CN2778678Y - 扑翼机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扑翼机，它包括两套独立并对称的扑翼***，每套***包括翼面，翼面设置在翼杆上，翼杆的根段从固定万向铰中穿过并固定在翼杆箍上，翼杆的端部穿进驱动万向铰中，驱动万向铰设置在驱动轮上，在可伸缩托架上设置有带动驱动轮和驱动万向铰的驱动电机。本实用新型不仅实现了人类象鸟一样自由自在飞行的梦想。同时扑翼机的开发具有广阔的实用领域：(1)它可用于科学考察；(2)可用于航空拍摄；(3)可作交通工具；(4)可作为运动机，如人力扑翼机；(5)可以用于制造玩具来开发少年的智力。

Description

扑翼机

技术领域

本实用新型涉及一种飞行装置，具体地说是涉及一种扑翼机。

背景技术

目前，各中飞行器已很多，各式各样的飞机更是满天飞舞。但人类在拥有了多种固定翼或旋转翼飞行器之后，仍梦想能够象鸟一样飞行。长期以来，能够象鸟一样飞行一直是人类的一个梦想。人类在尝试飞行的初期，直观地模仿鸟类，用各种鸟羽或其他人造物，制成翅膀，“安装”在人的身上。在经历了许多失败之后，人类逐渐认识到单纯的利用羽翅是不能飞行的。于是开始寻找一种机械的方式。扑翼机就是这个阶段的产物。英国的修道士罗杰·培根和欧洲文艺复兴时期的文艺、科学巨匠，意大利的达·芬奇等对扑翼机曾作过深入研究。

近期，随着科学技术的不断发展，人们对扑翼机的研究又多了起来，特别是我国，先后出现了好几种扑翼机，但这几种扑翼机有个共同点，就是只能上下扇翅，飞行姿态呆板，并且都用模型用发动机作动力，对未来开发不利。

发明内容

本实用新型的目的就在于提供一种能够实现人类象鸟一样自由自在飞行梦想的扑翼机。使飞行更接近鸟类的飞行状态，弥补了现有扑翼机的缺陷。

本实用新型的目的可通过以下措施来实现：

本实用新型包括两套独立并对称的扑翼***，每套***包括翼面，翼面设置在三段可折叠的翼杆上，翼杆的根段从固定万向铰中穿过并固定在翼杆箍上，翼杆的端部穿进驱动万向铰中，驱动万向铰设置在驱动轮上，在可伸缩托架上设置有带动驱动轮和驱动万向铰的驱动电机，驱动电机轴由轴承架支托，驱动电机和轴承架安装在一个可伸缩的托架上，托架下面设置有吊篮电机，吊篮电机安装在吊篮上，吊篮电机上的吊篮动齿轮与固定在机体上的定齿轮相啮合。

本实用新型包括左右独立并对称的扑翼***，翼面固定在翼杆上翼杆穿过固定万向铰并固定，翼杆的端部***驱动万向铰中，驱动万向铰由铰座与驱动轮联接，驱动轮由驱动电机驱动，驱动电机安装在一个可伸缩支架上，可伸缩支架的下方有一个吊篮电机，电机联着吊篮动齿轮，吊篮动齿轮与安装在机身上的固定齿轮啮合，可伸缩支架和转动电机均安装在一个吊篮上，当吊篮电机带动吊篮动齿轮转动时，可以使整个吊篮上的装置共同转动，以此来改变扑翼机翼面的角度，调整飞行姿态。

本实用新型是依据船桨划船的原理设计的，它有四个显著特点：

一、扑翼***左右各一套，当然也可为左右各设两套共四个翼面。扑翼***独立并对称。这样设计的目的是为了使扑翼机的飞翔更灵活，操作时可以两边同步，也可以分开操作。当直行时，两边同步，当转弯时，一边慢一边快；

