JP2009287723A - 往復揺動機構およびこれを用いた羽ばたき飛行機 - Google Patents
往復揺動機構およびこれを用いた羽ばたき飛行機 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 往復揺動機構は、上下方向直動部材1と、一端が枢支される剛体リンク3と、直動部材1と剛体リンク3との間を連結する弾性体リンク2とを具備する。直動部材1の運動を弾性体リンク2を介して剛体リンク3の揺動運動に変換する。弾性体リンク2は、直動部材1の昇降途上で撓みの中立点を越え、中立点の前後で反対方向へ撓む。弾性体リンク2は、直動部材1の上死点に至るまでに大きく撓んでエネルギを蓄え、上死点において、このエネルギにより剛体リンク3を下方回動させる回転トルクを生じる。また、直動部材1の下死点において、同じく弾性体リンク2が撓んで蓄えたエネルギにより、剛体リンク3を上方回動させる回転トルクを生じる。
【選択図】図1
Description
一方、往復揺動機構を用いた羽ばたき飛行機としては、例えば、特許文献1に記載されたものが知られている。これは、凧に主翼動力装置を設けたもので、主翼動力装置により主翼に取り付けられたひもを巻き取り、或いは、解き放つことにより、主翼が1秒間に数回、羽ばたく。主翼動力装置は、搭載する電池とモータによる電動式で、減速機構とクランクとひも止めとパイプとから構成される。主翼には、弾力性があり、常に一定の形を保とうとする復元力がある。主翼は、ひもにより引っ張られて打ち下ろした後、ひもの解放により打ち上げられ、元の形状に戻る。これを繰り返すことにより自ら羽ばたいて飛行する。
したがって、この出願に係る発明は、剛体リンク機構において原動節と従動節が平行になる位置関係においても、従動節を回転(正逆いずれの方向へも)させるトルクを生み出し、ストロークの大きい往復回転運動を実現する、構造が簡易で、小型、軽量化が可能な往復揺動機構を提供することを課題としている。
また、上記従来の羽ばたき飛行機は、尾翼を有するもので、比較的翼の振幅が小さく、振動周波数が大きいため、蝶のように、大きな振幅の羽ばたきで飛行する優雅な飛行姿を得ることができない。また、蝶のような羽ばたきを実現しようとすると、上記のような問題点があるため、従来の方法では、機構が複雑になって重量が増し、飛行機を構成することができない。
したがって、この出願に係る発明の別の課題は、蝶のような、大きな振幅で羽ばたき飛行する羽ばたき飛行機を提供することである。
また、上記往復揺動機構を適用した本発明に係る羽ばたき飛行機は、機体11と、この機体11に揺動自在に取り付けられた翼12と、この翼12の羽ばたき運動を実現させる羽ばたき機構13とを備える。羽ばたき機構13は、機体11の下方に位置して機体11に対して相対上下動自在に設けられた支持体19と、この支持体19と翼12とを結合する一対の弾性体リンク20と、支持体19を機体11に対して相対上下動させる駆動部22とを具備する。弾性体リンク20は、軸線を撓ませ、かつ支持体19の相対昇降途上で撓みの中立点を越えて反対方向へ撓むように支持体19と翼12との間に介設され、支持体20の上死点において翼12を下方回動させる回転トルクを生じ、支持体19の下死点において翼12を上方回動させる回転トルクを生じるように設定される。
また、この発明に係る羽ばたき飛行機によれば、蝶のような、大きな振幅で羽ばたき飛行する羽ばたき飛行機を提供することができる。
また、本発明の羽ばたき飛行機は、玩具に適用できる他、これに実用的機能を付加した各種の飛行体に適用できる。
2 弾性体リンク
3 剛体リンク
A 直動体の運動線
a 直動体の運動ストローク
b 回転運動ストローク
c 結合点
f3 撓みを戻そうとする力
f4 撓みを戻そうとする力
θ 回転角
11 機体
12 翼
13 羽ばたき機構
14 翼根部材
15 第1骨杆
16 第2骨杆
17 翼膜
18 ピン
19 支持体
20 弾性体リンク
21 斜め支持杆
22 駆動部
23 水平ピン
24 ゴム紐
25 係止部材
26 クランク
27 連接杆
28 軸受け部材
29 支軸
30 ガイド棒
Claims (2)
- 上下に往復直動運動をする直動部材と、この直動部材の上方に一端が枢支される剛体リンクと、直動部材と剛体リンクとの間を連結する弾性体リンクとを具備し、直動部材の往復直動運動を剛体リンクの往復揺動運動に変換する機構であって、
前記剛体リンクは、前記直動部材の下降行程により下方回動し、直動部材の下死点において下限角に達し、直動部材の上昇行程により上方回動し、直動部材の上死点において直動部材の運動線とほぼ平行となる上限角に達する位置関係にあるよう配置され、
前記弾性体リンクは、一端において前記直動部材に結合され、他端において前記剛体リンクに結合され、それにより軸線を撓ませ、かつ直動部材の昇降途上で撓みの中立点を越えて反対方向へ撓むように直動部材と剛体リンクとの間に介設され、直動部材の上死点において剛体リンクを下方回動させる回転トルクを生じ、直動部材の下死点において剛体リンクを上方回動させる回転トルクを生じることを特徴とする往復揺動機構。 - 機体と、この機体に揺動自在に取り付けられた翼と、この翼の羽ばたき運動を実現させる羽ばたき機構と、を備える羽ばたき飛行機であって、
前記羽ばたき機構は、前記機体の下方に位置して機体に対して相対上下動自在に設けられた支持体と、この支持体と前記翼とを結合する一対の弾性体リンクと、支持体を機体に対して相対上下動させる駆動部とを具備し、
前記弾性体リンクは、軸線を撓ませ、かつ前記支持体の相対昇降途上で撓みの中立点を越えて反対方向へ撓むように支持体と前記翼との間に介設され、支持体の上死点において翼を下方回動させる回転トルクを生じ、支持体の下死点において翼を上方回動させる回転トルクを生じることを特徴とする羽ばたき飛行機。
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