一种微型机械滑轨式可控扑旋翼飞行器制造技术

本发明专利技术公开了一种微型机械滑轨式可控扑旋翼，旋翼的原理是通过电机驱动，采用滑轨的机械形式，实现机翼的扑动，进而机翼旋转，机翼的扑动和旋转产生升力使飞行器实现飞行。本发明专利技术针对已有扑旋翼发明专利技术所存在的问题做出了明显的改进，实现扑旋翼垂直起降、空中悬停、转向控制和自有前飞的功能，有效缓解了扑旋翼在水平方向上振动的问题，极大提高了结构的紧凑性并有显著的减重效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞行器领域，更具体的说，本专利技术涉及一种微型机械滑轨式可控扑旋翼飞行器。
技术介绍
微型飞行器是目前国际航空领域的一个研究热点，国内外的研究一般根据飞行方式将微型飞行器划分为:微型固定翼飞行器、微型旋翼飞行器、微型扑翼飞行器。微型旋翼飞行器相比固定翼飞行器，最大的优点是可以垂直起降和悬停，比较适合于较复杂的环境中使用。但现有的旋翼飞行器或者采用多旋翼主动旋转的形式;或者采用单个旋翼主动旋转并搭配尾桨抵消旋翼对机体产生的扭力，导致结构复杂、质量大。微型扑翼飞行器是一种模仿鸟类或昆虫飞行的新型飞行器，能够在低雷诺数下产生相对较大的升力，但是无法实现垂直起降。在此背景下，一种结合了扑翼和旋翼的新概念飞行器，微型扑旋翼飞行器，进入了人们的视野。微型扑旋翼飞行器通过一定的驱动形式使一对反对称安装的机翼扑动，扑动产生推力让机翼旋转，飞行器所需的升力由机翼的扑动和旋转运动共同提供。由于机翼旋转运动是由反对称安装的机翼扑动所产生的推力驱动，没有常规旋翼的扭矩输出，所以不需要额外的尾桨即额外的能量消耗来抵消旋翼的扭矩。微型扑旋翼飞行器具有垂直起降、悬停以及低速飞行的能力，具有良好的应用前景。目前存在的机械式扑旋翼，如在专利“一种微型机械式可控扑旋翼飞行器及其制造方法和控制方法”(专利公开号CN 102390530 A)中提出了一种扑旋翼飞行器的形式，存在着较为明显的水平方向振动的问题。而且对于微型扑旋翼飞行器来说，结构越简单，越有利于飞行器的微型化。而自身结构质量越轻，越有利于飞行。
技术实现思路
针对上面提到微型扑旋翼飞行器尺寸微型化和结构简单化的要求，以及为了解决机械式扑旋翼水平方向的颤振问题，本专利技术对现有机械式扑旋翼专利技术做出了明显的改进。本专利技术采用滑轨式驱动结构，在实现垂直起降、悬停控制、转向控制、前飞控制功能的基础上，有效减小传动机构中水平方向的力，克服了水平方向的颤振问题。同时，本专利技术结构紧凑简洁，更加有利于飞行器微型化的实现。—种微型机械滑轨式可控扑旋翼飞行器，包括机翼、机身、传动机构、动力装置、前飞控制装置、转向控制装置；机翼固定于传动机构的机翼安装架上，传动机构、动力装置均固定在机身上，动力装置带动传动机构，进而驱动机翼，前飞控制装置和转向控制装置为“十字形”固连，并一同固定于机身下方。本专利技术的优点在于:(I)实现了扑旋翼飞行器的垂直起降、悬停控制、转向控制、前飞控制的功能；(2)整体结构紧凑、简洁，较之同等尺寸一般扑旋翼，质量更小，有利于实现飞行，易于实现加工；(3)采用滑轨式机械结构，克服了现有技术中连杆结构所带来的机体水平方向摇晃问题，使飞行更加平稳；(4)转向和前飞装置的设计采用框架薄膜构型，质量更小，在微型扑旋翼中更加实用；(5)将起落架的功能融合在转向和前飞装置中，大大优化了设计。【附图说明】图1是本专利技术微型机械滑轨式可控扑旋翼飞行器的各系统组成图；图2是本专利技术微型机械滑轨式可控扑旋翼飞行器的机翼结构图；图3是本专利技术微型机械式可控扑旋翼飞行器的机身结构图；图4是本专利技术微型机械式可控扑旋翼飞行器的传动装置结构图；图5是本专利技术微型机械式可控扑旋翼飞行器的前飞控制装置和转向控制装置结构图；图6是本专利技术微型机械式可控扑旋翼飞行器的前飞控制装置和转向控制装置俯视图。