二、整个扑翼***安装在吊篮中。当吊篮电机转动时，吊篮动齿轮转动，吊篮动齿轮将沿着定齿轮移动，用这种方法使翼面相对机身旋转一定角度，实现起飞、转弯、前翻、后翻、急停等高难动作；

三、固定万向铰、驱动万向铰、翼杆、驱动轮。这四个部件构成了一个杆杠体系，翼杆是杠杆，固定万向铰是支点，驱动万向铰是作用点，驱动轮是力的作用方向和大小。固定万向铰的作用就是一个支点，称它为万向铰是因为它可以满足力的作用方向任意改变。翼杆箍的作用是固定翼杆，即保证翼杆不会被甩出机身外，又不能让翼杆自转。驱动万向铰的作用是对翼杆施加作用力，让翼杆带动翼面扑翼。内轴承的作用是保证驱动万向铰在推动翼杆时，能让翼杆相对转动，但不自转；

四、翼杆设计成三段并可以折叠。设计的目的一是更接近鸟类的形状，二是出于从功能上的考虑。当扑翼机扑翼时，翼面从下向上运动阶段应尽量减小向上的空气阻力，这时要收缩翼面，让翼面向下弯曲。翼面从上向下运动阶段，应尽量伸展翼面，获取最大的升力。扑翼机完成飞行任务后，把翼面折叠起来，可以少占空间，易于存放。

本实用新型不仅实现了人类象鸟一样自由自在飞行的梦想。同时扑翼机的开发具有广阔的实用领域：(1)它可用于科学考察，如现在美国的火星探测，如果用太阳能作动力的扑翼机，可以不受地形限制，快速地到达想到的地方；(2)可用于航空拍摄；(3)可作交通工具；(4)可作为运动机，如人力扑翼机；(5)可以用于制造玩具来开发少年的智力。

现设想几个实用的例子：

一、随着汽车制造业的飞速发展，地面已经被汽车挤得寸步维坚了。如果扑翼机能够开辟低空通道，将减轻地面交通压力。它不需要特殊的起飞跑道，一般小型的扑翼机可以用电池作能源，减少环境污染；

二、如今摩天高楼越来趣多，当高层出现险情时，如遇到火灾，如何将困在楼中的人尽快解救出来是关键，因直升机的旋翼需要较大的空间，只能到顶层接人，不能接近中层窗口求救的人，而扑翼机就可以接近中层窗口，救出被困的人；

三、人力驱动的扑翼机，即可以作为交通工具，又能作运动机锻炼身体，它比单一的滑翔机更方便，趣味性也更强。因它能实现多种飞行姿态，可以发展为一种竞技比赛项目，比赛操作的熟练程度、技巧、和胆识；

四、用于科学考察。制作成无人驾驶的摇控机，可以到达人不能到达的地方进行取样、拍照等工作；

五、制作扑翼机模型。可以作为模型比赛项目，也可以当作玩具。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型中图1的俯视图；

图3是本实用新型中图1的左视图；

图4是本实用新型的组装示意图；

图5是本实用新型另一个视角的组装示意图；

图6是本实用新型中固定万向铰的结构示意图；

图7是本实用新型中驱动万向铰的结构示意图；

图8是本实用新型中翼杆的的结构示意图；

图9是本实用新型中右侧吊篮旋转20度后的状态示意图；

图10是本实用新型中可收缩托架的结构示意图；

图11是本实用新型中左机翼折叠后的状态示意图；

具体实施方式

本实用新型以下结合附图和实施例作以详细的描述：如图所示，本实用新型包括两套独立并对称的扑翼***，每套***包括翼面4，翼面设置在三段可折叠的翼杆3上，翼杆的根段从固定万向铰1中穿过并固定在翼杆箍上，翼杆的端部穿进驱动万向铰2中，驱动万向铰2设置在驱动轮5上，在可伸缩托架7上设置有带动驱动轮和驱动万向铰的驱动电机7，驱动电机轴由轴承架6支托，驱动电机和轴承架安装在一个可伸缩托架8上，托架下面设置有吊篮电机9，吊篮电机9安装在吊篮11上，吊篮电机上的吊篮动齿轮10与固定在机体上的定齿轮12相啮合。各个视图中零部件组成及标号如下：

