一种适用于扑翼飞行器的联动镂空机翼的制作方法

本实用新型涉及一种飞行器辅助零部件，具体涉及一种适用于扑翼飞行器的联动镂空机翼。

背景技术：

人类的飞行梦是从扑翼飞行器开始的，而最原始的机翼结构是固定的。目前固定翼飞行器和螺旋桨直升机已经可以在全球高空飞行，但扑翼飞行器还在继续挣扎中，其主要问题之一在于扑动随着翅膀展开面积越大而使阻力越大。因此，改变机翼在上下扑动过程的受力情况显得尤为重要。为解决这一问题，出现了各种可伸缩/可变形的机翼。它们在工作时，一般都可以根据航行的需要来改变机翼的外形，以便在不同的飞行状态都能获得最佳性能，从而提高飞机的多环境多任务适应能力。

例如申请号为201611257922.6的中国发明专利申请公开了一种高速可控伸缩式机翼，包括安装在飞机同侧的固定翼和固定翼副翼，固定翼内可容纳沿固定翼延伸方向伸缩的伸缩翼，固定翼包括固定翼上翼板和固定翼下翼板，固定翼下翼板上安装有支撑支架、传动机构和限位块，伸缩翼朝向机体的一端设置有凹槽、连接孔和两个相平行布设的滑槽，伸缩翼背向机体的一端封闭，支撑支架包括连接梁和两个悬臂梁，悬臂梁与连接梁相接位置处设置有缓冲结构，悬臂梁的两侧分别安装有滑动机构。该种结构的机翼可以进行伸缩变形，即机翼向外伸时，可提供额外的升力使飞行的稳定性增强；机翼收回时，可减少机翼的整体受力面积。但是其设计的可伸缩式机翼比较笨重、体积大，存在如下缺陷：

1)当过重的机翼在向上扑动时，机翼与空气接触的面积大、受到的上升阻力大，使得飞行器的起飞时间长、飞行效率低；

2)其所采用的机翼结构在变形时，无法做到联动控制、变形的同步性低。

技术实现要素：

针对上述的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、变形阻力小、飞行效率高的适用于扑翼飞行器的联动镂空机翼，它不仅可以根据飞行的需要改变机翼的收起或展开，使扑翼飞行器在不同的飞行状态都能获得最佳性能。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种适用于扑翼飞行器的联动镂空机翼，包括机架、驱动装置、联动装置和依次等间隔排列设置的多个旋转羽翼，所述联动装置包括摇杆、换向齿轮部件、齿轮连杆、传动齿轮和竖直安装的传动杆，所述换向齿轮部件安装在传动杆的顶端且在换向齿轮部件的输出端连接有一机翼转动总杆，各个旋转羽翼的一端穿过机架后与机翼转动总杆连接；所述传动杆的下端穿过传动齿轮的中心孔后与齿轮连杆的一端连接，所述齿轮连杆的另一端与驱动装置连接，在所述传动杆的下端壁体上周向设有与传动齿轮相啮合的齿条；所述摇杆水平安装在齿轮连杆的上方且所述传动齿轮安装在摇杆上。

上述方案中，所述驱动装置可以包括电机、力矩增大轮和曲柄，所述电机的输出轴与力矩增大轮的输入轮连接，力矩增大轮的输出轮通过转轴与曲柄连接，所述曲柄与齿轮连杆连接。

为了便于调整机翼的飞行角度，使机翼更加灵活，所述联动镂空机翼还包括用于改变摇杆水平位置的换向齿轮，所述换向齿轮的转轴连接有驱动马达，所述摇杆的一端端部设置有齿条，所述齿条与换向齿轮相啮合。

上述方案中，所述旋转羽翼可包括转动杆和呈片状结构的阻力板，所述转动杆的一端与阻力板连接、其另一端穿过机架上的固定扣后与机翼转动总杆连接。

上述方案中，为了既能保证机翼整体的平衡，又可以最大程度低减轻机翼的重量和在飞行中收到的阻力，所述转动杆与阻力板的长度比例可以为2:1或3:1。

本实用新型的有益效果为：

1)本实用新型设计的机翼由多根旋转羽翼间隔设置而成且组装后的机翼为镂空结构，使飞行器在起飞时，机翼与空气接触的面积小、受到的上升阻力小，起飞快且飞行效率高；同时本结构的机翼可通过联动控制来对机翼进行收起或展开，使扑翼飞行器在不同的飞行状态都能获得最佳性能。

