申请/专利权人：南京航空航天大学

申请日：2018-10-10

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN109204811B

主分类号：B64C33/00

分类号：B64C33/00;B64C33/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2019.02.12#实质审查的生效;2019.01.15#公开

摘要：本发明提供了一种有尾翼扑翼飞行器，包括电机、机架、传动带、曲柄、连杆、摇杆、机翼、橡胶垫、舵机、舵机连杆、尾翼。该扑翼飞行器包括两个机翼，两个机翼由同一个摇杆来带动，扑翼机构简单。该扑翼飞行器重心低，滚转稳定性高，可以不对该扑翼飞行器的滚转进行控制。并且该扑翼飞行器可以使用高刚度机翼，扑翼飞行器立轴竖直时，电机高速转动时，机翼上扑过程机翼在水平面上的正投影平均面积小，机翼下扑过程机翼在水平面上的正投影平均面积大，机翼产生的升力大。

主权项：1.一种有尾翼扑翼飞行器，其特征在于：包括电机（1）、机架（2）、传动带（3）、曲柄（4）、连杆（5）、摇杆（6）、机翼（7）、橡胶垫（8）、舵机（9）、舵机连杆（10）、尾翼（11）；所述的电机（1）的底座固定在机架（2）上，电机（1）输出轴轴线与扑翼飞行器纵轴平行，电机（1）的输出轴上固定有小带轮（12），小带轮（12）通过传动带（3）带动曲柄（4），曲柄（4）兼做大带轮；曲柄（4）通过第一整转副与机架（2）连接，第一整转副轴线与电机（1）输出轴轴线平行；曲柄（4）通过第二整转副与连杆（5）的一端连接，第二整转副轴线与电机（1）输出轴轴线平行；连杆（5）的另一端通过第一摆转副与摇杆（6）连接，第一摆转副轴线与电机（1）输出轴轴线平行；摇杆（6）通过第二摆转副与机架（2）连接，第二摆转副轴线与电机（1）输出轴轴线平行；曲柄（4）、连杆（5）、摇杆（6）和机架（2）组成曲柄摇杆机构；所述的机翼（7）通过第三摆转副与摇杆（6）连接，第三摆转副轴线与电机（1）输出轴轴线垂直；该扑翼飞行器包括两个机翼（7），每个机翼（7）分别通过一个第三摆转副与同一个摇杆（6）连接，左侧机翼（7）处于上扑过程时右侧机翼（7）处于下扑过程，左侧机翼（7）处于下扑过程时右侧机翼（7）处于上扑过程；所述的舵机（9）的底座固定在机架（2）上，舵机（9）通过舵机连杆（10）操纵尾翼（11），尾翼（11）通过第四摆转副与机架（2）连接，第四摆转副轴线与电机（1）输出轴轴线垂直；该扑翼飞行器包括两个尾翼，两个尾翼组成V形尾翼，每个尾翼分别由一个舵机操纵；所述的摇杆（6）上固定有凸起（13），凸起（13）限制机翼（7）围绕第三摆转副轴线摆动的范围，使得当扑翼飞行器立轴竖直时，电机（1）高速转动时，机翼（7）上扑过程机翼（7）在水平面上的正投影平均面积小，机翼（7）下扑过程机翼（7）在水平面上的正投影平均面积大。