1、固定万向铰(固定翼杆且翼杆以此为顶点作锥面运动但不能自转)

2、驱动万向铰(随驱动轮转动带动翼杆以此为底作锥面运动)

3、翼杆(机内翼杆作锥面运动带动机外翼面作扑翼动作)

4、翼面(滑翔和向下扇翼时为平展状态，上扬时弯曲以减小阻力)

5、驱动轮(在动力的带动下转动，带动翼杆运动)

6、驱动轮轴承架(支撑驱动轮)

7、驱动电机(优先考虑以电能驱动，实用范围更广)

8、可伸缩托架(伸缩时改变翼杆锥顶角度)

9、吊篮电机(转动时改变翼面角度)

10、吊篮动齿轮(与定齿轮咬合确定吊篮转动)

11、吊篮(除了定齿轮直接固定在机身上外，其它零件都固定在吊篮上)

12、定齿轮(吊篮动齿轮咬合定齿轮转动)

1-1翼杆箍(固定翼杆)

1-2竖转轴承(翼杆能以水平轴为圆心上下转动)

1-3平转箍(把翼杆、水平轴承、翼杆箍联成整体)

1-4平转轴承(平转箍能以竖直轴承为圆心水平转动)

1-5固定箍(起整体固定作用)

2-1内轴承(能使翼杆相对动铰转动)

2-2竖转轴承(使内轴承能以转向轴承为圆心转动一定角度)

2-3外箍(带动翼杆运动)

2-4铰座(使动铰固定在驱动轮上)

3-1单向杆根部(与第二节相连)

3-2杆节

3-3连接销(连接杆节并能使杆节弯曲)

3-4限位螺帽(限制杆向上弯曲)

3-5压缩弹簧(使翼杆在正常状态保持平直)

3-6限位滑杆(定位压缩弹簧，翼杆向下弯曲时杆节下端沿限位杆滑动)

本实用新型的工作原理如下：本实用新型主要是由翼面、翼杆、固定万向铰、驱动万向铰、驱动轮、吊篮、定齿轮、动齿轮等组成。其工作原理是这样的：将翼杆穿过固定万向铰并固定，固定万向铰可以限制翼杆的平面位移和翼杆自转，翼杆的端部***驱动万向铰中。当驱动轮转动时带动驱动万向铰转动，推动翼杆的端部作圆周运动，这样就使翼杆作圆锥面运动，机身外的翼面同样作圆锥面运动，达到向前飞行的目的。当动齿轮转动时，可以使扑翼机机翼的整体转动一定角度，实现转弯、前空翻和后空翻、迎风悬停等高难动作。

本发明的关键是：一、有一个固定万向铰。它限制翼杆的平面位移和翼杆自转，但可以使翼杆相对机身侧立面的角度作任意改变；二、有一个驱动万向铰。它在驱动轮的带动下，使翼杆端部作圆周运动，它在随驱动轮旋转时，内部轴承作相对转动，以便驱动万向铰能作相对翼杆的转动，保证翼杆不自转。驱动万向铰的转向轴承可以保证翼杆相对驱动轮平面的角度任意改变，以便调整飞行姿态；三、有一个驱动轮。驱动翼杆作以固定万向铰为锥顶，以驱动万向铰为锥底的圆锥面运动；四、有可以弯曲的翼杆。当翼杆向上抬起时，翼杆向下弯曲，使翼面成弧面，可以减小阻力；

