一種微型振翼飛行器的制造方法
【專利摘要】一種微型振翼飛行器，屬航空【技術(shù)領(lǐng)域】，包括機(jī)身、尾翼、左振翼裝置、右振翼裝置、電機(jī)、齒輪減速器、主軸和起落架。機(jī)身內(nèi)配有操控系統(tǒng)、機(jī)載設(shè)備和電源設(shè)備。左振翼裝置和右振翼裝置結(jié)構(gòu)、參數(shù)及工作原理相同對(duì)稱布置于機(jī)身的左右兩側(cè)。尾翼由水平尾翼和垂直尾翼組成。主軸的兩端與左振翼裝置和右振翼裝置相連。左振翼裝置包括轉(zhuǎn)盤、滑塊、平動(dòng)導(dǎo)桿、豎立導(dǎo)桿、直線軸承和翼片。電機(jī)的動(dòng)力經(jīng)齒輪減速器后傳遞給主軸，主軸帶動(dòng)左振翼裝置和右振翼裝置工作，兩個(gè)翼片平移振動(dòng)而產(chǎn)生升力和推力，振翼的過程中不會(huì)在橫向產(chǎn)生水平分力。該飛行器結(jié)構(gòu)簡單，效率較高，可用于航拍、地理測(cè)量、交通執(zhí)勤、農(nóng)林作業(yè)、軍事偵查和搶險(xiǎn)救災(zāi)等多種任務(wù)。
【專利說明】 一種微型振翼飛行器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種微型振翼飛行器，屬航空【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種振翼飛行器。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)撲翼飛行器的翅膀是按弧軌跡撲動(dòng)的，翅膀上下拍動(dòng)時(shí)在橫向的水平方向即翅膀展長方向產(chǎn)生了一部分空氣動(dòng)力分量，該水平方向的分量對(duì)飛行器的前行和升空都沒有正面效果，是動(dòng)力的一種損耗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有撲翼飛行器的上述不足，發(fā)明一種效率較高的結(jié)構(gòu)簡單的微型振翼飛行器。
[0004]一種微型振翼飛行器，包括機(jī)身、尾翼、左振翼裝置、右振翼裝置、電機(jī)、齒輪減速器、主軸和起落架。機(jī)身內(nèi)配有操控系統(tǒng)、機(jī)載設(shè)備和電源設(shè)備，該飛行器飛行姿態(tài)由操控系統(tǒng)操控，機(jī)載設(shè)備包括拍攝設(shè)備。采用鋰電池為操控系統(tǒng)、機(jī)載設(shè)備和電機(jī)供電。配置了遙控設(shè)備，采用遙控方式飛行。左振翼裝置和右振翼裝置的結(jié)構(gòu)和參數(shù)都相同對(duì)稱布置于機(jī)身的左右兩側(cè)。尾翼由水平尾翼和垂直尾翼組成。水平尾翼能上下轉(zhuǎn)擺起升降舵的作用。水平尾翼在操控系統(tǒng)的操控下上下偏轉(zhuǎn)，從而控制該飛行器起降或俯仰飛行姿態(tài)。垂直尾翼由前段的固定部分即垂直安定面和后段的活動(dòng)部分即方向舵組成。方向舵在操控系統(tǒng)的操控下左右偏轉(zhuǎn)，能使該飛行器向左或向右偏航。起落架采用后三點(diǎn)式輪式起落架。
[0005]電機(jī)左右居中固定安裝在機(jī)身內(nèi)部的下部，其輸出軸通過齒輪減速器與主軸相連。主軸橫向水平布置，主軸的左右兩端通過軸承與機(jī)身左右兩側(cè)壁相連，主軸的左端與左振翼裝置的轉(zhuǎn)盤垂直相連于轉(zhuǎn)盤內(nèi)側(cè)的中心；主軸的右端與右振翼裝置的轉(zhuǎn)盤垂直相連于轉(zhuǎn)盤內(nèi)側(cè)的中心。左振翼裝置的結(jié)構(gòu)是:包括轉(zhuǎn)盤、滑塊、平動(dòng)導(dǎo)桿、豎立導(dǎo)桿、直線軸承和翼片。