚至低于同尺度的固定翼微型飞行器。扑翼飞行器总体效率低下的主要原因是目前研究中大多是简单的仿造鸟类或昆虫翅膀的外形和扑动运动，却很难实现飞行生物扑翼上下扑动过程中利用翼翅自身姿态和结构的改变减小空气阻力并产生非定常气动力，由此产生的气动效率较低问题严重制约了扑翼式飞行器的普及应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种非常显著的减小扑翼型飞行器扑翼复位过程阻力、提升气动效率、气动力连续振动小、方便实现垂直起降、能快速切换飞行方向、飞行灵活性和机动性非常好的同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器，以解决现有技术中存在的上述问题。

实现本发明目的的技术解决方案是：提供一种同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器，包括扑翼、摆动轴、连接件、第一减速器、步进电机、传动机构、第二减速器、电动机和机身框架，所述机身框架四周对称的安装固定有两个水平方向的所述摆动轴，四个所述连接件分别连接在四个所述摆动轴上且相对转动，四个所述扑翼分别连接在四个所述连接件上且可相对转动，所述扑翼包括扑翼框架，以及安装在所述扑翼框架内的可转动的翼片，所述扑翼框架内还设置有扭簧用于所述翼片的复位，所述传动机构连接在四个所述连接件上，设置在所述机身框架上的所述电动机通过设置在所述机身框架上的所述第二减速器减速后带动所述传动机构运动使四个连接件同步上下摆动，分别设置在四个所述连接件上的四个所述步进电机分别通过设置在四个所述连接件上的四个第一减速器减速后分别带动四个所述扑翼转动。

进一步的是，所述扑翼框架上设置有翼片安装孔、翼片限位梁和扑翼转轴，所述翼片包括相对设置的翼片迎风面、翼片背风面以及设置在所述翼片上的翼片转轴，所述连接件设置有摆动轴孔和扑翼转轴孔，所述摆动轴孔的轴线与所述扑翼转轴孔的轴线垂直，所述摆动轴插装在所述摆动轴孔内且可转动，所述扑翼转轴插装在所述扑翼转轴孔内且可转动；所述翼片转轴插装在所述翼片安装孔内且可转动，所述扭簧套装在所述翼片转轴上，所述扭簧两端分别靠近所述扑翼框架和所述翼片迎风面设置；当所述扭簧处于压缩状态，所述翼片背风面靠近所述翼片限位梁。

进一步的是，所述传动机构包括连杆、推杆、凸轮、传动轴，所述连接件上设置有方形轴，所述方形轴的方向与所述摆动轴孔的轴线垂直，所述连杆上设置有连杆方形孔和连杆圆孔，所述推杆上有第一推杆孔和第二推杆孔，所述凸轮上有凸轮转孔和凸轮曲面槽，四个所述连杆通过所述连杆方形孔分别套装在四个所述连接件的所述方形轴上，所述连杆可在所述方形轴上滑动但不能转动，所述连杆和所述推杆通过第一销轴连接所述连杆圆孔和所述第二推杆孔，所述推杆和所述凸轮通过第二销轴连接所述第一推杆孔和所述凸轮曲面槽，所述第二销轴的圆柱面与所述凸轮曲面槽的两个侧面都相切，所述传动轴连接所述凸轮转孔和所述第二减速器。

进一步的是，所述凸轮曲面槽关于凸轮转孔的轴线中心对称。

进一步的是，所述第一推杆孔的轴线和所述第二推杆孔的轴线垂直异面，所述凸轮曲面槽的两个侧面都为直纹面且直纹面素线与所述凸轮转孔的轴线平行，所述凸轮曲面槽的轮廓曲线为椭圆或其它对称且光滑的平面曲线。

进一步的是，所述扑翼转轴安装在所述第一减速器的输出轴上，所述步进电机的输出轴安装在所述第一减速器的输入孔内。

进一步的是，所述电动机的输出轴安装在所述第二减速器输入孔内。

进一步的是，所述扑翼框架上还包括用于加强所述扑翼框架的强度的加强竖梁、加强横梁和加强斜梁中的至少一种。

进一步的是，所述的翼片限位梁、所述加强竖梁、所述加强横梁和所述加强斜梁均为空心结构；所述的翼片限位梁、所述加强竖梁、所述加强横梁和所述加强斜梁为工程塑料材质或碳素纤维材质。

