CN111994266B

CN111994266B - 折叠翼扑翼机

Info

Publication number: CN111994266B
Application number: CN202010908743.4A
Authority: CN
Inventors: 蔡毓; 双丰; 张振鸿; 陈远航; 黄显升
Original assignee: Guangxi University
Current assignee: Guangxi University
Priority date: 2020-09-02
Filing date: 2020-09-02
Publication date: 2023-05-30
Anticipated expiration: 2040-09-02
Also published as: CN111994266A

Abstract

本发明实施例提供一种折叠翼扑翼机，包括机身；对称设置在机身两侧的机翼，机翼包括驱动臂、外段翼和内段翼；内段翼包括第一内连杆和第二内连杆，第一内连杆和第二内连杆上下布置并相互平行；第一内连杆和第二内连杆均与驱动臂铰接；外段翼包括：第一外连杆、第二外连杆和第三外连杆，第二外连杆和第三外连杆与第一外连杆的一部份围成三角形结构；第二外连杆和第三外连杆的连接端通过阻尼装置与第二内连杆连接。本发明提供的折叠翼扑翼机，机翼在运动的过程中，第二内连杆与第二外连杆和第三外连杆连接端相互之间的冲击力被阻尼装置所吸收，内段翼与外段翼之间相互冲击力变小，机翼的使用寿命更长。

Description

折叠翼扑翼机

技术领域

本发明实施例涉及飞行器技术，尤其涉及一种折叠翼扑翼机。

背景技术

扑翼机，利用机翼像鸟和昆虫一样上下扑动产生向上的升力，依靠升力飞行。其中折叠翼扑翼机的机翼在向下扑动时能够展开，在向上扇动时能够折叠，使机翼向下运动时升力大于向上运动时的阻力。

现有的折叠翼扑翼机的机翼包括外段翼以及与外段翼铰接的内段翼。内段翼在驱动机构的驱动下变形运动，通过内段翼的变形实现内端翼与外段翼间夹角的变化，即折叠翼扑翼机机翼的展开与折叠。

然而，这种连接结构的机翼在飞行过程中外段翼与内段翼会产生相互冲击，容易导致机翼的变形甚至断裂。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的折叠翼扑翼机的机翼在飞行过程中，内段翼与外段翼会产生相互冲击，容易导致机翼的变形甚至断裂的问题。

根据本发明实施例，提供一种折叠翼扑翼机，包括：

机身；

对称设置在机身两侧的机翼，所述机翼包括驱动臂、外段翼和内段翼；

所述内段翼包括第一内连杆和第二内连杆，所述第一内连杆和第二内连杆上下布置并相互平行；所述第一内连杆和第二内连杆均与所述驱动臂铰接；

所述外段翼包括：第一外连杆、第二外连杆和第三外连杆，所述第二外连杆和第三外连杆与所述第一外连杆的一部份围成三角形结构；

所述第一外连杆和第二外连杆的连接端与所述第一内连杆铰接，所述第二外连杆和第三外连杆的连接端通过阻尼装置与所述第二内连杆连接。

在一种可选的实现方式中，所述阻尼装置为弹性件，所述弹性件一端与所述第二内连杆连接，所弹性件的另一端与所述第二外连杆和第三外连杆的连接端连接。

在一种可选的实现方式中，所述弹性件为弹簧。

在一种可选的实现方式中，所述弹性件为由弹性材料制成的杆件。

在一种可选的实现方式中，所述阻尼装置包括弹簧以及由弹性材料制成的杆件，所述杆件的一端与所述第二内连杆紧固连接，所杆件的另一端与所述第二外连杆和第三外连杆的连接端紧固连接；所述弹簧套设在所述杆件上，所述第二内连杆设置有用于与所述弹簧抵接的内限位块，所述第二外连杆和第三外连杆的连接端设置有用于与所述弹簧抵接的外限位块。

