一種小型無人類撲翼飛行器的制造方法
【技術領域】
[0001]一種小型無人類撲翼飛行器，屬航空技術領域，尤其涉及一種撲翼飛行器。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的撲翼機的升力裝置是連桿機抅撲翼，靠上下煽動翼片來產(chǎn)生升力，撲翼上揚時阻力較大，效率較低，能產(chǎn)生的升力有限，很難實現(xiàn)重載飛行；專利號為ZL200910073435.8的中國專利公開的一種結構較復雜的靠撲翼提升機構使撲翼片復位的撲翼升力生成裝置和現(xiàn)有的半轉機構撲翼裝置，雖然效率較傳統(tǒng)撲翼高些，但翼片下?lián)溥^程中，只有中間位置翼片處于水平位置，其它時候翼片與水平面都存在一個夾角，越離開中間位置夾角越大，產(chǎn)生的升力是翼片作用力的豎直方向的分量，水平方向的分量成了損耗，故該兩種現(xiàn)有的撲翼機的撲翼裝置產(chǎn)生升力的效率也有限。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有撲翼機的上述不足，發(fā)明一種效率更高的小型無人類撲翼飛行器。
[0004]一種小型無人類撲翼飛行器，主要由機身、動力裝置、左撲翼裝置、右撲翼裝置、尾部螺旋槳和起落架組成。機身內配有操控系統(tǒng)和自動導航自主飛行儀，該飛行器采用自動導航自主飛行模式飛行。左撲翼裝置和右撲翼裝置結構、參數(shù)和工作原理都相同并對稱布置于機身的左右兩側，用來產(chǎn)生升力。機身上左右對稱分布著左缺口和右缺口，它們是為了方便左撲翼裝置和右撲翼裝置運轉而設置的。左撲翼裝置和右撲翼裝置分別安裝在機身的左缺口和右缺口處。動力裝置安裝于機身前部，為左撲翼裝置和右撲翼裝置提供動力。動力裝置主要由主電機和減速傳動機構組成，采用齒輪組減速裝置，采用同步帶傳動或鏈傳動方式傳輸動力，動力等速反向驅動左撲翼裝置和右撲翼裝置的主軸轉動。尾部螺旋槳由小電機驅動，尾部螺旋槳旋轉平面能向左或向右傾斜，在操控系統(tǒng)的操控下能產(chǎn)生向上、向左側或向右側的拉力，以實現(xiàn)該飛行器的俯仰及偏航飛行姿態(tài)。主電機、小電機、操作系統(tǒng)的舵機和自動導航自主飛行儀采用鋰電池供電。起落架采用滑撬式起落架。
[0005]右撲翼裝置的具體結構是:它包括導向罩、主軸、轉臂架、中心半齒齒輪和安裝在轉臂架上的互成180°分布在中心半齒齒輪周圍的兩個結構相同的轉翼裝置。中心半齒齒輪是一個只有半周帶齒的齒輪，它通過主軸的軸套固定安裝于機身上，中心半齒齒輪的帶齒半周朝右，無齒半周朝左，無齒半周的邊緣半徑小于帶齒半周的齒谷半徑，以免轉翼裝置的近心齒輪的齒經(jīng)過時碰觸到中心半齒齒輪的無齒半周。主軸縱向水平布置，主軸的后段與轉臂架固連于轉臂架的中心，主軸的后端通過軸承安裝在機身上，主軸的中段通過軸承與中心半齒齒輪相連于中心半齒齒輪的中心孔內，主軸的前段除前端外被主軸的軸套套住，主軸的軸套的后端與中心半齒齒輪固連，主軸的軸套的前端與機身固連，主軸能在中心半齒齒輪的中心孔內和主軸的軸套內靈活轉動；主軸的前端與動力裝置的傳動機構相連，動力從主軸的前端輸入。轉臂架是由兩條相同的轉臂組成的一個完全對稱的一字支架，用來支撐兩個轉翼裝置。每個轉翼裝置包括近心齒輪、遠心齒輪和翼片。翼片為剛性矩形平板翼片。翼片的左右兩條母線邊中部安裝有用以減小翼片左右兩端緊貼導向罩內壁滑動摩擦的能靈活滾動的減摩滾筒。