翼片是非剛性的，前緣渾圓厚實(shí)，后緣尖細(xì)，靠近前緣的部分較硬，靠近后緣的部分較軟；翼片平面形狀呈矩形，翼型采用上凸下凹型或上凸下平型翼型；翼片水平布置。直線軸承通過軸承座固定安裝在機(jī)身左側(cè)位于轉(zhuǎn)盤的正上方?；瑝K安裝在轉(zhuǎn)盤外側(cè)的接近邊緣處，滑塊既能隨轉(zhuǎn)盤繞主軸公轉(zhuǎn)還能自轉(zhuǎn)。平動(dòng)導(dǎo)桿縱向水平布置，并與滑塊相連，滑塊能沿平動(dòng)導(dǎo)桿滑動(dòng)，豎立導(dǎo)桿的下端與平動(dòng)導(dǎo)桿垂直固連于平動(dòng)導(dǎo)桿的正中位置；豎立導(dǎo)桿的上端穿過直線軸承伸出上方。翼片靠其根部與豎立導(dǎo)桿相連于豎立導(dǎo)桿的下端接近平動(dòng)導(dǎo)桿處。
[0006]從該發(fā)明飛行器的左側(cè)往右側(cè)看，左振翼裝置的工作原理是:電機(jī)的動(dòng)力經(jīng)齒輪減速器后傳遞給主軸，主軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)盤上的滑塊的帶動(dòng)下平動(dòng)導(dǎo)桿作上下反復(fù)運(yùn)動(dòng)再帶動(dòng)豎立導(dǎo)桿在直線軸承中上下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)翼片上下振動(dòng)。翼片下拍過程，是翼片從最高處往最低處拍的過程，該過程翼片的前緣基本保持水平狀態(tài)下拍，沿翼展方向翼片相同弦長位置下拍的位移相同，實(shí)現(xiàn)向下平拍。由于翼片是非剛性的，有一定的柔度和彈性，下拍過程中后緣要滯后前緣一些。由于翼片的翼型是上凸下凹型或上凸下平型，下拍產(chǎn)生較大的向上的升力和較小的向前的推力。翼片上拍過程是翼片從最低位置上揚(yáng)到最高位置，該過程翼片的前緣基本保持水平狀態(tài)上拍，沿翼展方向相同弦長位置上拍的位移相同，實(shí)現(xiàn)向上平拍。由于翼片是非剛性的，有一定的柔度和彈性，上拍時(shí)翼片的后緣也會(huì)滯后前緣。由于翼片的翼型是上凸下凹型或上凸下平型，與下拍相比，翼片的后緣滯后前緣的程度大一些。上拍時(shí)翼片產(chǎn)生較大的向前的推力和較小的向上的升力或不產(chǎn)生升力，上拍過程產(chǎn)生升力的大小與該飛行器前飛的速度有關(guān)，前飛的速度越快產(chǎn)生的升力越大。翼片拍動(dòng)的快慢是通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)的。為該飛行器更加靈活機(jī)動(dòng)，翼片的根部均裝有攻角限位器，采用舵機(jī)控制，在振翼時(shí)通過改變翼片的擺動(dòng)范圍即控制翼片攻角的大小來控制空氣動(dòng)力大小和方向從而實(shí)現(xiàn)不同的飛行姿態(tài)。翼片在振翼過程中基本上不產(chǎn)生橫向的水平分力，振動(dòng)效率高。
[0007]右振翼裝置的工作原理與左振翼裝置的工作原理相同。
[0008]左振翼裝置和右振翼裝置共同由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，該飛行器結(jié)構(gòu)簡單。左振翼裝置的翼片和右振翼裝置的翼片的擺動(dòng)范圍獨(dú)立分開控制，該飛行器飛行機(jī)動(dòng)靈活。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明一種微型振翼飛行器的俯視示意圖，圖2是本發(fā)明一種微型振翼飛行器的左視示意圖，此圖中，左振翼裝置和右振翼裝置處于下?lián)溥^程中，它們的翼片都處于下拍中，翼片的前緣朝下，后緣朝上。
