CN113353257A - 电机直接带动机翼的扑翼飞行器 - Google Patents

电机直接带动机翼的扑翼飞行器 Download PDF

Info

Publication number
CN113353257A
CN113353257A CN202110655820.4A CN202110655820A CN113353257A CN 113353257 A CN113353257 A CN 113353257A CN 202110655820 A CN202110655820 A CN 202110655820A CN 113353257 A CN113353257 A CN 113353257A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wing
motor
power device
rotor
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110655820.4A
Other languages
English (en)
Inventor
冯卓群
王尤迪
冯锦荣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN202110655820.4A priority Critical patent/CN113353257A/zh
Publication of CN113353257A publication Critical patent/CN113353257A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C33/00—Ornithopters
    • B64C33/02—Wings; Actuating mechanisms therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/24—Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/40—Arrangements for mounting power plants in aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

本发明提出一种电机直接带动机翼的扑翼飞行器，属于飞行器技术领域，包括机身、弹性体连接件、2个动力装置；2个动力装置分别是第一动力装置、第二动力装置；每个动力装置均包括动力装置底座、电机、电机转子复位弹簧、机翼、机翼复位弹簧；动力装置底座通过弹性体连接件与机身连接；在每个动力装置中，电机转子复位弹簧一端与电机的转子连接，另一端与动力装置底座连接，机翼复位弹簧一端与机翼连接，另一端与电机的转子连接；通过分别控制第一动力装置的电机、第二动力装置的电机顺时针方向、逆时针方向的输出力矩，控制扑翼飞行器的滚转、俯仰、偏航；本发明的扑翼飞行器的结构简单，装配难度小，电机直接带动机翼噪声小，翼面的重量轻。