翼片的后端對稱固定在遠心齒輪的前端面中部，翼片與遠心齒輪垂直；遠心齒輪的轉軸通過軸承安裝在轉臂架的轉臂的末梢，近心齒輪的轉軸通過軸承安裝在轉臂架的轉臂的中部，同一轉翼裝置上的遠心齒輪與近心齒輪嚙合，其傳動比為I: 1兩個近心齒輪在主軸的右側時均與中心半齒齒輪嚙合，其嚙合傳動比為1:1。導向罩呈半圓弧形，靠左固定安裝在機身上，導向罩的包角范圍稍大于180°，上至當轉臂架的一條轉臂處于12點鐘位置時相應的翼片的處于右側的減摩滾筒處，下至當轉臂架的一條轉臂處于6點鐘位置時相應的翼片的處于左側的減摩滾筒處。導向罩內壁是以主軸的軸線為中心線的光滑的圓弧形曲面，該圓弧半徑尺寸剛好使得翼片在主軸的左側運行時翼片左右兩端的減摩滾筒都能同時緊貼導向罩內壁滾動，確保翼片在主軸左側從最低處運行到最高處的過程中始終保持與轉臂架的相應的轉臂垂直。為了翼片在主軸的下方從主軸的右側往左側運行剛好運行到最低處時翼片的減摩滾筒能順利過渡到導向罩內壁，導向罩下端設置了與內壁光滑連接的向下并向外彎曲的一小段。組裝右撲翼裝置時，確保轉臂架的轉臂處于主軸正上方豎直位置時相應的翼片水平布置。轉臂架的兩個轉臂結構相同，轉臂的斷面為翼型。
[0006]右撲翼裝置的工作原理:兩個轉翼裝置的工作原理相同，下面針對一個轉翼裝置來說明其工作原理:下?lián)淦鹗嘉恢脼橹卧撧D翼裝置的轉臂架的一條轉臂豎直布置于主軸的正上方即處于12點鐘位置，此時該轉翼裝置的翼片處于水平位置并位于最高處，導向罩全部罩住翼片。從該飛行器的后端往前端看，啟動主電機，動力從主軸的前端輸入，在動力的驅動下，主軸順時針轉動，帶動轉臂架順時針轉動，中心半齒齒輪固定不動，且?guī)X半周朝右，由于遠心齒輪與近心齒輪嚙合的傳動比為1: 1，且近心齒輪在主軸的右側時與中心半齒齒輪嚙合的傳動比為1: 1，翼片下?lián)鋾r在遠心齒輪的帶動下逆時針自轉保持水平狀態(tài)下?lián)?，當轉臂架的轉臂轉至主軸正下方處于豎直位置即處于6點鐘位置時翼片處于最低位置，此時翼片的左端減摩滾筒已進入導向罩內壁，完成了下?lián)溥^程。上揚過程是:從翼片處于最低位置開始，由于中心半齒齒輪的無齒半周朝左，且無齒半周的邊緣半徑小于帶齒半周的齒谷半徑，在過主軸的縱向鉛垂面的左側，近心齒輪脫離中心半齒齒輪的約束，主軸在動力的驅動下繼續(xù)順時針轉動，帶動轉臂架繼續(xù)順時針轉動，由于導向罩的約束，翼片左右兩端的減摩滾筒都同時緊貼導向罩內壁滾動，翼片從最低處運行到最高處的過程中始終保持與轉臂架的轉臂垂直。當轉臂架的轉臂轉至主軸正上方處于豎直位置即處于12點鐘時，翼片處于最高位置，完成了上揚過程，該轉翼裝置回到了下?lián)溥^程的起始狀態(tài)。主軸在動力的驅動下繼續(xù)順時鐘轉動，進入下一個工作周期。主軸連續(xù)順時鐘旋轉帶動轉臂架旋轉以實現(xiàn)翼片的連續(xù)下?lián)浜蜕蠐P運動過程，產(chǎn)生向上的升力，轉速越快產(chǎn)生的升力越大。由于轉臂架的轉臂的斷面為翼型，調整好轉臂的攻角，還能產(chǎn)生向前或向后的推力。下?lián)溥^程翼片始終處于水平狀態(tài)，故能產(chǎn)生較大升力，由于作用力在水平方向幾乎沒有分量，故產(chǎn)生升力的效率較高。上揚過程翼片始終保持與轉臂架的相應的轉臂垂直，阻力較小。