[0010]圖中，1-機(jī)身；2_尾翼，21-垂直安定面，22-方向舵，23-水平尾翼；3_左振翼裝置；4_右振翼裝置；5_電機(jī)；6_齒輪減速器；7_主軸；8_起落架。
[0011]在圖中標(biāo)明的屬于左振翼裝置3的組成部分的有:31-轉(zhuǎn)盤，32-滑塊，33-平動(dòng)導(dǎo)桿，34-豎立導(dǎo)桿，35-直線軸承，36-翼片。

【具體實(shí)施方式】
[0012]現(xiàn)結(jié)合附圖1~2對(duì)本發(fā)明加以具體說明:一種微型振翼飛行器，包括機(jī)身1、尾翼
2、左振翼裝置3、右振翼裝置4、電機(jī)5、齒輪減速器6、主軸7和起落架8。機(jī)身I內(nèi)配有操控系統(tǒng)、機(jī)載設(shè)備和電源設(shè)備，該飛行器飛行姿態(tài)由操控系統(tǒng)操控，機(jī)載設(shè)備包括拍攝設(shè)備。采用鋰電池為操控系統(tǒng)、機(jī)載設(shè)備和電機(jī)5供電。配置了遙控設(shè)備，采用遙控方式飛行。左振翼裝置3和右振翼裝置4的結(jié)構(gòu)和參數(shù)都相同對(duì)稱布置于機(jī)身I的左右兩側(cè)。尾翼2由水平尾翼23和垂直尾翼組成。水平尾翼23能上下轉(zhuǎn)擺起升降舵的作用。水平尾翼23在操控系統(tǒng)的操控下上下偏轉(zhuǎn)，從而控制該飛行器起降或俯仰飛行姿態(tài)。垂直尾翼由前段的固定部分即垂直安定面21和后段的活動(dòng)部分即方向舵22組成。方向舵22在操控系統(tǒng)的操控下左右偏轉(zhuǎn)，能使該飛行器向左或向右偏航。起落架8采用后三點(diǎn)式輪式起落架。
[0013]電機(jī)5左右居中固定安裝在機(jī)身I內(nèi)部的下部，其輸出軸通過齒輪減速器6與主軸7相連。主軸7橫向水平布置，主軸7的左右兩端通過軸承與機(jī)身I左右兩側(cè)壁相連，主軸7的左端與左振翼裝置3的轉(zhuǎn)盤31垂直相連于轉(zhuǎn)盤31內(nèi)側(cè)的中心；主軸7的右端與右振翼裝置4的轉(zhuǎn)盤垂直相連于轉(zhuǎn)盤內(nèi)側(cè)的中心。左振翼裝置3的結(jié)構(gòu)是:包括轉(zhuǎn)盤31、滑塊32、平動(dòng)導(dǎo)桿33、豎立導(dǎo)桿34、直線軸承35和翼片36。翼片36是非剛性的，前緣渾圓厚實(shí)，后緣尖細(xì)，靠近前緣的部分較硬，靠近后緣的部分較軟；翼片36平面形狀呈矩形，翼型采用上凸下凹型或上凸下平型翼型；翼片36水平布置。直線軸承35通過軸承座固定安裝在機(jī)身I左側(cè)位于轉(zhuǎn)盤31的正上方?；瑝K32安裝在轉(zhuǎn)盤31外側(cè)的接近邊緣處，滑塊32既能隨轉(zhuǎn)盤31繞主軸7公轉(zhuǎn)還能自轉(zhuǎn)。平動(dòng)導(dǎo)桿33縱向水平布置，并與滑塊32相連，滑塊32能沿平動(dòng)導(dǎo)桿33滑動(dòng)，豎立導(dǎo)桿34的下端與平動(dòng)導(dǎo)桿33垂直固連于平動(dòng)導(dǎo)桿33的正中位置；豎立導(dǎo)桿34的上端穿過直線軸承35伸出上方。翼片36靠其根部與豎立導(dǎo)桿34相連于豎立導(dǎo)桿34的下端接近平動(dòng)導(dǎo)桿33處。
[0014]從該發(fā)明飛行器的左側(cè)往右側(cè)看，左振翼裝置3的工作原理是:電機(jī)5的動(dòng)力經(jīng)齒輪減速器6后傳遞給主軸7，主軸7帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤31順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)盤31上的滑塊32的帶動(dòng)下平動(dòng)導(dǎo)桿33作上下反復(fù)運(yùn)動(dòng)再帶動(dòng)豎立導(dǎo)桿34在直線軸承35中上下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)翼片36上下振動(dòng)。