Description

电机直接带动机翼的扑翼飞行器
技术领域
本发明涉及飞行器技术领域，特别是涉及一种电机直接带动机翼的扑翼飞行器。
背景技术
自然界中有多个物种能进行扑翼飞行，昆虫纲、鸟纲、哺乳纲中都有能进行扑翼飞行的物种，其中有的物种具有非凡的飞行能力；扑翼飞行器是有别于固定翼飞行器、旋翼飞行器的飞行器，扑翼飞行器的应用前景广阔；已经有多种扑翼飞行器被研制出来，例如韩国建国大学的“KUBeetle-S”扑翼飞行器、美国航空环境公司的“纳米蜂鸟”扑翼飞行器。
上述的扑翼飞行器存在以下问题：
1、上述的扑翼飞行器的结构复杂，装配难度大，传动噪声大；
2、上述的扑翼飞行器的机翼拆除、安装不方便，不便于维修、运输；
3、上述的扑翼飞行器的机翼可以产生的升力小。
发明内容
为了克服现有技术的问题，本发明提供一种电机直接带动机翼的扑翼飞行器，本发明的扑翼飞行器的结构简单，装配难度小，电机直接带动机翼噪声小，本发明的扑翼飞行器的机翼拆除、安装方便，便于维修、运输，本发明的扑翼飞行器的机翼可以产生的升力大。
本发明的扑翼飞行器包括机身、弹性体连接件、2个动力装置；2个动力装置分别是第一动力装置、第二动力装置。
每个动力装置均包括动力装置底座、电机、电机转子复位弹簧、机翼、机翼复位弹簧。
在每个动力装置中，所述的电机的定子固定在动力装置底座上，电机的转子带有电机转子摇臂、机翼安装座；所述的电机转子复位弹簧一端与电机转子摇臂连接，另一端与动力装置底座连接；当电机的转子围绕电机的轴线摆动离开平衡位置时，在电机转子复位弹簧的作用下，电机的转子可以回到平衡位置；所述的机翼通过第一铰链与机翼安装座连接。
所述的机翼包括翼梁、机翼摇臂、翼面、配重；翼面呈波纹状，制作翼面的材料包括泡沫材料，制作翼面的步骤包括：
步骤1，在泡沫材料上打孔、切割泡沫材料；
步骤2，把经过上一步骤加工的泡沫材料折成波纹状。
在每个机翼中，翼梁、机翼摇臂、翼面、配重固定在一起，机翼的强度大。
在每个动力装置中，所述的机翼复位弹簧一端与机翼摇臂连接，另一端与电机的转子连接，机翼复位弹簧可以防止机翼从机翼安装座上脱落；当机翼围绕第一铰链轴线摆动离开平衡位置时，在机翼复位弹簧的作用下，机翼可以回到平衡位置。
所述的第一动力装置的动力装置底座通过第二铰链与第二动力装置的动力装置底座连接，动力装置底座通过弹性体连接件与机身连接，第一动力装置的动力装置底座、第二动力装置的动力装置底座可以分别围绕第二铰链轴线摆动。
所述的第一动力装置的电机能交替输出顺时针方向、逆时针方向的力矩，所述的第二动力装置的电机能交替输出顺时针方向、逆时针方向的力矩；通过分别控制第一动力装置的电机、第二动力装置的电机顺时针方向、逆时针方向的输出力矩，影响电机的转子围绕电机的轴线摆动的范围，影响动力装置底座围绕第二铰链轴线摆动的范围，进而控制扑翼飞行器的滚转、俯仰、偏航。
本发明的有益效果在于：
1、通过分别控制第一动力装置的电机、第二动力装置的电机顺时针方向、逆时针方向的输出力矩，控制扑翼飞行器的滚转、俯仰、偏航，本发明的扑翼飞行器的结构简单，装配难度小，电机直接带动机翼噪声小；
2、拆除机翼复位弹簧之后，可以把机翼从电机的转子上拆除，本发明的扑翼飞行器的机翼拆除、安装方便，便于维修、运输；
3、本发明的扑翼飞行器的翼面呈波纹状，制作翼面的材料包括泡沫材料，翼面的重量轻，加工难度小；
4、本发明的扑翼飞行器的电机转子复位弹簧、机翼复位弹簧、配重可以影响机翼的运动，机翼的强度大，机翼可以产生的升力大；
5、本发明的扑翼飞行器的第一动力装置的动力装置底座、第二动力装置的动力装置底座可以分别围绕第二铰链轴线摆动，动力装置可以产生的偏航力矩大。
附图说明
图1为本发明的电机直接带动机翼的扑翼飞行器的主视图；
图2为本发明的电机直接带动机翼的扑翼飞行器的轴测图；
图3为机身的轴测图；
图4为弹性体连接件的轴测图；
图5为第一动力装置的轴测图；
图6为第二动力装置的轴测图；
图7为第一动力装置的动力装置底座的轴测图；
图8为第二动力装置的动力装置底座的轴测图；
图9为电机的轴测图；
图10为电机转子复位弹簧的轴测图；
图11为机翼的轴测图；
图12为机翼复位弹簧的轴测图；
图13为翼梁的轴测图；
图14为机翼摇臂的轴测图；
图15为翼面的轴测图；
图16为配重的轴测图；
图17为第一动力装置的动力装置底座、第二动力装置的动力装置底座的轴测图。
图中，1为机身，2为弹性体连接件，3为第一动力装置，4为第二动力装置，5为动力装置底座，6为电机，7为电机转子复位弹簧，8为机翼，9为机翼复位弹簧，10为电机转子摇臂，11为机翼安装座，12为翼梁，13为机翼摇臂，14为翼面，15为配重。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明的实施例，对本发明作进一步详细说明，此处的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例的电机直接带动机翼的扑翼飞行器包括机身1、弹性体连接件2、2个动力装置；本实施例的电机直接带动机翼的扑翼飞行器如图1、图2所示；机身1如图3所示，弹性体连接件2如图4所示；2个动力装置分别是第一动力装置3、第二动力装置4；第一动力装置3如图5所示；第二动力装置4如图6所示。
每个动力装置均包括动力装置底座5、电机6、电机转子复位弹簧7、机翼8、机翼复位弹簧9；第一动力装置3的动力装置底座5如图7所示；第二动力装置4的动力装置底座5如图8所示；电机6如图9所示；电机转子复位弹簧7如图10所示；机翼8如图11所示；机翼复位弹簧9如图12所示。
在每个动力装置中，所述的电机6的定子固定在动力装置底座5上，电机6的转子带有电机转子摇臂10、机翼安装座11；所述的电机转子复位弹簧7一端与电机转子摇臂10连接，另一端与动力装置底座5连接；当电机6的转子围绕电机6的轴线摆动离开平衡位置时，在电机转子复位弹簧7的作用下，电机6的转子可以回到平衡位置；所述的机翼8通过第一铰链与机翼安装座11连接，第一铰链轴线垂直于电机6的轴线；