进一步的是，每个所述扑翼框架内安装的所述翼片的数量大于1个。

一种同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器，其特征在于包括扑翼框架、翼片、扭簧、摆动轴、连接件、第一减速器、步进电机、连杆、推杆、凸轮、传动轴、第二减速器、电动机、第一销轴、第二销轴和机身框架，扑翼框架上有翼片安装孔、翼片限位梁和扑翼转轴，翼片上有翼片迎风面、翼片转轴和翼片背风面，连接件上有摆动轴孔、方形轴和扑翼转轴孔，摆动轴孔的轴线与扑翼转轴孔的轴线垂直，连杆上有连杆方形孔和连杆圆孔，推杆上有第一推杆孔和第二推杆孔，凸轮上有凸轮转孔和凸轮曲面槽，凸轮曲面槽关于凸轮转孔的轴线中心对称，机身框架四周对称的安装固定有四个水平方向的摆动轴，四个连接件通过摆动轴孔分别套装在四个摆动轴上且可转动，四个扑翼框架通过扑翼转轴分别插装在四个连接件的扑翼转轴孔内且可转动，翼片转轴插装在翼片安装孔内且可转动，扭簧套装在翼片转轴上，扭簧一端靠在扑翼框架上，另一端靠在翼片迎风面上，扭簧处于压缩状态，翼片背风面靠在翼片限位梁上，扑翼转轴安装在第一减速器的输出轴上，步进电机的输出轴安装在第一减速器的输入孔内，四个第一减速器和四个步进电机分别安装固定在四个连接件上，四个连杆通过连杆方形孔分别套装在四个连接件的方形轴上，连杆可在方形轴上滑动但不能转动，第一销轴同时插装在连杆圆孔和第二推杆孔内且可转动，第二销轴同时插装在第一推杆孔和凸轮曲面槽内且可转动，第二销轴的圆柱面与凸轮曲面槽的两个侧面都相切，传动轴插装固定在凸轮转孔内，传动轴安装在第二减速器的输出轴上，电动机的输出轴安装在第二减速器输入孔内，第二减速器和电动机都安装固定在机身框架上，第一推杆孔的轴线和第二推杆孔的轴线垂直异面，凸轮曲面槽的两个侧面都为直纹面且直纹面素线与凸轮转孔的轴线平行，凸轮曲面槽的轮廓曲线为椭圆或其它对称且光滑的平面曲线，扑翼框架上有加强竖梁、加强横梁和加强斜梁，翼片限位梁、加强竖梁、加强横梁和加强斜梁都采用空心结构且采用工程塑料、碳素纤维等轻质材料。

本发明的工作原理是：当电动机启动后，经过第二减速器减速后带动传动轴和凸轮连续转动，对称的凸轮曲面槽带动插装在其中的四个第二销轴作对称的同步往复运动，四个第二销轴分别带动四个推杆作对称的往复平动，推杆通过与连杆的铰接，从而带动四周的连接件和扑翼框架作上下往复摆动，当一对扑翼同步下扑时另外一对扑翼同步上扑，当扑翼框架下扑时为工作状态，此时翼片在扭簧的作用下翼片背风面紧靠在翼片限位梁上，翼片迎风面与气流运动方向垂直，气流直接作用在翼片迎风面上获得最大的气动力，同时，通过步进电机经过第一减速器减速后带动扑翼框架转动，改变翼片的倾角，气流作用在翼片迎风面上的正压力可分解为升力和推力，倾角的改变可以调节升力和推力的大小；当扑翼框架上扑时为复位状态，此时气流直接作用在翼片背风面上，使翼片克服扭簧的弹力后绕翼片转轴转动，直到翼片背风面基本与气流运动方向平行，因此扑翼在复位过程中所受的空气阻力最小，在复位过程中，扭簧进一步压缩；当扑翼复位行程结束时，翼片在扭簧的恢复弹力作用下绕翼片转轴转动初始状态即工作状态。当四个步进电机调节四个扑翼的翼面的倾角为零时，即可实现垂直起降功能，若四个扑翼产生的气动力与整机重量和阻力相等时，则可实现空中悬停；通过四个步进电机分别调整四个扑翼的扑翼倾角，则可调整每一个扑翼产生的升力和推力大小，四组升力和推力能使无人机产生空间任意方向的合力和力偶，因此能使无人机快速切换到任意方向飞行。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

