CN205707352U - 一种曲柄滑块式扑翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种曲柄滑块式扑翼飞行器，包括机架、翅膀支杆、电机、电机支座、翅翼、曲柄、滑块、尾翼、传动连杆，其中电机与电机支座固定，电机支座与机架固定，翅翼固定在翅膀支杆上，翅膀支杆一端与滑块铰接，一端与机架进行铰接；曲柄两端安装在机架的限位孔中，形成铰接；连杆一端与曲柄同心配合，形成铰接，另一端与滑块铰接；本实用新型能够有效的提高飞行器的稳定性，降低了机构的复杂程度，提高效率。

Description

一种曲柄滑块式扑翼飞行器

技术领域

本实用新型涉及扑翼飞行器领域，尤其涉及一种曲柄滑块式扑翼飞行器。

背景技术

扑翼飞行器，是指像鸟一样通过机翼主动运动产生升力和前行力的飞行器，扑翼飞行器在飞行过程中靠双翼扇动进行飞行。扑翼飞行与固定翼和旋翼飞行相比，具有如原地或小场地起飞，良好的飞行机动性和一定的空中悬停性能，长距离飞行能耗较少等特点。随着航空业的不断发展，各种飞行器不断出现，固定翼飞行器速度越来越快，旋翼飞行器也开始出现并不断改进，大到各种先进战斗机，无人机，攻击性直升机，小到各种航模，四旋翼飞行器，但是由于对扑翼飞行器的研究遇到了很多当时科学技术难以解决的困难，人们逐渐把目光和研究精力从早期对鸟类和昆虫扑翼飞行原理的探索转移到了固定翼和旋翼飞行器的研究上了。近年来，各种学科不断发展，新材料，新能源，新加工方法和新理论包括碳纤维的出现，电池的不断微型化，纳米科技、微电子机械的兴起，空气动力学的研究深入等的出现为扑翼飞行器的研制又带来了曙光，各国的研究人员开始重新对扑翼飞行器进行研究。IPMC材料是一种电致动聚合物，具有驱动电压低、变形量打、柔性好等特点，且IPMC材料无需机械传动机构，质量轻，适宜微型化，因此是当前微扑翼驱动的较佳选择，具有很好的应用前景。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种曲柄滑块式扑翼飞行器，尺寸体积较小，控制较简单，灵活性高，功耗低，并且结构紧凑，易装配，驱动可调节改进，易生产。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种曲柄滑块式扑翼飞行器，包括机架、翅翼、翅膀支杆,机架为曲柄滑块式扑翼飞行器的框架，电机安装在电机支座上，电机支座固定在机架上，翅翼安装在翅膀支杆上，机架底部安装曲柄，曲柄中间安装传动连杆，传动连杆末端连接滑块，滑块沿着导杆移动，导杆垂直安装在机架内，滑块侧面固定连接块，连接块两端安装连接杆，连接杆的另一端分别与翅膀支杆铰接，翅膀支杆的中间安装在机架上，电机与传动齿轮相连，传动齿轮与曲柄通过键和键槽固定，机架上设有斜凹槽，斜凹槽内安装尾翼。

进一步的，机架上设有定位孔，曲柄安装在定位孔中。

优选的，电机与传动齿轮过盈配合。

进一步的，尾翼的翼膜包括水平尾翼翼膜和垂直尾翼翼膜。

优选的，尾翼的翼膜材料为IPMC。

滑块的上下运动与翅膀的扑动在两个平行平面内。

优选的，IPMC材料表面分为四个电极区域，不同的电极区在交叉正负电压驱动下PIMC材料实现三维扭转运动。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型使得翅膀往复扇动的角度明显增大，同时独特的结构，使得翅膀转换方向时所需驱动力远低于其他位置扇动所需驱动力，翅膀换向时间更短；用IPMC材料制成的尾翼质地轻、柔性好、响应迅速且不需要齿轮、轴承等机械传动结构就能实现对扑翼飞行器的灵活控制。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型示意图；

图2是本实用新型局部示意图；

图3是本实用新型曲柄示意图；

图4是本实用新型尾翼翼膜工作示意图。

图示中，1、曲柄，2、翅膀支杆，3、翅膀，4、机架，5、滑块，6、导杆，7、传动连杆，8、连接块，9、连接块，10、电机，11、电机支座，12、传动齿轮，13、水平尾翼翼膜，14、垂直尾翼翼膜。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图所示，本实用新型公开一种曲柄滑块式扑翼飞行器，包括机架4、翅翼3、翅膀支杆2,机架4为曲柄滑块式扑翼飞行器的框架，电机10安装在电机支座11上，电机支座11固定在机架4上，翅翼3安装在翅膀支杆2上，机架4底部安装曲柄1，曲柄1中间安装传动连杆7，传动连杆7末端连接滑块5，滑块5沿着导杆6移动，导杆6垂直安装在机架4内，滑块5侧面固定连接块8，连接块8两端安装连接杆9，连接杆9的另一端分别与翅膀支杆2铰接，翅膀支杆2的中间安装在机架4上，电机10与传动齿轮12相连，传动齿轮12与曲柄1通过键和键槽固定，在具体设计时，传动齿轮12可以是多个齿轮的连接，机架4上设有斜凹槽，斜凹槽内安装尾翼，尾翼的翼膜包括水平尾翼翼膜13和垂直尾翼翼膜14，尾翼的翼膜材料为IPMC。

滑块的上下运动与翅膀的扑动在两个平行平面内。

在本实施例中，机架4上设有定位孔，曲柄1安装在定位孔中。

在本实施例中，电机与传动齿轮过盈配合。

在本实施例中，传动机构都放在机架内部，便于添加其他电子设备，有利于扩展扑翼飞行器的功能。

IPMC材料表面分为四个电极区域，不同的电极区在交叉正负电压驱动下PIMC材料实现三维扭转运动。通正向电压时平行放置的翼膜可以向下弯曲， 通负向电流时可以向上弯曲，垂直方向的翼膜通正向电流时可以向左弯曲，通负向电流时可以向有弯曲。通过改变电流的流向从而达到控制扑翼飞行器。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定,任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种曲柄滑块式扑翼飞行器，其特征在于，包括机架、翅翼、翅膀支杆,机架为曲柄滑块式扑翼飞行器的框架，电机安装在电机支座上，电机支座固定在机架上，翅翼安装在翅膀支杆上，机架底部安装曲柄，曲柄中间安装传动连杆，传动连杆末端连接滑块，滑块沿着导杆移动，导杆垂直安装在机架内，滑块侧面固定连接块，连接块两端安装连接杆，连接杆的另一端分别与翅膀支杆铰接，翅膀支杆的中间安装在机架上，电机与传动齿轮相连，传动齿轮与曲柄通过键和键槽固定，机架上设有斜凹槽，斜凹槽内安装尾翼。

2.根据权利要求1所述一种曲柄滑块式扑翼飞行器，其特征在于,机架上设有定位孔，曲柄安装在定位孔中。

3.根据权利要求1所述一种曲柄滑块式扑翼飞行器，其特征在于，电机与传动齿轮过盈配合。

4.根据权利要求1所述一种曲柄滑块式扑翼飞行器，其特征在于,尾翼的翼膜包括水平尾翼翼膜和垂直尾翼翼膜。

5.根据权利要求4所述一种曲柄滑块式扑翼飞行器，其特征在于,尾翼的翼膜材料为IPMC。

6.根据权利要求5所述一种曲柄滑块式扑翼飞行器，其特征在于,IPMC材料表面分为四个电极区域，不同的电极区在交叉正负电压驱动下PIMC材料实现三维扭转运动。