所述的机翼8包括翼梁12、机翼摇臂13、翼面14、配重15；翼梁12如图13所示；机翼摇臂13如图14所示；翼面14如图15所示；配重15如图16所示；翼面14呈波纹状，波纹的纹路方向垂直于第一铰链轴线，制作翼面14的材料包括泡沫材料，制作翼面14的步骤包括：
步骤1，在泡沫材料上打孔、切割泡沫材料；
步骤2，把经过上一步骤加工的泡沫材料折成波纹状。
在每个机翼8中，翼梁12、机翼摇臂13、翼面14、配重15固定在一起，机翼8的强度大。
在每个动力装置中，所述的机翼复位弹簧9一端与机翼摇臂13连接，另一端与电机6的转子连接，机翼复位弹簧9可以防止机翼8从机翼安装座11上脱落；当机翼8围绕第一铰链轴线摆动离开平衡位置时，在机翼复位弹簧9的作用下，机翼8可以回到平衡位置。
所述的第一动力装置3的动力装置底座5通过第二铰链与第二动力装置4的动力装置底座5连接，第二铰链轴线垂直于电机6的轴线；第一动力装置3的动力装置底座5、第二动力装置4的动力装置底座5如图17所示；动力装置底座5通过弹性体连接件2与机身1连接，第一动力装置3的动力装置底座5、第二动力装置4的动力装置底座5可以分别围绕第二铰链轴线摆动。
所述的第一动力装置3的电机6能交替输出顺时针方向、逆时针方向的力矩，所述的第二动力装置4的电机6能交替输出顺时针方向、逆时针方向的力矩；通过分别控制第一动力装置3的电机6、第二动力装置4的电机6顺时针方向、逆时针方向的输出力矩，影响电机6的转子围绕电机6的轴线摆动的范围，影响动力装置底座5围绕第二铰链轴线摆动的范围，进而控制扑翼飞行器的滚转、俯仰、偏航。
增大第一动力装置3的电机6顺时针方向、逆时针方向的输出力矩，并且减小第二动力装置4的电机6顺时针方向、逆时针方向的输出力矩，动力装置可以产生滚转力矩。
增大第一动力装置3的电机6顺时针方向的输出力矩、减小第一动力装置3的电机6逆时针方向的输出力矩、增大第二动力装置4的电机6逆时针方向的输出力矩、减小第二动力装置4的电机6顺时针方向的输出力矩，动力装置可以产生俯仰力矩。
增大2个动力装置的电机6顺时针方向的输出力矩，并且减小2个动力装置的电机6逆时针方向的输出力矩，动力装置可以产生偏航力矩。
以上实施例是结合附图对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明的精神的情况下，还可以做出若干修改、替换，这些修改、替换也应视为在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.电机直接带动机翼的扑翼飞行器，其特征在于，包括机身（1）、弹性体连接件（2）、2个动力装置；每个动力装置均包括动力装置底座（5）、电机（6）、电机转子复位弹簧（7）、机翼（8）、机翼复位弹簧（9）；动力装置底座（5）通过弹性体连接件（2）与机身（1）连接；在每个动力装置中，电机（6）的定子固定在动力装置底座（5）上，电机转子复位弹簧（7）一端与电机（6）的转子连接，另一端与动力装置底座（5）连接，机翼（8）通过第一铰链与电机（6）的转子连接，机翼复位弹簧（9）一端与机翼（8）连接，另一端与电机（6）的转子连接。
2.根据权利要求1所述的电机直接带动机翼的扑翼飞行器，其特征在于，所述的电机（6）的转子带有电机转子摇臂（10）、机翼安装座（11）。
3.根据权利要求2所述的电机直接带动机翼的扑翼飞行器，其特征在于，在每个动力装置中，所述的电机转子复位弹簧（7）一端与电机转子摇臂（10）连接，所述的机翼（8）通过第一铰链与机翼安装座（11）连接。
4.根据权利要求1所述的电机直接带动机翼的扑翼飞行器，其特征在于，所述的机翼（8）包括翼梁（12）、机翼摇臂（13）、翼面（14）、配重（15）。
5.根据权利要求4所述的电机直接带动机翼的扑翼飞行器，其特征在于，所述的翼面（14）呈波纹状，制作翼面（14）的材料包括泡沫材料，制作翼面（14）的步骤包括：
步骤1，在泡沫材料上打孔、切割泡沫材料；
步骤2，把经过上一步骤加工的泡沫材料折成波纹状。
6.根据权利要求4所述的电机直接带动机翼的扑翼飞行器，其特征在于，在每个机翼（8）中，所述的翼梁（12）、机翼摇臂（13）、翼面（14）、配重（15）固定在一起。
7.根据权利要求4所述的电机直接带动机翼的扑翼飞行器，其特征在于，在每个动力装置中，所述的机翼复位弹簧（9）一端与机翼摇臂（13）连接。
8.根据权利要求1所述的电机直接带动机翼的扑翼飞行器，其特征在于，2个动力装置分别是第一动力装置（3）、第二动力装置（4），第一动力装置（3）的动力装置底座（5）通过第二铰链与第二动力装置（4）的动力装置底座（5）连接。
9.根据权利要求8所述的电机直接带动机翼的扑翼飞行器，其特征在于，所述的第一动力装置（3）的电机（6）能交替输出顺时针方向、逆时针方向的力矩，所述的第二动力装置（4）的电机（6）能交替输出顺时针方向、逆时针方向的力矩；通过分别控制第一动力装置（3）的电机（6）、第二动力装置（4）的电机（6）顺时针方向、逆时针方向的输出力矩，影响电机（6）的转子围绕电机（6）的轴线摆动的范围，影响动力装置底座（5）围绕第二铰链轴线摆动的范围，进而控制扑翼飞行器的滚转、俯仰、偏航。
CN202110655820.4A 2021-06-11 2021-06-11 电机直接带动机翼的扑翼飞行器 Pending CN113353257A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110655820.4A CN113353257A (zh) 2021-06-11 2021-06-11 电机直接带动机翼的扑翼飞行器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110655820.4A CN113353257A (zh) 2021-06-11 2021-06-11 电机直接带动机翼的扑翼飞行器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113353257A true CN113353257A (zh) 2021-09-07

