一种飞行器的制作方法

本申请涉及飞行器技术领域，特别涉及一种折翼和固定翼相结合的复合式仿生飞行器。

背景技术：

自从微型飞行器的概念提出来以来，由于其在军事和民用两方面潜在的极其广阔的应用前景，仿鸟类飞行主要包括两大类，一类是单折翼的小型仿生飞行器，一类是多折翼的大型仿生飞行器。虽然扑翼飞行器飞行效率高、有仿生特性，但是较难做到快速飞行。

文献“申请公布号为CN1O5905297A的中国专利”公开了仿生自适应扑翼飞行器，专利中涉及一种仿生自适应扑翼飞行器，包括仿生自适应多驱动柔性翅膀、微处理器、机身、尾翼、微电机、铰链传动装置、可充电电源、传感器、全球定位系统、信号接收发射器等，由于飞行器本身较小，同时采用了较多的微系统设备，其载重较小、飞行速度较慢，实用性受到限制。

文献“申请公布号为CN205931253U的中国专利”公开了一种仿生扑翼飞行器一种仿生扑翼飞行器，本实用新型提供了一种仿生扑翼飞行器。此飞行器有着大型仿生飞行器的通常问题，就是飞行速度慢，如果通过增大振动频率等提高推进力和升力，会增大结构质量等，造成无法实现飞行。

综上所述,现有飞行器存在以下不足:

1.多旋翼飞行器飞行时间短、飞行速度慢等固有缺点，故对长时间远距离、高空高速或高速巡查和定点监控兼顾等领域适用性不佳；

2.固定翼飞行器体积较大、起降要求较高，且无法满足定点监控等方面的需求；

3.多旋翼很难做到快速飞行、固定翼很难做到低速飞行。

技术实现要素：

为解决上述问题之一，本申请提供了一种扑翼和固定翼相结合的复合式仿生飞行器。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种仿生飞行器，该飞行器包括：分别固定在机身骨架1前侧和后侧的驱动装置和尾舵；

所述机身骨架1上沿垂直于机身的方向对称设置有折翼装置；

所述折翼装置能够切换水平机翼或折叠机翼的机翼状态。

本申请所述技术方案能够实现飞行器短距起降，提高飞行器的隐蔽性；能够在现野战条件下，满足飞行器自由起落，长途作业的需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出本申请所述飞行器的示意图；

图2示出本申请所述飞行区去除折翼的示意图；

图3示出本申请所述折翼装置的示意图；

图4示出本申请所述尾舵与机身骨架连接的示意图；

图5示出本申请所述折翼装置中驱动杆之间铰接的示意图；

图6示出本申请所述飞行器的第一飞行状态的示意图；

图7示出本申请所述飞行器的第二飞行状态的示意图；

图8示出本申请所述飞行器的第三飞行状态的示意图。

附图标号

1、机身骨架，2、螺旋桨，3、平飞电机，4、尾舵，5、折翼支撑架，6、第一折翼，7、第二折翼，8、第一驱动杆，9、第二驱动杆，10、第三驱动杆，11、辅助杆，12、驱动电机，13、齿轮组，14、曲轴连杆，15、万向轴，16、铰接件。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本方案的核心思路是通过将飞行器的机翼设计为可折叠的方式，通过水平机翼和折叠机翼状态的切换，实现飞行器短距起降，提高飞行器的隐蔽性；能够满足野战条件下，飞行器自由起落，长途作业的需求。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例提供了一种折翼和固定翼相结合的复合式仿生飞行器，通过改变机翼的状态，实现飞行器短距起降，提高飞行器的隐蔽性。具体的，所述飞行器包括：机身骨架1；所述机身骨架1的前侧固定有驱动装置，所述机身骨架1的后侧固定有尾舵；所述机身骨架1上垂直于机身的方向对称设置有折翼装置；所述折翼装置能够切换水平机翼或折叠机翼的机翼状态。飞行器通过驱动装置为其提供飞行动力，并通过尾舵调整起落、飞行姿态等，从而保证飞行器的飞行和起落功能。飞行器能够通过折翼装置调整机翼的状态，以满足狭窄区域或短距起飞和降落的需求；在飞行器飞行过程中，也可以通过折翼装置调整机翼的状态，满足不同飞行姿态的自由切换。