2)本实用新型通过采用联动装置对机翼进行同步变形，即机翼的收起或展开的动作，变形的同步率高、联动控制稳定而准确。

附图说明

图1所述联动机构的结构示意图。

图2为所述驱动装置的结构示意图。

图3是本适用于扑翼飞行器的联动镂空机翼处于闭合状态时的结构示意图。

图4是本适用于扑翼飞行器的联动镂空机翼处于镂空状态时的结构示意图。

图中标号为：1、齿轮连杆，2、传动齿轮，3、摇杆，4、传动杆，5、换向齿轮部件，6、机架，7、旋转羽翼，7-1、转动杆，7-2、阻力板，8、电机，9、力矩增大轮，10、曲柄，11、机翼转动总杆，12、驱动装置。

具体实施方式

如图3、图4所示，一种适用于扑翼飞行器的联动镂空机翼，包括机架6、驱动装置12、联动装置和依次等间隔排列设置的多个旋转羽翼7。所述旋转羽翼7包括转动杆7-1和呈片状结构的阻力板7-2，所述转动杆7-1的一端与阻力板7-2连接、其另一端穿过机架6上的固定扣后与机翼转动总杆11连接。所述转动杆7-1与阻力板7-2的长度比例为2:1或3:1，当然根据飞行器的体型和飞行设计不同，所述转动杆7-1和阻力板7-2设计的长度比例还可以是其他数值。

如图1所示，所述联动装置包括摇杆3、换向齿轮部件5、齿轮连杆1、传动齿轮2和竖直安装的传动杆4。所述换向齿轮部件5安装在传动杆4的顶端且在换向齿轮部件5的输出端连接有一机翼转动总杆11，各个旋转羽翼7的一端穿过机架6后与机翼转动总杆11连接。本实施例中，所述换向齿轮部件5的实现结构可以为由一个水平安装在传动杆4顶部的第一齿轮和与第一齿轮相啮合的第二齿轮，第二齿轮作为换向齿轮部件5的输出端、并设于第一齿轮上。所述传动杆4的下端穿过传动齿轮2的中心孔后与齿轮连杆1的一端连接，所述齿轮连杆1的另一端与驱动装置12连接。在所述传动杆4的下端壁体上周向设有与传动齿轮2相啮合的齿条。所述摇杆3水平安装在齿轮连杆1的上方且所述传动齿轮2安装在摇杆3上。

在摇杆3的其中一端的端部设有用于改变摇杆3水平位置的换向齿轮，所述换向齿轮的转轴连接有驱动马达，所述摇杆3的一端端部设置有齿条，所述齿条与换向齿轮相啮合。

如图2所示，所述驱动装置12包括电机8、力矩增大轮9和曲柄10，所述电机8的输出轴与力矩增大轮9的输入轮连接，力矩增大轮9的输出轮通过转轴与曲柄10连接，所述曲柄10与齿轮连杆1连接。

本结构的机翼在起飞时：

1)先通过驱动马达带动换向齿轮的转动，然后摇杆3带动机翼整体斜向上摇动30°，使机翼整体处于最佳的起飞姿势；

2)先是通过电机8驱动曲柄10转动，曲柄10通过拉动齿轮连杆1将动力传递给传动杆4，传动杆4通过换向齿轮部件5将动力传递给机翼转动总杆11，从而带动各旋转机翼转动，当整个机翼构成如图4所示的镂空结构时，机翼所受阻力最小，飞行器即可慢慢起飞。起飞后的飞行器，可根据飞行需要将机翼从图4所示的镂空状态变成如图3所示的展开状态，从而起到变形作用。

以上仅为说明本实用新型的实施方式，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。