1.本发明所述的同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器，将扑翼设置为上下摆动，并设计由扭簧控制的可转动翼片，使翼片下扑时以最大面积迎风运动获得最大气动力，上扑时在气流作用下自动转动到翼片与气流方向平行从而阻力大大降低，达到提高扑翼飞行气动效率的目的。

2.本发明所述的同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器，摆动式扑翼中的可转翼片在工作状态与复位状态之间的切换是在扭簧和气流的作用下自动完成的，不需要复杂机械式机构和电子控制系统，结构简单且可靠性较好。

3.本发明所述的同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器，通过一个电动机同步控制四个扑翼的摆动，当一对扑翼上扑时，另外一对扑翼下扑，动作一致性好、气动力输出连续、飞行器整体振动小且控制系统较简单，通过步进电机独立控制每一个扑翼倾角，从而实现垂直起降、空中悬停、快速切换到任意方向飞行，因此该类型扑翼无人机的灵活性和机动性非常好。

4.本发明所述的同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器，结构简单，加工工艺性好，生产成本低，可广泛应用于低雷诺数飞行的各类小型飞行器和无人机中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器的整体结构示意图。

图2是同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器详细结构示意图。

图3是同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器凸轮处的放大示意图。

图4是同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器下扑扑翼剖视图。

图5是同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器上扑扑翼剖视图。

图6是同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器的扑翼框架的结构示意图。

图7是同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器的翼片的结构示意图。

图8是同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器的连接件的结构示意图。

图9是同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器的连杆的结构示意图。

图10是同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器的推杆的结构示意图。

图11是同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器的凸轮的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明作进一步描述，但不以任何方式限制本发明。

实施例1：

结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10和图11，采用同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器的高压电线巡检无人机。包括扑翼框架1、翼片2、扭簧3、摆动轴4、连接件5、第一减速器6、步进电机7、连杆8、推杆9、凸轮10、传动轴11、第二减速器12、电动机13、第一销轴14、第二销轴15和机身框架16，扑翼框架1上有翼片安装孔101、翼片限位梁102和扑翼转轴103，翼片2上有翼片迎风面201、翼片转轴202和翼片背风面203，连接件5上有摆动轴孔501、方形轴502和扑翼转轴孔503，摆动轴孔501的轴线与扑翼转轴孔503的轴线垂直，连杆8上有连杆方形孔801和连杆圆孔802，推杆9上有第一推杆孔901和第二推杆孔902，凸轮10上有凸轮转孔1001和凸轮曲面槽1002，凸轮曲面槽1002关于凸轮转孔1001的轴线中心对称，机身框架16四周对称的安装固定有四个水平方向的摆动轴4，四个连接件5通过摆动轴孔501分别套装在四个摆动轴4上且可转动，四个扑翼框架1通过扑翼转轴103分别插装在四个连接件5的扑翼转轴孔503内且可转动，翼片转轴202插装在翼片安装孔101内且可转动，扭簧3套装在翼片转轴202上，扭簧3一端靠在扑翼框架1上，另一端靠在翼片迎风面201上，扭簧3处于压缩状态，翼片背风面203靠在翼片限位梁102上，每个扑翼框架1内安装的翼片2的数量是四个，扑翼转轴103安装在第一减速器6的输出轴上，步进电机7的输出轴安装在第一减速器6的输入孔内，四个第一减速器6和四个步进电机7分别安装固定在四个连接件5上，四个连杆8通过连杆方形孔801分别套装在四个连接件5的方形轴502上，连杆8可在方形轴502上滑动但不能转动，第一销轴14同时插装在连杆圆孔802和第二推杆孔902内且可转动，第二销轴15同时插装在第一推杆孔901和凸轮曲面槽1002内且可转动，第二销轴15的圆柱面与凸轮曲面槽1002的两个侧面都相切，传动轴11插装固定在凸轮转孔1001内，传动轴11安装在第二减速器12的输出轴上，电动机13的输出轴安装在第二减速器12输入孔内，第二减速器12和电动机13都安装固定在机身框架16上，第一推杆孔901的轴线和第二推杆孔902的轴线垂直异面，凸轮曲面槽1002的两个侧面都为直纹面且直纹面素线与凸轮转孔1001的轴线平行，凸轮曲面槽1002的轮廓曲线为椭圆曲线，扑翼框架1上有加强竖梁104、加强横梁105和加强斜梁106，翼片限位梁102、加强竖梁104、加强横梁105和加强斜梁106都采用空心结构且采用碳素纤维材料。高压电线巡检无人机采用本发明同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器后，由于扑翼阻力小、气动效率高，能方便实现垂直起降、空中悬停，特别是能快速切换飞行方向，机动性和灵活性非常好，且装置气动力连续振动小，能高效率完成各项检测和拍照工作，相对于旋翼无人机，在搭载摄影设备等相同的工作载荷后，一次飞行时间增加20％，实现了较长航时工作。