本实施例中，所述驱动装置包括：固定在机身骨架1上的平飞电机和固定在平飞电机动力输出轴上的螺旋桨2。优选地，平飞电机采用圆柱形结构，设置在机身骨架1的前端，螺旋桨2通过螺接或卡接的方式固定在平飞电机的动力输出轴上。

本实施例中，所述折翼装置包括：固定在折翼支撑架5上的第一折翼机构、第二折翼机构和动力机构。飞行器通过所述动力机构同时为第一折翼机构和第二折翼机构提供驱动力，并使第一折翼机构和第二折翼机构同步做折叠或伸展运动，以保证机翼状态的对称性。

本实施例中，所述动力机构包括：驱动电机12、齿轮组13和曲轴连杆14；所述驱动电机12的动力输出轴通过齿轮组13分别连接两个曲轴连杆14的一端连接，两个曲轴连杆14的另一端分别与第一折翼机构和第二折翼机构连接。此处需要注意的是，驱动电机12通过齿轮组13同时为曲轴连杆14提供动力时，若只采用一个套曲轴连杆14带动第一折翼机构和第二折翼机构运动，会导致两个折翼机构传动耦合的问题，为了能够同时驱动第一折翼机构和第二折翼机构，并避免传动耦合的问题，需要分别为第一折翼机构和第二折翼机构配置一个曲轴连杆14，这样才能避免第一折翼机构与第二折翼机构传动过程中的耦合问题。

本实施例中，如图3和图5所示，每个折翼机构均包括：设有第一折翼6的第一驱动杆8、设置有第二折翼7的第二驱动杆9、第三驱动杆10和辅助杆11；所述第一驱动杆8和第三驱动杆10的一端通过铰接件16与第二驱动杆9铰接；第一驱动杆8和的第三驱动杆10的另一端与动力机构转动连接；所述辅助杆11的一端通过滑块滑动固定在所述第一驱动杆8上，其另一端与折翼支撑架5连接。通过曲轴连杆14带动第一驱动杆8和第三驱动杆10运动，使其产生折叠运动，并通过辅助杆11对第一折翼6进行支撑，保证期稳定性。如图5所示，通过铰接件16与第一驱动杆8和第三驱动杆10的配合，使第二折翼7相对于第一折翼6折叠。通过动力机构和折翼装置的配合传动，实现机翼的伸展和折叠状态的自由切换。

本实施例中，所述尾舵可以采用等腰梯形结构；在初始状态下尾舵与水平面的夹角为零度。如图4所示，所述尾舵通过万向轴15与机身骨架1连接；所述尾舵能够通过万向轴15相对于机身骨架1上下摆动；当飞行器起飞、降落或在空中变换姿态时，可以通过尾舵来对飞行器进行辅助调整。

本实施例中，飞行器可以实现多种飞行状态，例如：

如图6所示，飞行器采用平飞状态飞行，这时平飞电机工作，带动螺旋桨2旋转，折翼装置中的动力机构停止工作，第一折翼6和第二折翼7处于水平状态，这时飞行器推力由螺旋桨2产生，升力由第一折翼6和第二折翼7产生。

如图7所示，飞行器采用一种折翼状态飞行，这时折翼装置中的动力机构工作，带动折翼机构工作，实现第一折翼6和第二折翼7的折叠，平飞电机和螺旋桨2停止工作，升力和推动力均由反复折叠的机翼产生，这种反复折叠机翼的动作主要是模仿鸟类扑动翅膀的动作。

