CN108910034A - 一种扑翼机械鸟 - Google Patents

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刘卢芳
黄勋伟
郑佩阳
杨睿
王振波
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Zhejiang University of Technology ZJUT
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Zhejiang University of Technology ZJUT
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C33/00—Ornithopters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C33/00—Ornithopters
    • B64C33/02—Wings; Actuating mechanisms therefor

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  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
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Abstract

一种扑翼机械鸟包括机身，机身两侧各连接一个扑翼机构，机身后方连接尾翼，扑翼机构包括內翼段与外翼段；外翼骨1通过连接件10与內翼骨架2的外端固接，连接件使外翼骨架与內翼骨架成鸟内翼和外翼的夹角；內翼骨架的内端与外端之间的一处通过第二支座与机身铰接，內翼骨架的内端连接连杆，连杆与曲柄组成曲柄连杆机构，曲柄铰接于机身上的第一支座，传动齿轮在第一支座处带动曲柄转动，內翼段的扑动角度在‑40°～40°之间；机身与尾翼通过弹簧相连，机身尾部两侧各装有一个舵机，尾翼上装有控制板，两舵各自通过弹性软绳与控制板相连。

Description

一种扑翼机械鸟
技术领域
本发明涉及一种扑翼机械鸟。
背景技术
所谓的扑翼机械鸟，是一种模仿鸟类飞行，基于仿生学设计原理的新概念飞行器。仿生学上的研究表明，扑翼飞行器在尺寸足够小后有无法替代的特性。它具有很多飞行器所不具备的优点：原地或者小场地垂直起飞，极好的飞行机动性，能耗少等。
现有单自由度扑翼机飞行效率低、耗能高。
发明内容
本发明为了解决现有单自由度扑翼机飞行效率低、耗能高的缺点，设计出一种新型扑翼机械鸟，弥补了单自由度扑翼机的不足，外形和飞行机理上也更接近大型鸟类的飞行。
本发明的扑翼机械鸟包括机身3，机身3两侧各连接一个扑翼机构，机身后方连接尾翼6，其特征在于：扑翼机构包括內翼段与外翼段，內翼段包括內翼骨架2，內翼骨架2上安装有內翼板4，外翼段包括外翼骨架1，外翼骨架1安装有外翼板5，內翼板4和外翼板5的横截面都呈机翼截面；外翼骨架1通过连接件10与內翼骨架2的外端固接，连接件10使外翼骨架1与內翼骨架2成鸟内翼和外翼的夹角；內翼骨架2的内端与外端之间的一处通过第二支座16与机身3铰接，內翼骨架2的内端连接连杆15，连杆15与曲柄14组成曲柄连杆机构，曲柄14铰接于机身3上的第一支座13，传动齿轮12在第一支座13处带动曲柄14转动，內翼段的扑动角度在-40°～40°之间；机身3与尾翼6通过弹簧9相连，机身3尾部两侧各装有一个舵机8，尾翼6上装有控制板11，两舵8各自通过弹性软绳与控制板11相连。
本发明的优点是：外形和飞行机理上更接近大型鸟类，飞行效率高、耗能低。
附图说明：
图1为本发明结构示意图；
图2为扑翼机构的机构示意图；
图3为扑翼机构的原理图；
图4为尾部转向机构的示意图；
图5为翼板的横截面形状示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图中个附图标记为：1.外翼骨架；2.內翼骨架；3.机身；4.內翼段翼板；5外翼段翼板；6.尾翼；7.支撑杆；8.舵机；9.弹簧；10.连接件；11.方向控制板；12.传动齿轮。
本发明的扑翼机械鸟包括机身3，机身3两侧各连接一个扑翼机构，机身后方连接尾翼6，其特征在于：扑翼机构包括內翼段与外翼段，內翼段包括內翼骨架2，內翼骨架2上安装有內翼板4，外翼段包括外翼骨架1，外翼骨架1安装有外翼板5，內翼板4和外翼板5的横截面都呈机翼截面；外翼骨架1通过连接件10与內翼骨架2的外端固接，连接件10使外翼骨架1与內翼骨架2成鸟内翼和外翼的夹角；內翼骨架2的内端与外端之间的一处通过第二支座16与机身3铰接，內翼骨架2的内端连接连杆15，连杆15与曲柄14组成曲柄连杆机构，曲柄14铰接于机身3上的第一支座13，传动齿轮12在第一支座13处带动曲柄14转动，內翼段的扑动角度在-40°～40°之间；机身3与尾翼6通过弹簧9相连，机身3尾部两侧各装有一个舵机8，尾翼6上装有控制板11，两舵8各自通过弹性软绳与控制板11相连。
如图1所示，本发明包括机身3、机身3两侧的扑翼机构、机身后方的尾翼6。所述扑翼机构包括外翼骨架1及其上的外翼板5、內翼骨架2及其上的內翼板4、。內翼骨架2与外翼骨架1通过连接件10连接。內翼骨架1与外翼骨架2上分别装有翼板，该翼板如图5所示。翼板呈流线型，可在运动时为扑翼机提供一个向上的升力。
扑翼机构细节如图2所示，其机构简图如图3所示。扑翼机构包括內翼段与外翼段，通过一特殊的连接件10相连，是一多杆机构。其通过第一支座13与传动齿轮12相连，运动时曲柄14作圆周运动，带动连杆15运动。第二支座16为机身上的一支点。设置合适的连杆长度，可使得內翼段的扑动角度在-40°～40°之间，外翼段作往复运动。内外翼的扑动再加上翼板提供的升力即可满足扑翼机飞行的气动力需求。
图3所示为扑翼机尾部转向机构图。包括舵机8、弹簧9与转向控制板11。机身3与尾翼6通过弹簧9相连，弹簧9具有合适的刚度与弹性系数，可支承尾翼6的重量。两舵机8通过弹性软绳与尾翼的控制板11相连，通过舵机8的运动使尾翼6的上下及左右摆动，实现机体的转向。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (1)

1.扑翼机械鸟，包括机身(3)，机身(3)两侧各连接一个扑翼机构，机身后方连接尾翼(6)，其特征在于：扑翼机构包括內翼段与外翼段，內翼段包括內翼骨架(2)，內翼骨架(2)上安装有內翼板(4)，外翼段包括外翼骨架(1)，外翼骨架(1)安装有外翼板(5)，內翼板(4)和外翼板(5)的横截面都呈机翼截面；外翼骨架(1)通过连接件(10)与內翼骨架(2)的外端固接，连接件(10)使外翼骨架(1)与內翼骨架(2)成鸟内翼和外翼的夹角；內翼骨架(2)的内端与外端之间的一处通过第二支座(16)与机身(3)铰接，內翼骨架(2)的内端连接连杆(15)，连杆(15)与曲柄(14)组成曲柄连杆机构，曲柄(14)铰接于机身(3)上的第一支座(13)，传动齿轮(12)在第一支座(13)处带动曲柄(14)转动，內翼段的扑动角度在-40°～40°之间；机身(3)与尾翼(6)通过弹簧(9)相连，机身(3)尾部两侧各装有一个舵机(8)，尾翼(6)上装有控制板(11)，两舵(8)各自通过弹性软绳与控制板(11)相连。
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