一种平振双翼振翅悬停器制造技术

本发明专利技术公开了一种平振双翼振翅悬停器，包括可变攻角翼面机构、机架、驱动机构和传动机构，机架包括水平移动架和传动固定架，传动固定架固定在水平移动架的中心处，驱动机构固定在水平移动架的下侧，传动机构转动设置在传动固定架上，驱动机构能够驱动传动机构动作，可变攻角翼面机构包括两个翼面，两个翼面关于水平移动架的中心镜面对称设置，两个翼面分别铰接有滑块，两个翼面能够相向或相离偏转一定攻角角度，滑块均与水平移动架滑动连接，滑块均与传动机构连接，传动机构能够分别带动两个滑块以及翼面在水平移动架上同步反向的水平往复移动。本发明专利技术结构简单、制作成本低、飞行效率高同时又能够稳定悬停飞行。

A kind of hoverer with flat vibration and two wings

【技术实现步骤摘要】
一种平振双翼振翅悬停器
本专利技术涉及飞行器
，特别是涉及一种平振双翼振翅悬停器。
技术介绍
飞行器按其飞行方式主要可分为固定翼、旋翼和扑翼三种，其中旋翼和扑翼飞行器可实现悬停飞行。目前旋翼飞行器是最成熟的并且具有垂直起降和悬停功能，其旋翼结构布局有单旋翼式、双旋翼垂直分布式、四旋翼水平分布式和六旋翼分布式等，其中四旋翼水平分布式和六旋翼分布式运用最为广泛。扑翼飞行器是参照鸟类、蝙蝠以及昆虫的扑翼飞行模式设计而成的产物，在更小尺度空间和低雷诺数下均能够保持较高的飞行效率，其相对与旋翼飞行器在机动性、隐蔽性等方面更有优势。现有的扑翼飞行器有2014年纽约大学研制的仿生水母飞行器、荷兰代尔夫特大学研制的Delfly系列、美国AeroVironment公司研制的仿蜂鸟飞行器NanoHummingbird、及德国FESTO公司研制的仿生海鸥、仿生蝴蝶和仿生狐蝠飞行器等。近年来还提出一种扑旋翼飞行器，很好地融合了扑翼和旋翼的特点，借鉴昆虫等利用扑翼产生高升力的原理获得较大的升力。以上三种可以实现悬停的飞行器虽然各有优势，但同时也存在各种弊端。旋翼式飞行器同时旋翼中心扭矩集中，靠近中心位置线速度低，飞行效率低；扑翼飞行器结构和运动机理都比较复杂，机构实现困难，且翅绕根部转动，越靠近根部线速度越低，升力效率较低，在低雷诺数下气动性能恶化显著；扑旋翼飞行器旋转的不可控性很容易影响其自身的悬停稳定性，同时同旋翼一样存在中心转轴扭矩集中的固有缺陷。因此，开发一种结构简单、制作成本低、飞行效率高同时又可稳定悬停飞行的飞行器是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构简单、制作成本低、飞行效率高同时又能够稳定悬停飞行的平振双翼振翅悬停器，以解决上述现有技术存在的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供了一种平振双翼振翅悬停器，包括可变攻角翼面机构、机架、驱动机构和传动机构，所述机架包括水平移动架和传动固定架，所述传动固定架固定在所述水平移动架的中心处，所述驱动机构固定在所述水平移动架的下侧，所述传动机构转动设置在所述传动固定架上，所述驱动机构能够驱动所述传动机构动作，所述可变攻角翼面机构包括两个翼面，两个所述翼面关于所述水平移动架的所述中心镜面对称设置，两个所述翼面分别铰接有滑块，两个所述翼面能够相向或相离偏转一定攻角角度，所述滑块均与所述水平移动架滑动连接，所述滑块均与所述传动机构连接，所述传动机构能够分别带动两个所述滑块以及所述翼面在所述水平移动架上同步反向的水平往复移动。优选的，所述传动机构包括传动杆和两个连杆，所述传动杆的上端与所述传动固定架转动连接，所述传动杆的下端与所述驱动机构传动连接，两个所述连杆的一端分别与所述传动杆的两端铰接，所述连杆的另一端分别与所述滑块一一对应铰接，所述传动杆和所述连杆均由碳纤维板材切割制成。优选的，所述传动杆为S型结构并包括依次固定连接的第一短杆、第一弯折杆、长杆、第二弯折杆和第二短杆，两个所述连杆分别铰接在所述第一弯折杆和所述第二弯折杆上，一所述连杆能够从所述第一短杆和所述长杆之间的空隙通过，另一所述连杆能够从所述长杆与所述第二短杆之间的空隙通过，从所述第一短杆和所述长杆之间的空隙通过的所述连杆与所述滑块的连接处固定设置有补距转轴，所述补距转轴与所述滑块转动连接。优选的，所述驱动机构为无刷电机，所述无刷电机固定在驱动固定架上，所述驱动固定架位于所述传动固定架的正下方并与所述水平移动架固定连接，所述无刷电机的输出轴与减速器的输入轴固定连接，所述减速器固定在所述驱动固定架上，所述减速器的输出轴与所述传动杆固定连接。优选的，所述传动固定架为矩形框架，所述传动固定架竖直固定在所述水平移动架上，所述传动固定架由碳纤维板材切割制成。优选的，所述水平移动架包括若干个平行的移动杆，所述滑块上开设有与所述移动杆的形状和数量均相匹配的滑槽，所述滑块均套设在所述移动杆上。优选的，所述可变攻角翼面机构还包括固定转轴，所述固定转轴转动设置在所述滑块上，所述固定转轴的轴线垂直于所述水平移动架，所述固定转轴的上端设置有两个限位凸起，所述滑块上固定有限位挡块，所述限位挡块位于所述固定转轴的正上方，两个所述限位凸起分别位于所述限位挡块的两侧，所述翼面与所述固定转轴的下端固定连接。优选的，所述可变攻角翼面机构还包括碳纤维骨架，所述碳纤维骨架包括两根展向碳纤维杆和若干根弦向碳纤维杆，所述展向碳纤维杆和所述弦向碳纤维杆均相互交叉固定，所述翼面为矩形结构，所述翼面由薄膜制成，所述翼面固定在所述展向碳纤维杆和所述弦向碳纤维杆上，位于上侧的所述展向碳纤维杆为方形碳纤维杆并与所述限位柱固定连接。优选的，所述滑块和所述固定转轴均采用尼龙材料3D打印制成。优选的，两个所述翼面水平往复移动过程中，在相互最近距离位置和最远距离位置处发生运动方向改变时所述翼面均在惯性作用和风阻作用下攻角角度发生改变，直至达到最佳攻角角度；所述翼面的水平往复移动为正弦运动。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术由驱动机构驱动传动机构动作，并由传动机构带动滑块、翼面在水平移动架上水平往复移动、振动，同时两个翼面在惯性和风阻的作用下能够相向或相离偏转一定攻角角度，从而产生升力，并可通过控制驱动机构的输出频率控制升力的大小，实现悬停器的起降和悬停飞行，即悬停器通过翼面平振及其攻角可变的模式实现悬停飞行，具有结构简单、制作成本低的优势，而且运动方式简单，实现了一种区别于扑翼、旋翼、扑旋翼的新型悬停飞行模式，保证翼面受力均匀，提高了悬停器的飞行效率及稳定性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术平振双翼振翅悬停器的整体结构示意图；图2为图1中A处的局部放大示意图；图3为图1中B处的局部放大示意图；图4为本专利技术中驱动机构的结构示意图；图5为本专利技术平振双翼振翅悬停器静止时的结构正视图；图6为本专利技术平振双翼振翅悬停器翼面相离移动时(两个翼面发生相向偏转)的结构正视图；图7为本专利技术平振双翼振翅悬停器翼面相向移动时(两个翼面发生相离偏转)的结构正视图。图中：1-驱动机构、2-水平移动架、3-传动固定架、4-传动杆、5-连杆、6-可变攻角翼面机构、7-弦向碳纤维杆、8-翼面、9-展向碳纤维杆、10-滑块、11-限位凸起、12-固定转轴、13-补距转轴、14-减速器、15-无刷电机、16-驱动固定架。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平振双翼振翅悬停器，其特征在于：包括可变攻角翼面机构、机架、驱动机构和传动机构，所述机架包括水平移动架和传动固定架，所述传动固定架固定在所述水平移动架的中心处，所述驱动机构固定在所述水平移动架的下侧，所述传动机构转动设置在所述传动固定架上，所述驱动机构能够驱动所述传动机构动作，所述可变攻角翼面机构包括两个翼面，两个所述翼面关于所述水平移动架的所述中心镜面对称设置，两个所述翼面分别铰接有滑块，两个所述翼面能够相向或相离偏转一定攻角角度，所述滑块均与所述水平移动架滑动连接，所述滑块均与所述传动机构连接，所述传动机构能够分别带动两个所述滑块以及所述翼面在所述水平移动架上同步反向的水平往复移动。/n