实施例2：

本实施例2提供一种高层灭火专用无人机，其结构同实施例1，不同的是：翼片2的数量为6个，翼片限位梁102、加强竖梁104、加强横梁105和加强斜梁106都采用工程塑料。采用同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器的高层灭火专用无人机。包括扑翼框架1、翼片2、扭簧3、摆动轴4、连接件5、第一减速器6、步进电机7、连杆8、推杆9、凸轮10、传动轴11、第二减速器12、电动机13、第一销轴14、第二销轴15和机身框架16，扑翼框架1上有翼片安装孔101、翼片限位梁102和扑翼转轴103，翼片2上有翼片迎风面201、翼片转轴202和翼片背风面203，连接件5上有摆动轴孔501、方形轴502和扑翼转轴孔503，摆动轴孔501的轴线与扑翼转轴孔503的轴线垂直，连杆8上有连杆方形孔801和连杆圆孔802，推杆9上有第一推杆孔901和第二推杆孔902，凸轮10上有凸轮转孔1001和凸轮曲面槽1002，凸轮曲面槽1002关于凸轮转孔1001的轴线中心对称，机身框架16四周对称的安装固定有四个水平方向的摆动轴4，四个连接件5通过摆动轴孔501分别套装在四个摆动轴4上且可转动，四个扑翼框架1通过扑翼转轴103分别插装在四个连接件5的扑翼转轴孔503内且可转动，翼片转轴202插装在翼片安装孔101内且可转动，扭簧3套装在翼片转轴202上，扭簧3一端靠在扑翼框架1上，另一端靠在翼片迎风面201上，扭簧3处于压缩状态，翼片背风面203靠在翼片限位梁102上，每个扑翼框架1内安装的翼片2的数量是六个，扑翼转轴103安装在第一减速器6的输出轴上，步进电机7的输出轴安装在第一减速器6的输入孔内，四个第一减速器6和四个步进电机7分别安装固定在四个连接件5上，四个连杆8通过连杆方形孔801分别套装在四个连接件5的方形轴502上，连杆8可在方形轴502上滑动但不能转动，第一销轴14同时插装在连杆圆孔802和第二推杆孔902内且可转动，第二销轴15同时插装在第一推杆孔901和凸轮曲面槽1002内且可转动，第二销轴15的圆柱面与凸轮曲面槽1002的两个侧面都相切，传动轴11插装固定在凸轮转孔1001内，传动轴11安装在第二减速器12的输出轴上，电动机13的输出轴安装在第二减速器12输入孔内，第二减速器12和电动机13都安装固定在机身框架16上，第一推杆孔901的轴线和第二推杆孔902的轴线垂直异面，凸轮曲面槽1002的两个侧面都为直纹面且直纹面素线与凸轮转孔1001的轴线平行，凸轮曲面槽1002的轮廓曲线为四段圆弧光滑连接的曲线，扑翼框架1上有加强竖梁104、加强横梁105和加强斜梁106，翼片限位梁102、加强竖梁104、加强横梁105和加强斜梁106都采用空心结构且采用工程塑料。高层灭火专用无人机采用本发明同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器后，由于扑翼工作行程推力大、扑翼阻力小、气动效率高，能方便实现垂直起降、空中悬停，特别是能快速切换飞行方向，机动性和灵活性非常好，且装置气动力连续振动小，能快速响应高层的紧急情况，快速飞行到高层失火点进行灭火。