在一种可选的实现方式中，还包括对称设置在所述机身两侧的两个转轮，两个所述转轮同步往相反的方向转动，每个转轮用于带动与其同侧的所述驱动臂转动。

在一种可选的实现方式中，所述转轮为齿轮，两个所述齿轮之间相互啮合。

在一种可选的实现方式中，两个所述转轮的轴线间距大于两个所述转轮的半径和，所述转轮为皮带轮，两个所述皮带轮通过传动带传动。

在一种可选的实现方式中，还包括驱动电机和减速箱，所述电机与所述减速箱的输入端传动连接，所述减速箱的输出端与所述转轮传动连接。

在一种可选的实现方式中，所述转轮与所述机身通过支撑轴连接，所述转轮能够绕所述支撑轴旋转。

本领域技术人员能够理解的是，本发明的折叠翼扑翼机包括机身以及设置在机身两侧的机翼，其中，机翼包括驱动臂、外段翼与内段翼，内段翼包括第一内连杆与第二内连杆，第一内连杆与第二内连杆上下布置且相互平行，第一内连杆与第二内连杆均与驱动臂铰接。外段翼包括第一外连杆、第二外连杆与第三外连杆，所述第二外连杆和第三外连杆与所述第一外连杆的一部份围成三角形结构。所述第一外连杆和第二外连杆的连接端与所述第一内连杆铰接，所述第二外连杆和第三外连杆的连接端通过阻尼装置与所述第二内连杆连接。这样，当折叠翼扑翼机的机翼运动过程中，第二内连杆与第二外连杆和第三外连杆连接端相互之间的冲击力被阻尼装置所吸收，从而折叠翼扑翼机的机翼在飞行过程中内段翼与外段翼之间相互的冲击力变小。机翼的使用寿命更长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种折叠翼扑翼机的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大示意图；

图3为一种阻尼装置的结构示意图；

图4为另一种阻尼装置的结构示意图；

图5为本发明实施例二提供的另一种折叠翼扑翼机的结构示意图。

附图标记说明：

1-机身；

2-机翼；

21-驱动臂；

22-外段翼；

221-第一外连杆；

222-第二外连杆；

223-第三外连杆；

23-内段翼；

231-第一内连杆；

232-第二内连杆；

3-阻尼装置；

31-弹簧；

32-杆件；

4-内限位块；

5-外限位块；

6-转轮；

7-传动带；

8-支撑轴。

具体实施方式

首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其做出调整，以便适应具体的应用场合。

其次，需要说明的是，在本发明的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或构件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

现有的折叠翼扑翼机，其机翼包括外段翼以及与外段翼铰接的内段翼。在折叠翼扑翼机飞行过程中，内段翼在驱动机构的驱动下发生变形，通过内段翼的变形实现机翼的折叠与舒展。然而，这种连接结构的机翼在飞行的过程中外段翼与内段翼会产生相互的冲击，容易导致机翼的变形甚至断裂。

经过反复思考与验证，发明人发现冲击力的产生是由于内段翼位于下方的第二内连杆与外段翼轴销连接，也即是说，机翼折叠的过程中第二内连杆向机身方向拉拽外段翼，机翼舒展的过程中第二内连杆向远离机身的方向推动外段翼，因此在拉拽与推动的过程中内段翼与外段翼之间产生相互的冲击力。

如果在第二内连杆与外段翼之间的连接处设置阻尼装置，利用阻尼装置吸收内段翼与外段翼之间的冲击力，这样，机翼在折叠与舒展的过程中内段翼与外段翼不会因冲击力而发生变形，机翼的使用寿命更长。

有鉴于此，发明人设计了一种折叠翼扑翼机，包括机身以及对称设置在机身两侧的机翼，其中，机翼包括驱动臂、外段翼和内段翼。内段翼包括第一内连杆和第二内连杆，第一内连杆和第二内连杆上下布置并相互平行；第一内连杆和第二内连杆均与驱动臂铰接。外段翼包括第一外连杆、第二外连杆和第三外连杆，第二外连杆和第三外连杆与第一外连杆的一部份围成三角形结构。第一外连杆和第二外连杆的连接端与第一内连杆铰接，第二外连杆和第三外连杆的连接端通过阻尼装置与第二内连杆连接。折叠翼扑翼机在飞行过程中，第二内连杆与第二外连杆和第三外连杆的连接端之间的冲击力被阻尼装置所吸收，机翼不会因为冲击力而发生变形，机翼的使用寿命增长。

实施例一

图1为本实施例提供的一种折叠翼扑翼机的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的折叠翼扑翼机包括机身1以及对称设置在机身1两侧的机翼2，机身1用于安装机翼2以及折叠翼扑翼机的其他部件例如机尾。本实施例对于机身1的具体结构并不限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。