Family

ID=77533957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110655820.4A Pending CN113353257A (zh) 2021-06-11 2021-06-11 电机直接带动机翼的扑翼飞行器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113353257A (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2734618Y (zh) * 2004-05-21 2005-10-19 许侦 仿生昆虫飞行器
JP2008001269A (ja) * 2006-06-23 2008-01-10 Ihi Corp 羽ばたき翼の駆動機構の制御方法及び装置
KR20130134473A (ko) * 2012-05-31 2013-12-10 전북대학교산학협력단 소형 비행체의 시소운동을 이용한 날개 플랩핑 장치
WO2015125145A1 (en) * 2014-02-20 2015-08-27 Weiss Menachem P Low frequency micro oscillator
CN105013184A (zh) * 2014-04-18 2015-11-04 马铿贵 高仿生飞鸟类智能飞行玩具
CN107226208A (zh) * 2017-05-27 2017-10-03 上海交通大学 全翼扑动与翼尖主动扭转相结合的五自由度扑翼飞行器
CN107444636A (zh) * 2017-08-10 2017-12-08 陈国栋 一种环境监测用无人机及其工作方法
US20180342938A1 (en) * 2017-05-26 2018-11-29 Purdue Research Foundation Actuating devide and method of making the same
CN109560664A (zh) * 2017-09-25 2019-04-02 日本电产三协株式会社 旋转传递机构及风门装置
CN110450951A (zh) * 2019-07-30 2019-11-15 北京航空航天大学 扑翼飞行器的机翼及扑翼飞行器
CN112644707A (zh) * 2021-02-04 2021-04-13 冯旭辉 带有弹簧的扑翼飞行器