实施例3：

本实施例3提供一种农业植保无人机，其结构同实施例1，不同的是：翼片2的数量为8个，翼片限位梁102、加强竖梁104、加强横梁105和加强斜梁106都采用工程塑料。采用同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器的农业植保无人机。包括扑翼框架1、翼片2、扭簧3、摆动轴4、连接件5、第一减速器6、步进电机7、连杆8、推杆9、凸轮10、传动轴11、第二减速器12、电动机13、第一销轴14、第二销轴15和机身框架16，扑翼框架1上有翼片安装孔101、翼片限位梁102和扑翼转轴103，翼片2上有翼片迎风面201、翼片转轴202和翼片背风面203，连接件5上有摆动轴孔501、方形轴502和扑翼转轴孔503，摆动轴孔501的轴线与扑翼转轴孔503的轴线垂直，连杆8上有连杆方形孔801和连杆圆孔802，推杆9上有第一推杆孔901和第二推杆孔902，凸轮10上有凸轮转孔1001和凸轮曲面槽1002，凸轮曲面槽1002关于凸轮转孔1001的轴线中心对称，机身框架16四周对称的安装固定有四个水平方向的摆动轴4，四个连接件5通过摆动轴孔501分别套装在四个摆动轴4上且可转动，四个扑翼框架1通过扑翼转轴103分别插装在四个连接件5的扑翼转轴孔503内且可转动，翼片转轴202插装在翼片安装孔101内且可转动，扭簧3套装在翼片转轴202上，扭簧3一端靠在扑翼框架1上，另一端靠在翼片迎风面201上，扭簧3处于压缩状态，翼片背风面203靠在翼片限位梁102上，每个扑翼框架1内安装的翼片2的数量是8个，扑翼转轴103安装在第一减速器6的输出轴上，步进电机7的输出轴安装在第一减速器6的输入孔内，四个第一减速器6和四个步进电机7分别安装固定在四个连接件5上，四个连杆8通过连杆方形孔801分别套装在四个连接件5的方形轴502上，连杆8可在方形轴502上滑动但不能转动，第一销轴14同时插装在连杆圆孔802和第二推杆孔902内且可转动，第二销轴15同时插装在第一推杆孔901和凸轮曲面槽1002内且可转动，第二销轴15的圆柱面与凸轮曲面槽1002的两个侧面都相切，传动轴11插装固定在凸轮转孔1001内，传动轴11安装在第二减速器12的输出轴上，电动机13的输出轴安装在第二减速器12输入孔内，第二减速器12和电动机13都安装固定在机身框架16上，第一推杆孔901的轴线和第二推杆孔902的轴线垂直异面，凸轮曲面槽1002的两个侧面都为直纹面且直纹面素线与凸轮转孔1001的轴线平行，凸轮曲面槽1002的轮廓曲线为四段圆弧光滑连接的曲线，扑翼框架1上有加强竖梁104、加强横梁105和加强斜梁106，翼片限位梁102、加强竖梁104、加强横梁105和加强斜梁106都采用空心结构且采用工程塑料。农业植保无人机采用本发明同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器后，由于扑翼工作行程推力大、扑翼阻力小、气动效率高，能方便实现垂直起降、空中悬停，特别是能快速切换飞行方向，机动性和灵活性非常好，且装置气动力连续振动小，能高效快速地完成播撒肥料，喷撒粉剂，辅助授粉等多样功能应，续航时间长，相对于旋翼无人机，在相同的工作载荷时，一次飞行时间增加20％，实现了较长航时工作。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器，其特征在于：包括扑翼、摆动轴(4)、连接件(5)、第一减速器(6)、步进电机(7)、传动机构、第二减速器(12)、电动机(13)和机身框架(16)，所述机身框架(16)四周对称的安装固定有两个水平方向的所述摆动轴(4)，四个所述连接件(5)分别连接在四个所述摆动轴(4)上且相对转动，四个所述扑翼分别连接在四个所述连接件(5)上且可相对转动，所述扑翼包括扑翼框架(1)，以及安装在所述扑翼框架(1)内的可转动的翼片(2)，所述扑翼框架(1)内还设置有扭簧(3)用于所述翼片(2)的复位，所述传动机构连接在四个所述连接件(5)上，设置在所述机身框架(16)上的所述电动机(13)通过设置在所述机身框架(16)上的所述第二减速器(12)减速后带动所述传动机构运动使四个连接件(5)同步上下摆动，分别设置在四个所述连接件(5)上的四个所述步进电机(7)分别通过设置在四个所述连接件(5)上的四个第一减速器(6)减速后分别带动四个所述扑翼转动；