五、一个可以转动的吊篮。整个机翼的机械***除定齿轮外(定铰、驱动轮、翼杆、动齿轮等)都安装在吊篮上，动齿轮相对定齿轮转动时，带动整体转动，可以使翼面转动一定角度，实现一些高难动作；六、可伸缩的托架。驱动轮的托架是可伸缩的，当托架伸长或缩短时，带动驱动轮相对固定万向铰移动，加大或缩小翼杆运动锥面的锥顶角度，改变扑翼机的飞行状态；七、一对可以折叠的机翼。扑翼机在陆地行走时，把机翼折叠起来，可以少占空间。

各种飞行姿态的实现说明：

1、起飞

a)扇动机翼(驱动轮转动)；

b)调整翼面角度(动齿轮转动一定角度可以实现垂直或斜向起飞)；

2、水平前进

a)扇动机翼(驱动轮转动)；

b)调整翼面角度(动齿轮转动一定角度)；

3、扑翼时转弯

a)放慢一侧扑翼速度(一侧驱动轮减速)；

b)改变一侧或双侧(反向)翼杆与机身侧面的角度(伸缩驱动轮托架)

4、滑翔

a)停止扑翼(驱动轮停转)；

b)调整翼面角度(动齿轮转动一定角度)；

5、滑翔时转弯

a)调整翼面角度(双侧动齿轮作反向转动一定角度)；

6、前(后)空翻

a)停止扑翼(驱动轮停转)；

b)调整翼面(双侧动齿轮迅速同向转动一定角度)；

7、迎风悬停

a)调整到迎风方向(同滑翔时转向)；

b)调整翼面(动齿轮转动一定角度)；

8、调整飞行速度

a)调整扑翼速度(调整驱动轮转速)；

b)调整双侧翼杆与机身侧面的角度(伸缩驱动轮托架)

9、扑翼前进时保持机身水平

a)根据起飞重量调整翼展伸开长度(改变翼杆夹角)；

b)调整翼面上扬时的弯曲度(调整第三节翼杆向下弯曲的弧度)；

10、降落

a)放慢扑翼速度(放慢驱动轮转速)；

调整翼面角度(动齿轮转动一定角度)。(各部件工作原理)

Claims (5)

1、一种扑翼机，其特征在于：它包括两套独立并对称的扑翼***，每套***包括翼面(4)，翼面设置在三段可折叠的翼杆(3)上，翼杆的根段从固定万向铰(1)中穿过并固定在翼杆箍上，翼杆的端部穿进驱动万向铰(2)中，驱动万向铰(2)设置在驱动轮(5)上，在可伸缩托架(7)上设置有带动驱动轮和驱动万向铰的驱动电机(7)，驱动电机轴由轴承架(6)支托，驱动电机和轴承架安装在一个可伸缩的托架(8)上，托架下面设置有吊篮电机(9)，吊篮电机(9)安装在吊篮(11)上，吊篮电机上的吊篮动齿轮(10)与固定在机体上的定齿轮(12)相啮合。

2、根根据权利要求1所述的扑翼机，其特征在于：所述固定万向铰(1)是由固定箍(1-5)，上下两个平转轴承(1-4)，平转箍(1-3)，左右两个竖转轴承(1-2)，翼杆箍(1-1)组成。

3、根据权利要求1或2所述的扑翼机，其特征在于：所述驱动万向铰(2)是由外箍(2-3)，左右两个竖转轴承(2-2)，内轴承(2-1)，铰座(2-4)组成。

4、根据权利要求1或2所述的扑翼机，其特征在于：所述可伸缩的托架()，它由三层燕尾槽形滑道锁定的装置，可以用螺杆推动使其伸缩，这样可以改变翼杆与驱动轮的角度，其目的是调整扑翼机的方向和速度。

5、根据权利要求1或2所述的扑翼机，其特征在于：所述吊篮(11)是一个可转动的支架，所述的固定万向铰(1)、驱动万向铰(2)、驱动轮(5)、驱动电机(7)、可伸缩的托架(8)、吊篮电机(9)均安装在吊篮上。

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