如图1所示，机翼2包括驱动臂21、外段翼22以及内段翼23，在折叠翼扑翼机飞行的过程中，由驱动臂21带动外段翼22与内段翼23运动，进而实现折叠翼扑翼机的机翼2舒展与折叠。具体而言，内段翼23包括第一内连杆231与第二内连杆232，第一内连杆231位于第二内连杆232的上方，即第一内连杆231与第二内连杆232上下布置。需要说明的是，在内段翼23运动的过程中，第一内连杆231与第二内连杆232始终保持平行设置。

继续参照图1，第一内连杆231与第二内连杆232均与驱动臂21铰接，即第一内连杆231与第二内连杆232均能够绕铰接点旋转。一种可能的实现方式中，第一内连杆231靠近驱动臂21一端与机身1轴销连接，也即是说，驱动臂21的运动能够带动第一内连杆231绕轴销旋转。

图1示出了，外段翼22包括第一外连杆221、第二外连杆222和第三外连杆223，第二外连杆222和第三外连杆223与第一外连杆221的一部份围成三角形结构。本实施例对于第一外连杆221围成三角形结构的部分具体长度并不限制，示例性地，第一外连杆221围成三角形部分的长度为第一外连杆221总长度的五分之一。

如图1所示，第一外连杆221和第二外连杆222的连接端与第一内连杆231铰接，也即是说，三角形结构能够绕第一内连杆231旋转。第二外连杆222和第三外连杆223的连接端通过阻尼装置3与第二内连杆232连接，示例性地，阻尼装置3的一端与第二内连杆232紧固连接，阻尼装置3的另一端与第二外连杆222和第三外连杆223的连接端轴销连接。

本实施例中，通过在第二外连杆222和第三外连杆223的连接端以及第二内连杆232之间设置阻尼装置3，在折叠翼扑翼机在飞行的过程中，阻尼装置3能够吸收第二外连杆222和第三外连杆223的连接端与第二内连杆232相互之间的冲击力。具体而言，在机翼2舒展的过程中，第二内连杆232向远离机身1的方向推动三角形结构，在运动的开始阶段，阻尼装置3会吸收第二内连杆232产生的冲击力，然后再由阻尼装置3推动三角形结构，相较于现有技术中第一内连杆231、第二外连杆222与第三外连杆223直接铰接在一起，机翼2在舒展的过程中更不易发生变形。同理，在机翼2折叠的过程中，第二内连杆232向机身1方向拉动三角形结构，阻尼装置3同样能够吸收冲击力，此处不再加以赘述。

下文介绍阻尼装置3的几种可实现方式，但本领域技术人员应当理解，下述阻尼装置3的具体实现方式不应视为是对阻尼装置3的具体限定，下文以折叠翼扑翼机的右侧机翼2为例，但并非对于保护范围的具体限制。

图3为一种阻尼装置的结构示意图。如图3所示，一种可实现方式中，阻尼装置3为诸如弹簧31或者橡皮筋之类的弹性件。以图3中的弹簧31为例，其左端与第二内连杆232连接，其右端与第二外连杆222和第三外连杆223的连接端连接，示例性地，第二内连杆232紧固连接有内限位块4，第二外连杆222和第三外连杆223的连接端轴销连接有外限位块5，弹簧31的左右两端分别与内限位块4以及外限位块5连接。

当机翼2舒展的过程中，弹簧31由中立位变成压缩状态，当弹簧31压缩到最大程度后由弹簧31向右推动第二外连杆222与第三外连杆223的连接端。当机翼2由舒展变为折叠的过程中，弹簧31由压缩状态变为折叠状态最后变为拉伸状态，当弹簧31拉伸到最大程度后由弹簧31向左拉动第二外连杆222与第三外连杆223的连接端。弹簧31拉伸与压缩的过程均为弹簧31吸收冲击力的过程。

图4为另一种阻尼装置的结构示意图。如图4所示，在另一种可实现方式中，阻尼装置3为由弹性材料制成的杆件32，本实施例此处对于杆件32的具体材料并不限制，示例性地，可以使用弹簧31钢作为杆件32材料，只要保证杆件32具有一定弹性即可。

如图4所示，杆件32的左端与第二内连杆232连接，杆件32的右端与第二外连杆222和第三外连杆223的连接端连接，示例性地，杆件32的左端与第二内连杆232通过内限位块4连接，杆件32的右端与第二外连杆222和第三外连杆223的连接端通过外限位块5连接。当机翼2舒展的过程中，杆件32由伸直状态变为弯曲状态，当机翼2由舒展变为折叠的过程中，杆件32由弯曲状态又变为伸直状态。杆件32弯曲以及伸直的过程为杆件32吸收冲击力的过程。