全文数据：有尾翼扑翼飞行器技术领域本发明涉及飞行器领域，具体是一种有尾翼扑翼飞行器。背景技术自然界中能够飞行的昆虫、鸟类、蝙蝠均采用扑翼飞行，具有高机动性和低能耗的特点。扑翼飞行器是有别于固定翼飞行器、旋翼飞行器的飞行器，它是采用昆虫、鸟类、蝙蝠飞行方式的飞行器，在军用、民用方面用途广泛。已有多种扑翼飞行器实现了飞行，例如德国费斯托公司的“SmartBird”扑翼飞行器。在现有技术中扑翼飞行器中存在以下问题:1、一侧机翼上扑时另一侧机翼也要上扑，一侧机翼下扑时另一侧机翼也要下扑，扑翼机构复杂。2、机翼的刚度不够大，机翼产生的升力难以进一步提高。发明内容本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种有尾翼扑翼飞行器。本发明包括电机、机架、传动带、曲柄、连杆、摇杆、机翼、橡胶垫、舵机、舵机连杆、尾翼。所述的电机的底座固定在机架上，电机输出轴轴线与扑翼飞行器纵轴平行，电机的输出轴上固定有小带轮。小带轮可以通过传动带带动曲柄，曲柄兼做大带轮，曲柄通过第一整转副与机架连接，第一整转副轴线与电机输出轴轴线平行。曲柄通过第二整转副与连杆的一端连接，第二整转副轴线与电机输出轴轴线平行。连杆的另一端通过第一摆转副与摇杆连接，第一摆转副轴线与电机输出轴轴线平行。摇杆通过第二摆转副与机架连接，第二摆转副轴线与电机输出轴轴线平行。曲柄、连杆、摇杆、机架组成曲柄摇杆机构。所述的机翼通过第三摆转副与摇杆连接，第三摆转副轴线与电机输出轴轴线垂直。摇杆上固定有凸起，凸起限制机翼围绕第三摆转副轴线摆动的范围，使得当扑翼飞行器立轴竖直时，电机高速转动时，机翼上扑过程机翼在水平面上的正投影平均面积小，机翼下扑过程机翼在水平面上的正投影平均面积大，机翼产生的升力大。凸起上包有橡胶垫，当电机高速转动时，机翼根部的杆与橡胶垫碰撞。该扑翼飞行器包括两个机翼，每个机翼分别通过一个第三摆转副与同一个摇杆连接，左侧机翼处于上扑过程时右侧机翼处于下扑过程，左侧机翼处于下扑过程时右侧机翼处于上扑过程。所述的舵机的底座固定在机架上，舵机通过舵机连杆操纵尾翼，尾翼通过第四摆转副与机架连接，第四摆转副轴线与电机输出轴轴线垂直。该扑翼飞行器包括两个尾翼，两个尾翼组成V形尾翼，每个尾翼分别由一个舵机操纵，可以实现对飞行器俯仰和偏航的控制。该扑翼飞行器重心低，滚转稳定性高，可以不对该扑翼飞行器的滚转进行控制。本发明有益效果在于：1、该扑翼飞行器包括两个机翼，两个机翼由同一个摇杆来带动，扑翼机构简单。2、该扑翼飞行器可以使用高刚度机翼，而且扑翼飞行器立轴竖直时，电机高速转动时，机翼上扑过程机翼在水平面上的正投影平均面积小，机翼下扑过程机翼在水平面上的正投影平均面积大，机翼产生的升力大。附图说明图1为本发明的轴测图。图2为本发明的俯视图，图中左侧机翼处于下扑过程，右侧机翼处于上扑过程。图3为本发明电机的轴测图。图4为本发明机架的轴测图。图5为本发明曲柄的轴测图。图6为本发明连杆的轴测图。图7为本发明摇杆的轴测图。图8为本发明机翼的轴测图。图9为本发明摇杆和橡胶垫的轴测图。图10为本发明舵机的轴测图。图11为本发明舵机连杆的轴测图。图12为本发明尾翼的轴测图。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步说明。本发明提供了一种有尾翼扑翼飞行器，如图1、图2所示。该扑翼飞行器包括电机1、机架2、传动带3、曲柄4、连杆5、摇杆6、机翼7、橡胶垫8、舵机9、舵机连杆10、尾翼11。所述的电机1的底座固定在机架2上，电机1输出轴轴线与扑翼飞行器纵轴平行，电机1的输出轴上固定有小带轮12。电机1如图3所示，机架2如图4所示。小带轮12可以通过传动带3带动曲柄4，曲柄4兼做大带轮，曲柄4通过第一整转副与机架2连接，第一整转副轴线与电机1输出轴轴线平行。曲柄4如图5所示。