翼片36下拍過程，是翼片36從最高處往最低處拍的過程，該過程翼片36的前緣基本保持水平狀態(tài)下拍，沿翼展方向翼片36相同弦長位置下拍的位移相同，實(shí)現(xiàn)向下平拍。由于翼片36是非剛性的，有一定的柔度和彈性，下拍過程中后緣要滯后前緣一些。由于翼片36的翼型是上凸下凹型或上凸下平型，下拍產(chǎn)生較大的向上的升力和較小的向前的推力。翼片36上拍過程是翼片36從最低位置上揚(yáng)到最高位置，該過程翼片36的前緣基本保持水平狀態(tài)上拍，沿翼展方向相同弦長位置上拍的位移相同，實(shí)現(xiàn)向上平拍。由于翼片36是非剛性的，有一定的柔度和彈性，上拍時(shí)翼片36的后緣也會(huì)滯后前緣。由于翼片36的翼型是上凸下凹型或上凸下平型，與下拍相比，翼片36的后緣滯后前緣的程度大一些。上拍時(shí)翼片36產(chǎn)生較大的向前的推力和較小的向上的升力或不產(chǎn)生升力，上拍過程產(chǎn)生升力的大小與該飛行器前飛的速度有關(guān)，前飛的速度越快產(chǎn)生的升力越大。翼片36振動(dòng)的快慢是通過控制電機(jī)5的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)的。翼片36在振翼過程中基本上不產(chǎn)生橫向的水平分力，振動(dòng)效率高。
[0015]右振翼裝置4的工作原理與左振翼裝置3的工作原理相同。
[0016]為該飛行器更加靈活機(jī)動(dòng)，兩個(gè)翼片的根部均裝有攻角限位器，采用舵機(jī)控制，在振翼時(shí)通過改變翼片的擺動(dòng)范圍即控制翼片攻角的大小來控制空氣動(dòng)力大小和方向從而實(shí)現(xiàn)不同的飛行姿態(tài)。
[0017]左振翼裝置3和右振翼裝置4共同由一個(gè)電機(jī)5驅(qū)動(dòng)，該飛行器結(jié)構(gòu)簡單。左振翼裝置3的翼片36和右振翼裝置4的翼片的擺動(dòng)范圍獨(dú)立分開控制，該飛行器飛行機(jī)動(dòng)靈活。
[0018]機(jī)身I內(nèi)配有攝像機(jī)及信息處理系統(tǒng)，能進(jìn)行航拍，能將拍攝的影像信息傳送到地面設(shè)備。機(jī)上和地面配置匹配的遙控設(shè)備該飛行器能實(shí)現(xiàn)遙控飛行。
[0019]該飛行器采用手投方式起飛或采用跑道滑行方式起飛；將左振翼裝置3和右振翼裝置4的兩個(gè)翼片鎖定在同高的過飛行器的重心的水平位置或高于過飛行器重心的水平位置，方便該飛行器滑翔或降落。
[0020]該飛行器機(jī)身采用碳纖維等輕質(zhì)材料制作，最大尺寸不超過15cm。
[0021]本發(fā)明一種微型振翼飛行器可用于航拍、地理測(cè)量、交通執(zhí)勤、農(nóng)林作業(yè)、軍事偵查和搶險(xiǎn)救災(zāi)等多種任務(wù)。
【權(quán)利要求】
1.一種微型振翼飛行器，其特征在于:包括機(jī)身(1)、尾翼(2)、左振翼裝置(3)、右振翼裝置(4)、電機(jī)(5)、齒輪減速器(6)、主軸(7)和起落架(8);機(jī)身(I)內(nèi)配有操控系統(tǒng)、機(jī)載設(shè)備和電源設(shè)備；采用鋰電池為操控系統(tǒng)、機(jī)載設(shè)備和電機(jī)(5)供電；配置了遙控設(shè)備，采用遙控方式飛行；左振翼裝置(3)和右振翼裝置(4)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)和工作原理都相同對(duì)稱布置于機(jī)身(I)的左右兩側(cè)；尾翼(2)由水平尾