[0007]左撲翼裝置和右撲翼裝置結構相同且對稱。左撲翼裝置的導向罩靠右安裝。左撲翼裝置的中心半齒齒輪的帶齒半周朝左，無齒半周朝右。左撲翼裝置的主軸在動力的驅動下逆時針方向轉動帶動左撲翼裝置的轉臂架逆時針方向旋轉。左撲翼裝置的翼片在左撲翼裝置的主軸的左側時處于水平狀態(tài)下?lián)洌谧髶湟硌b置的主軸的右側時保持與相應的轉臂垂直上揚。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明一種小型無人類撲翼飛行器的后視示意圖；圖2是圖1的俯視示意圖；圖3是圖1中的右撲翼裝置的放大示意圖；圖4是圖2中的右撲翼裝置的放大示意圖；圖5是圖3中的右撲翼裝置的中心半齒齒輪的放大示意圖。
[0009]圖中，1-機身，11-左缺口，12-右缺口 ；2_動力裝置；3-左撲翼裝置；4-右撲翼裝置；5_尾部螺旋槳，51-小電機；6_起落架。
[0010]屬于左撲翼裝置3的構件:31-導向罩，32-主軸，33-轉臂架，331-轉臂，34-中心半齒齒輪，35-轉翼裝置。
[0011]屬于右撲翼裝置4的構件:41-導向罩，42-主軸，43-轉臂架，431-轉臂，44-中心半齒齒輪，45-轉翼裝置，451-近心齒輪，452-遠心齒輪，453-翼片，454-翼片邊緣減摩滾筒O
【具體實施方式】
[0012]現(xiàn)結合附圖1~5對本發(fā)明加以具體說明:一種小型無人類撲翼飛行器，主要由機身1、動力裝置2、左撲翼裝置3、右撲翼裝置4、尾部螺旋槳5和起落架6組成。機身I內配有操控系統(tǒng)和自動導航自主飛行儀，該飛行器采用自動導航自主飛行模式飛行。左撲翼裝置3和右撲翼裝置4結構、參數(shù)和工作原理都相同并對稱布置于機身I的左右兩側，用來產(chǎn)生升力。機身I上左右對稱分布著左缺口 11和右缺口 12，它們是為了方便左撲翼裝置3和右撲翼裝置4運轉而設置的。左撲翼裝置3和右撲翼裝置4分別安裝在機身I的左缺口 11和右缺口 12處。動力裝置安裝于機身I前部，為左撲翼裝置3和右撲翼裝置4提供動力。動力裝置2主要由主電機和減速傳動機構組成，采用齒輪組減速裝置，采用同步帶傳動或鏈傳動方式傳輸動力，動力等速反向驅動左撲翼裝置3和右撲翼裝置4的主軸轉動。尾部螺旋槳5由小電機51驅動，尾部螺旋槳5旋轉平面能向左或向右傾斜，在操控系統(tǒng)的操控下能產(chǎn)生向上、向左側或向右側的拉力，以實現(xiàn)該飛行器的俯仰及偏航飛行姿態(tài)。主電機、小電機51、操作系統(tǒng)的舵機和自動導航自主飛行儀采用鋰電池供電。起落架6采用滑撬式起落架。
[0013]右撲翼裝置4的具體結構是:它包括導向罩41、主軸42、轉臂架43、中心半齒齒輪44和安裝在轉臂架上的互成180°分布在中心半齒齒輪周圍的兩個結構相同的轉翼裝置45。中心半齒齒輪44是一個只有半周帶齒的齒輪，它通過主軸42的軸套固定安裝于機身I上，中心半齒齒輪44的帶齒半周441朝右，無齒半周442朝左，無齒半周442的邊緣半徑小于帶齒半周441的齒谷半徑，以免轉翼裝置45的近心齒輪451的齒經(jīng)過時碰觸到中心半齒齒輪44的無齒半周。主軸42縱向水平布置，主軸42的后段與轉臂架43固連于轉臂架43的中心，主軸42的后端通過軸承安裝在機身I上，主軸42的中段通過軸承與中心半齒齒輪44相連于中心半齒齒輪44的中心孔內，主軸42的前段除前端外被主軸的軸套421套住，主軸的軸套421的后端與中心半齒齒輪44固連，主軸的軸套421的前端與機身I固連，主軸42能在中心半齒齒輪44的中心孔443內和主軸的軸套421內靈活轉動；主軸42的前端與動力裝置2的傳動機構相連，動力從主軸42的前端輸入。轉臂架43是由兩條相同的轉臂431組成的一個完全對稱的一字支架，用來支撐兩個轉翼裝置45。每個轉翼裝置45包括近心齒輪451、遠心齒輪452和翼片453。