图中:1-机翼2-机身3-传动装置4-动力装置5-前飞控制装置6-转向控制装置101-机翼主梁102-机翼辅梁103-薄膜201-平板结构202-套筒203-套筒支撑架301-大齿轮302-双层齿轮303-电机齿轮304-圆柱滑块305-滑轨306-内杆307-机翼安装架308-机翼连杆309-套筒轴承310-内杆轴承311-内杆铰链支架312-套筒铰链支座401-微型电源402-电源输出控制器403-微型电机501-YZ平面框架502-薄膜503-前飞控制面504-舵机 505-舵机连杆 601-XZ平面框架602-薄膜603-转向控制面604-舵机605-舵机连杆【具体实施方式】下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术的一种微型机械滑轨式扑旋翼飞行器，如图1所示，包括机翼1、机身2、传动机构3、动力装置4、前飞控制装置5、转向控制装置6。机翼I如图2所示，包括机翼主梁101、机翼辅梁102、薄膜103。机翼主梁101根部固定于传动机构3的机翼安装架307;机翼辅梁102与机翼主梁101成一定角度粘连在一起;薄膜103裁剪成一定形状，粘连与机翼主梁101和机翼辅梁102之上。机身2如图3所示，包括能够固定电机和齿轮的平板结构201、套筒202、两个套筒支撑件203。套筒202通过两支撑件203固连与平板结构201上，机身2上还设有两个齿轮固定轴。传动机构3如图4所示，包括单层大齿轮301、双层齿轮302、电机齿轮303、圆柱滑块304、滑轨305、内杆306、两个机翼连杆308、两个机翼安装架307、套筒轴承309、内杆轴承310、内杆铰链支架311、套筒铰链支架312。电机齿轮303固定在微型电机403的输出轴上，大齿轮301和双层齿轮302分别安装在机身2平板结构201的两个齿轮固定轴上，电机齿轮303和双层齿轮302下层啮合在同一平面，单层大齿轮301和双层齿轮302上层啮合在同一平面；圆柱滑块304—端安装于大齿轮301的偏心孔上，另一端置于滑轨305内，圆柱滑块304能够在滑轨305内水平滑动；内杆306置于在套筒202内，能够在套筒202内垂直滑动;滑轨305固连在内杆底端且与内杆306垂直，滑轨305平面平行于机身2平板结构平面;套筒轴承309安装于套筒202顶部，外部连接套筒铰链支架312;内杆轴承310安装于内杆306顶部；内杆铰链支架311安装于内杆轴承310外部且与机翼安装架307根部圆孔铰接;机翼连杆308—端与套筒铰链支架312铰接，另一端与机翼安装架307的另一圆孔相连。动力装置4如图1所示，包括微型电源401、电源输出控制器402、微型电机403。微型电源401、微型电机403与电源输出控制器402用导线连成控制回路;微型电源401、电源输出控制器402堆叠安装在机身2的平板结构201下部，微型电机403固定在机身2平板结构201预留的电机安装位上，微型电机403的输出轴与传动装置3中的电机齿轮303固连;微型电源401用于给微型电机403、电源输出控制器402、舵机604、舵机504供电，微型电机403用于驱动传动机构，带动机翼I的运动，电源输出控制器402用于控制微型电机401的输出功率及转速。前飞控制装置5如图5、图6所示，包括一个YZ平面(齿轮所处平面)框架501、薄膜502、一个前飞控制面503、一根舵机连杆505、一个舵机504。舵机504采用微型控制舵机。转向控制装置6如图5、图6所示，包括一个XZ平面(垂直于齿轮面)框架601、薄膜602、两个转向控制面603、两根舵机连杆605、两个舵机604。舵机采用微型控制舵机。前飞控制装置5和转向控制装置6在组装时先将框架501和框架601呈如图6所示的“十字形”放置粘连;薄膜502粘连在YZ平面框架501上;前飞控制面503铰接于Y方向框架底部;舵机504固定在YZ平面框架501上方;舵机连杆505—端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型机械滑轨式可控扑旋翼飞行器，包括机翼、机身、传动机构、动力装置、前飞控制装置、转向控制装置；机翼固定于传动机构的机翼安装架上，传动机构、动力装置均固定在机身上，动力装置与传动机构相连，进而驱动机翼，前飞控制装置和转向控制装置为“十字形”固连，并一同固定于机身下方。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李道春，向锦武，安琦，甄冲，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11