所述扑翼框架(1)上设置有翼片安装孔(101)、翼片限位梁(102)和扑翼转轴(103)，所述翼片(2)包括相对设置的翼片迎风面(201)、翼片背风面(203)以及设置在所述翼片(2)上的翼片转轴(202)，所述连接件(5)设置有摆动轴孔(501)和扑翼转轴孔(503)，所述摆动轴孔(501)的轴线与所述扑翼转轴孔(503)的轴线垂直，所述摆动轴(4)插装在所述摆动轴孔(501)内且可转动，所述扑翼转轴(103)插装在所述扑翼转轴孔(503)内且可转动；所述翼片转轴(202)插装在所述翼片安装孔(101)内且可转动，所述扭簧(3)套装在所述翼片转轴(202)上，所述扭簧(3)两端分别靠近所述扑翼框架(1)和所述翼片迎风面(201)设置；当所述扭簧(3)处于压缩状态，所述翼片背风面(203)靠近所述翼片限位梁(102)。

2.根据权利要求1所述的同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器，其特征在于：所述传动机构包括连杆(8)、推杆(9)、凸轮(10)、传动轴(11)，所述连接件(5)上设置有方形轴(502)，所述方形轴(502)的方向与所述摆动轴孔(501)的轴线垂直，所述连杆(8)上设置有连杆方形孔(801)和连杆圆孔(802)，所述推杆(9)上有第一推杆孔(901)和第二推杆孔(902)，所述凸轮(10)上有凸轮转孔(1001)和凸轮曲面槽(1002)，四个所述连杆(8)通过所述连杆方形孔(801)分别套装在四个所述连接件(5)的所述方形轴(502)上，所述连杆(8)可在所述方形轴(502)上滑动但不能转动，所述连杆(8)和所述推杆(9)通过第一销轴(14)连接所述连杆圆孔(802)和所述第二推杆孔(902)，所述推杆(9)和所述凸轮(10)通过第二销轴(15)连接所述第一推杆孔(901)和所述凸轮曲面槽(1002)，所述第二销轴(15)的圆柱面与所述凸轮曲面槽(1002)的两个侧面都相切，所述传动轴(11)连接所述凸轮转孔(1001)和所述第二减速器(12)。

3.根据权利要求2所述的同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器，其特征在于：所述凸轮曲面槽(1002)关于凸轮转孔(1001)的轴线中心对称。

4.根据权利要求2所述的同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器，其特征在于：所述第一推杆孔(901)的轴线和所述第二推杆孔(902)的轴线垂直异面，所述凸轮曲面槽(1002)的两个侧面都为直纹面且直纹面素线与所述凸轮转孔(1001)的轴线平行，所述凸轮曲面槽(1002)的轮廓曲线为椭圆或其它对称且光滑的平面曲线。

5.根据权利要求1所述的同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器，其特征在于：所述扑翼转轴(103)安装在所述第一减速器(6)的输出轴上，所述步进电机(7)的输出轴安装在所述第一减速器(6)的输入孔内。

6.根据权利要求2所述的同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器，其特征在于：所述电动机(13)的输出轴安装在所述第二减速器(12)输入孔内。

7.根据权利要求1所述的同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器，其特征在于：所述扑翼框架(1)上还包括用于加强所述扑翼框架(1)强度的加强竖梁(104)、加强横梁(105)和加强斜梁(106)中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器，其特征在于：所述的翼片限位梁(102)、所述加强竖梁(104)、所述加强横梁(105)和所述加强斜梁(106)均为空心结构；

所述的翼片限位梁(102)、所述加强竖梁(104)、所述加强横梁(105)和所述加强斜梁(106)为工程塑料材质或碳素纤维材质。

9.根据权利要求1所述的同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器，其特征在于：每个所述扑翼框架(1)内安装的所述翼片(2)的数量大于1个。

Images