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2734618Y (zh) * 2004-05-21 2005-10-19 许侦 仿生昆虫飞行器
JP2008001269A (ja) * 2006-06-23 2008-01-10 Ihi Corp 羽ばたき翼の駆動機構の制御方法及び装置
KR20130134473A (ko) * 2012-05-31 2013-12-10 전북대학교산학협력단 소형 비행체의 시소운동을 이용한 날개 플랩핑 장치
WO2015125145A1 (en) * 2014-02-20 2015-08-27 Weiss Menachem P Low frequency micro oscillator
CN105013184A (zh) * 2014-04-18 2015-11-04 马铿贵 高仿生飞鸟类智能飞行玩具
US20180342938A1 (en) * 2017-05-26 2018-11-29 Purdue Research Foundation Actuating devide and method of making the same
CN107226208A (zh) * 2017-05-27 2017-10-03 上海交通大学 全翼扑动与翼尖主动扭转相结合的五自由度扑翼飞行器
CN107444636A (zh) * 2017-08-10 2017-12-08 陈国栋 一种环境监测用无人机及其工作方法
CN109560664A (zh) * 2017-09-25 2019-04-02 日本电产三协株式会社 旋转传递机构及风门装置
CN110450951A (zh) * 2019-07-30 2019-11-15 北京航空航天大学 扑翼飞行器的机翼及扑翼飞行器
CN112644707A (zh) * 2021-02-04 2021-04-13 冯旭辉 带有弹簧的扑翼飞行器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《化工百科全书》编辑委员会, 上海人民美术出版社, pages: 259 - 261 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6938853B2 (en) Biomimetic mechanism for micro aircraft
US10486794B2 (en) Propeller assembly with at least two propeller blades
US20200086971A1 (en) Tiltrotor Free-Pivot Wing Extension
CN111301677A (zh) 可悬停八翼扑翼飞行器及其飞行控制方法
CN103552687B (zh) 一种扑旋翼构型及相应的微小型扑旋翼装置
WO2019104796A1 (zh) 一种无人飞行器
CN102806993A (zh) 多旋翼飞行器
CN110435875B (zh) 一种仿生柔性变形机翼
CN104859859B (zh) 一种气动优化油电混合多旋翼飞行器
CN113844652B (zh) 一种利用尾翼辅助控制的仿生微型扑翼飞行器
CN108639311B (zh) 一种全电型垂直起降固定翼无人机前飞螺旋桨的限位装置
CN103569360B (zh) 平动扑翼机构和具有平动扑翼机构的扑翼机和滑翔机
CN112644707B (zh) 带有弹簧的扑翼飞行器
CN113353257A (zh) 电机直接带动机翼的扑翼飞行器
CN110294120B (zh) 同步摆动式可转翼片四扑翼飞行器
CN112319801A (zh) 一种基于拍合效应的大型高机动可悬停扑翼飞行器
CN110294118B (zh) 低阻力同步直动式双扑翼飞行器
CN104139858A (zh) 碟式飞行器
CN112141332A (zh) 一种基于刚柔耦合的空间五杆扑翼飞行器
CN115973414A (zh) 一种基于十字尾翼控制的微型扑翼飞行器
CN112693605B (zh) 一种扑翼飞行器
CN210681132U (zh) 一种仿生柔性变形机翼
CN211869691U (zh) 可悬停八翼扑翼飞行器
CN112319788A (zh) 一种双层翼无人机
CN101412441A (zh) 微小型扑翼机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210907