【技术特征摘要】
1.一种平振双翼振翅悬停器，其特征在于：包括可变攻角翼面机构、机架、驱动机构和传动机构，所述机架包括水平移动架和传动固定架，所述传动固定架固定在所述水平移动架的中心处，所述驱动机构固定在所述水平移动架的下侧，所述传动机构转动设置在所述传动固定架上，所述驱动机构能够驱动所述传动机构动作，所述可变攻角翼面机构包括两个翼面，两个所述翼面关于所述水平移动架的所述中心镜面对称设置，两个所述翼面分别铰接有滑块，两个所述翼面能够相向或相离偏转一定攻角角度，所述滑块均与所述水平移动架滑动连接，所述滑块均与所述传动机构连接，所述传动机构能够分别带动两个所述滑块以及所述翼面在所述水平移动架上同步反向的水平往复移动。


2.根据权利要求1所述的平振双翼振翅悬停器，其特征在于：所述传动机构包括传动杆和两个连杆，所述传动杆的上端与所述传动固定架转动连接，所述传动杆的下端与所述驱动机构传动连接，两个所述连杆的一端分别与所述传动杆的两端铰接，所述连杆的另一端分别与所述滑块一一对应铰接，所述传动杆和所述连杆均由碳纤维板材切割制成。


3.根据权利要求2所述的平振双翼振翅悬停器，其特征在于：所述传动杆为S型结构并包括依次固定连接的第一短杆、第一弯折杆、长杆、第二弯折杆和第二短杆，两个所述连杆分别铰接在所述第一弯折杆和所述第二弯折杆上，一所述连杆能够从所述第一短杆和所述长杆之间的空隙通过，另一所述连杆能够从所述长杆与所述第二短杆之间的空隙通过，从所述第一短杆和所述长杆之间的空隙通过的所述连杆与所述滑块的连接处固定设置有补距转轴，所述补距转轴与所述滑块转动连接。


4.根据权利要求2所述的平振双翼振翅悬停器，其特征在于：所述驱动机构为无刷电机，所述无刷电机固定在驱动固定架上，所述驱动固定架位于所述传动固定架的正下方并与所述水平移动架固定连接，所述无刷电机的输出轴与减速器的输入轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德远，周祥聪，宋晓刚，冯林，
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