图2为图1中A处的局部放大示意图。如图2所示，在又一种可实现方式中，阻尼装置3包括弹簧31以及由弹性材料制成的杆件32。杆件32的左端与第二内连杆232连接，杆件32的右端与第二外连杆222和第三外连杆223的连接端连接。弹簧31套设在杆件32上，第二内连杆232设置有与弹簧31抵接的内限位块4，内限位块4与第二内连杆232紧固连接，第二外连杆222和第三外连杆223的连接端设置有用于与弹簧31抵接的外限位块5，外限位块5与第二外连杆222和第三外连杆223的连接端轴销连接。本实现方式中阻尼装置3吸收冲击力的过程与上述两种实现方式中相同，依靠弹性件的变形吸收冲击力，此处不再加以赘述。

本领域技术人员也可以将杆件32设置成伸缩杆，伸缩杆外部套设弹簧31，弹簧31的两端分别与内限位块4和外限位块5相抵。利用弹簧31的变形以及伸缩杆的伸缩实现对冲击力的吸收。

实施例二

继续参照图1，在实施例一的基础上，本实施例提供的折叠翼扑翼机还包括对称设置在机身1两侧的两个转轮6，在折叠翼扑翼机飞行的过程中，两个转轮6同步往相反方向转动，每个转轮6用于带动与其同侧的驱动臂21转动。

具体而言，驱动臂21与转轮6紧固连接，转轮6可以设置成齿轮，齿轮与机身1之间通过支撑轴8连接，齿轮能够绕支撑轴8的轴线旋转。两个齿轮直径大小相等且模数相同，两个齿轮相互啮合，通过两个齿轮之间相互啮合转动实现两个齿轮同步往相反方向转动，进而实现带动两个驱动臂21同步运动。

图5为本实施例提供的另一种折叠翼扑翼机的结构示意图。如图5所示，在另一种可实现方式中，两个转轮6之间的轴线间距大于两个转轮6的半径和，本领域技术人员可以将转轮6设置成皮带轮，皮带轮与机身1同样可以通过支撑轴8连接，皮带轮能够绕支撑轴8的轴线旋转。

两个皮带轮通过传动带7传动，需要注意的是，传动带7的中部交叉设置，以保证两个皮带轮同步往相反方向转动。

本实施例提供的折叠翼扑翼机还包括驱动电机与减速箱，电机的机体与机身1紧固连接，电机的电机轴与减速箱的输入端传动连接，减速箱的输出端与转轮6传动连接。通过设置电机与减速箱为折叠翼扑翼机提供动力源，驱动两个转轮6往相反方向转动，进而带动机翼2运动。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种折叠翼扑翼机，其特征在于，包括：

机身；

所述第一外连杆和第二外连杆的连接端与所述第一内连杆铰接，所述第二外连杆和第三外连杆的连接端通过阻尼装置与所述第二内连杆连接；

所述阻尼装置包括弹簧以及由弹性材料制成的杆件，所述杆件的一端与所述第二内连杆紧固连接，所述杆件的另一端与所述第二外连杆和第三外连杆的连接端紧固连接；所述弹簧套设在所述杆件上，所述第二内连杆设置有用于与所述弹簧抵接的内限位块，所述第二外连杆和第三外连杆的连接端设置有用于与所述弹簧抵接的外限位块。

2.根据权利要求1所述的折叠翼扑翼机，其特征在于，还包括对称设置在所述机身两侧的两个转轮，两个所述转轮同步往相反的方向转动，每个转轮用于带动与其同侧的所述驱动臂转动。

3.根据权利要求2所述的折叠翼扑翼机，其特征在于，所述转轮为齿轮，两个所述齿轮之间相互啮合。

4.根据权利要求2所述的折叠翼扑翼机，其特征在于，两个所述转轮的轴线间距大于两个所述转轮的半径和，所述转轮为皮带轮，两个所述皮带轮通过传动带传动。

5.根据权利要求2所述的折叠翼扑翼机，其特征在于，还包括驱动电机和减速箱，所述电机与所述减速箱的输入端传动连接，所述减速箱的输出端与所述转轮传动连接。

6.根据权利要求2所述的折叠翼扑翼机，其特征在于，所述转轮与所述机身通过支撑轴连接，所述转轮能够绕所述支撑轴旋转。