曲柄4通过第二整转副与连杆5的一端连接，第二整转副轴线与电机1输出轴轴线平行。连杆5如图6所示。连杆5的另一端通过第一摆转副与摇杆6连接，第一摆转副轴线与电机1输出轴轴线平行，摇杆6通过第二摆转副与机架2连接，第二摆转副轴线与电机1输出轴轴线平行。摇杆6如图7所示。曲柄4、连杆5、摇杆6、机架2组成曲柄摇杆机构。所述的机翼7通过第三摆转副与摇杆6连接，第三摆转副轴线与电机1输出轴轴线垂直。机翼7如图8所示。摇杆6上固定有凸起13，凸起13限制机翼7围绕第三摆转副轴线摆动的范围，使得当扑翼飞行器立轴竖直时，电机1高速转动时，机翼7上扑过程机翼7在水平面上的正投影平均面积小，机翼7下扑过程机翼7在水平面上的正投影平均面积大。凸起13上包有橡胶垫8，当电机1高速转动时，机翼7根部的杆14与橡胶垫8碰撞。摇杆6、橡胶垫8如图9所示。该扑翼飞行器包括两个机翼7，每个机翼7分别通过一个第三摆转副与同一个摇杆6连接，左侧机翼7处于上扑过程时右侧机翼7处于下扑过程，左侧机翼7处于下扑过程时右侧机翼7处于上扑过程。所述的舵机9的底座固定在机架2上，舵机9如图10所示。舵机9通过舵机连杆10操纵尾翼11，尾翼11通过第四摆转副与机架2连接，第四摆转副轴线与电机1输出轴轴线垂直。舵机连杆10如图11所示，尾翼11如图12所示。该扑翼飞行器包括两个尾翼11，两个尾翼11组成V形尾翼，每个尾翼11分别由一个舵机9操纵，可以实现对飞行器俯仰和偏航的控制。该扑翼飞行器重心低，滚转稳定性高，可以不对该扑翼飞行器的滚转进行控制。本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种有尾翼扑翼飞行器，其特征在于：包括电机（1）、机架（2）、传动带（3）、曲柄（4）、连杆（5）、摇杆（6）、机翼（7）、橡胶垫（8）、舵机（9）、舵机连杆（10）、尾翼（11）；所述的电机（1）的底座固定在机架（2）上，电机（1）输出轴轴线与扑翼飞行器纵轴平行，电机（1）的输出轴上固定有小带轮（12），小带轮（12）通过传动带（3）带动曲柄（4），曲柄（4）兼做大带轮；曲柄（4）通过第一整转副与机架（2）连接，第一整转副轴线与电机（1）输出轴轴线平行；曲柄（4）通过第二整转副与连杆（5）的一端连接，第二整转副轴线与电机（1）输出轴轴线平行；连杆（5）的另一端通过第一摆转副与摇杆（6）连接，第一摆转副轴线与电机（1）输出轴轴线平行；摇杆（6）通过第二摆转副与机架（2）连接，第二摆转副轴线与电机（1）输出轴轴线平行；曲柄（4）、连杆（5）、摇杆（6）和机架（2）组成曲柄摇杆机构；所述的机翼（7）通过第三摆转副与摇杆（6）连接，第三摆转副轴线与电机（1）输出轴轴线垂直；该扑翼飞行器包括两个机翼（7），每个机翼（7）分别通过一个第三摆转副与同一个摇杆（6）连接，左侧机翼（7）处于上扑过程时右侧机翼（7）处于下扑过程，左侧机翼（7）处于下扑过程时右侧机翼（7）处于上扑过程；所述的舵机（9）的底座固定在机架（2）上，舵机（9）通过舵机连杆（10）操纵尾翼（11），尾翼（11）通过第四摆转副与机架（2）连接，第四摆转副轴线与电机（1）输出轴轴线垂直。2.根据权利要求1所述的有尾翼扑翼飞行器，其特征在于：所述的摇杆（6）上固定有凸起（13），凸起（13）限制机翼（7）围绕第三摆转副轴线摆动的范围，使得当扑翼飞行器立轴竖直时，电机（1）高速转动时，机翼（7）上扑过程机翼（7）在水平面上的正投影平均面积小，机翼（7）下扑过程机翼（7）在水平面上的正投影平均面积大。3.根据权利要求2所述的有尾翼扑翼飞行器，其特征在于：所述的凸起（13）上包有橡胶垫（8），当电机（1）高速转动时，机翼（7）根部的杆（14）与橡胶垫（8）碰撞。

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