如图8所示，飞行器采用另一种折翼状态飞行，这时带动螺旋桨2的平飞电机和折翼装置中的动力机构都工作，推力主要由螺旋桨2提供，升力主要由折翼装置提供。折翼装置中的驱动电机12驱动折翼机构运动，从而带动第一折翼6和第二折翼7，实现第一折翼6和第二折翼7的联动，实现飞行器的仿生扑动运动。平飞电机在远程或自动控制下旋转带动螺旋桨2旋转。

本实施例中所述技术方案在起飞时使用扑动机翼的形式起飞，在飞行过程中可以使用固定机翼的形式飞行，也可以使用扑动机翼的形式飞行，并可以在两者间自由切换，并降落时使用扑翼形式降落。

实施例二

如图1和图2所示，本实施例提供了一种折翼和固定翼相结合的复合式仿生飞行器，通过改变机翼的状态，实现飞行器短距起降，提高飞行器的隐蔽性。具体的，所述飞行器包括：机身骨架1；所述机身骨架1的前侧固定有驱动装置，所述机身骨架1的后侧固定有尾舵；所述机身骨架1上垂直于机身的方向对称设置有折翼装置；所述折翼装置能够切换水平机翼或折叠机翼的机翼状态。飞行器通过驱动装置为其提供飞行动力，并通过尾舵调整起落、飞行姿态等，从而保证飞行器的飞行和起落功能。飞行器能够通过折翼装置调整机翼的状态，以满足狭窄区域或短距起飞和降落的需求；在飞行器飞行过程中，也可以通过折翼装置调整机翼的状态，满足不同飞行姿态的自由切换。

本实施例中，所述驱动装置包括：固定在机身骨架1上的平飞电机和固定在平飞电机动力输出轴上的螺旋桨2。优选地，平飞电机采用圆柱形结构，设置在机身骨架1的前端，螺旋桨2通过螺接或卡接的方式固定在平飞电机的动力输出轴上。

本实施例中，所述折翼装置包括：固定在折翼支撑架5上的第一折翼机构和第二折翼机构。通过所述第一折翼机构和第二折翼机构的同步折叠或伸展运动，保证机翼状态的对称性。

本实施例中，如图3和图5所示，每个折翼机构均包括：设有第一折翼6的第一驱动杆8、设置有第二折翼7的第二驱动杆9、第三驱动杆10、辅助杆11和动力机构；所述第一驱动杆8和第三驱动杆10的一端通过铰接件16与第二驱动杆9铰接；第一驱动杆8和的第三驱动杆10的另一端与动力机构转动连接；所述辅助杆11的一端通过滑块滑动固定在所述第一驱动杆8上，其另一端与折翼支撑架5连接。通过曲轴连杆14带动第一驱动杆8和第三驱动杆10运动，使其产生折叠运动，并通过辅助杆11对第一折翼6进行支撑，保证期稳定性。如图5所示，通过铰接件16与第一驱动杆8和第三驱动杆10的配合，使第二折翼7相对于第一折翼6折叠。通过动力机构和折翼装置的配合传动，实现机翼的伸展和折叠状态的自由切换。

本实施例中，所述动力机构包括：驱动电机12、齿轮组13和曲轴连杆14；所述驱动电机12的动力输出轴通过齿轮组13与曲轴连杆14的一端连接，曲轴连杆14的另一端与折翼机构中的第一驱动杆8和第三驱动杆10铰接。

本实施例中，所述尾舵可以采用等腰梯形结构；在初始状态下尾舵与水平面的夹角为零度。如图4所示，所述尾舵通过万向轴15与机身骨架1连接；所述尾舵能够通过万向轴15相对于机身骨架1上下摆动；当飞行器起飞、降落或在空中变换姿态时，可以通过尾舵来对飞行器进行辅助调整。

本实施例中，飞行器可以实现多种飞行状态，例如：

如图6所示，飞行器采用平飞状态飞行，这时平飞电机工作，带动螺旋桨2旋转，折翼装置中的动力机构停止工作，第一折翼6和第二折翼7处于水平状态，这时飞行器推力由螺旋桨2产生，升力由第一折翼6和第二折翼7产生。