翼(23)和垂直尾翼組成；水平尾翼(23)能上下轉(zhuǎn)擺；垂直尾翼由前段的固定部分即垂直安定面(21)和后段的活動(dòng)部分即方向舵(22)組成；電機(jī)(5)安裝在機(jī)身(I)內(nèi)部，其輸出軸通過齒輪減速器(6)與主軸(7)相連；主軸(7)橫向水平布置，主軸(7)的左右兩端通過軸承與機(jī)身(I)左右兩側(cè)壁相連，主軸(7)的左端與左振翼裝置(3)的轉(zhuǎn)盤(31)垂直相連于轉(zhuǎn)盤(31)內(nèi)側(cè)的中心；主軸(7)的右端與右振翼裝置(4)的轉(zhuǎn)盤垂直相連于轉(zhuǎn)盤內(nèi)側(cè)的中心；左振翼裝置(3)的結(jié)構(gòu)是:包括轉(zhuǎn)盤(31)、滑塊(32)、平動(dòng)導(dǎo)桿(33)、豎立導(dǎo)桿(34)、直線軸承(35)和翼片(36);翼片(36)是非剛性的，前緣渾圓厚實(shí)，后緣尖細(xì)，靠近前緣的部分較硬，靠近后緣的部分較軟；翼片(36)水平布置；直線軸承(35 )通過軸承座固定安裝在機(jī)身(I)左側(cè)位于轉(zhuǎn)盤(31)的正上方；滑塊(32 )安裝在轉(zhuǎn)盤(31)外側(cè)的接近邊緣處，滑塊(32 )既能隨轉(zhuǎn)盤(31)繞主軸(7 )公轉(zhuǎn)還能自轉(zhuǎn)；平動(dòng)導(dǎo)桿(33)縱向水平布置，并與滑塊(32)相連，滑塊(32)能沿平動(dòng)導(dǎo)桿(33)滑動(dòng)，豎立導(dǎo)桿(34)的下端與平動(dòng)導(dǎo)桿(33)垂直固連于平動(dòng)導(dǎo)桿(33)的正中位置；豎立導(dǎo)桿(34)的上端穿過直線軸承(35)伸出上方；翼片(36)靠其根部與豎立導(dǎo)桿(34)相連于豎立導(dǎo)桿(34)的下端接近平動(dòng)導(dǎo)桿(33)處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型振翼飛行器，其特征在于:所有翼片平面形狀呈矩形，翼型都采用上凸下凹型或上凸下平型翼型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型振翼飛行器，其特征在于:兩個(gè)翼片能鎖定在同高的過飛行器的重心的水平位置或高于過飛行器重心的水平位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型振翼飛行器，其特征在于:機(jī)身(I)內(nèi)配有攝像機(jī)及信息處理系統(tǒng)，能將拍攝的影像信息傳送到地面設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型振翼飛行器，其特征在于:機(jī)上和地面配置匹配的遙控設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型振翼飛行器，其特征在于:起落架(8)采用后三點(diǎn)式輪式起落架。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型振翼飛行器，其特征在于:兩個(gè)翼片的根部均裝有攻角限位器，采用舵機(jī)控制；左振翼裝置(3)的翼片(36)和右振翼裝置(4)的翼片的擺動(dòng)范圍獨(dú)立分開控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型振翼飛行器，其特征在于:該飛行器采用手投方式起飛或采用跑道滑行方式起飛。
【文檔編號(hào)】B64C33/02GK104477389SQ201410769873
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】王志成 申請(qǐng)人:佛山市神風(fēng)航空科技有限公司