如图7所示，飞行器采用一种折翼状态飞行，这时折翼装置中的动力机构工作，带动折翼机构工作，实现第一折翼6和第二折翼7的折叠，平飞电机和螺旋桨2停止工作，升力和推动力均由反复折叠的机翼产生，这种反复折叠机翼的动作主要是模仿鸟类扑动翅膀的动作。

如图8所示，飞行器采用另一种折翼状态飞行，这时带动螺旋桨2的平飞电机和折翼装置中的动力机构都工作，推力主要由螺旋桨2提供，升力主要由折翼装置提供。折翼装置中的驱动电机12驱动折翼机构运动，从而带动第一折翼6和第二折翼7，实现第一折翼6和第二折翼7的联动，实现飞行器的仿生扑动运动。平飞电机在远程或自动控制下旋转带动螺旋桨2旋转。

本实施例中所述技术方案在起飞时使用扑动机翼的形式起飞，在飞行过程中可以使用固定机翼的形式飞行，也可以使用扑动机翼的形式飞行，并可以在两者间自由切换，并降落时使用扑翼形式降落。

实施例三：

如图1至图5所示,本实施例中，提供了一种折翼和固定翼相结合的复合式仿生飞行器，该飞行器结合能够解决野战条件下，固定翼无人机(除可手抛的微小型固定翼无人机以外)无法起落，旋翼无人机航程航时短的问题。

具体的，所述飞行器包括：机身骨架1、螺旋桨2、平飞电机3、尾舵4、折翼装置等结构。所述飞行器的机身骨架1采用异型机身结构，置于飞行器中间位置；尾舵采用等腰梯形结构，并通过万向轴15与孔轴配合安装在机身的后部，在初始状态下，尾舵的轴线与机身的轴在同一条直线上。本实施例中，折翼装置中的驱动电机12采用圆柱形，通过螺钉安装在机身骨架1中部。优选地，折翼装置中的折翼机构有两套，对称安装在机身骨架1的中部，并通过曲轴连杆14和齿轮组13与驱动电机12相连；第一折翼6有两套，对称布置在机身两侧，通过轴同扑动电机相连；第二折翼7有两套，对称布置在机身骨架1两侧，通过铰接件16与第一驱动杆8和第三驱动杆10的配合，使第二折翼7相对于第一折翼6折叠；平飞电机为圆柱形，通过螺钉安装在机身最前部，螺旋桨2通过螺纹安装在平飞电机的输出轴上。

本实施例中，飞行器可以实现多种飞行状态，例如：

如图6所示，飞行器采用平飞状态飞行，这时平飞电机工作，带动螺旋桨2旋转，折翼装置中的动力机构停止工作，第一折翼6和第二折翼7处于水平状态，这时飞行器推力由螺旋桨2产生，升力由第一折翼6和第二折翼7产生。

如图7所示，飞行器采用一种折翼状态飞行，这时折翼装置中的动力机构工作，带动折翼机构工作，实现第一折翼6和第二折翼7的折叠，平飞电机和螺旋桨2停止工作，升力和推动力均由反复折叠的机翼产生，这种反复折叠机翼的动作主要是模仿鸟类扑动翅膀的动作。

如图8所示，飞行器采用另一种折翼状态飞行，这时带动螺旋桨2的平飞电机和折翼装置中的动力机构都工作，推力主要由螺旋桨2提供，升力主要由折翼装置提供。折翼装置中的驱动电机12驱动折翼机构运动，从而带动第一折翼6和第二折翼7，实现第一折翼6和第二折翼7的联动，实现飞行器的仿生扑动运动。平飞电机在远程或自动控制下旋转带动螺旋桨2旋转。

本实施例中所述技术方案在起飞时使用扑动机翼的形式起飞，在飞行过程中可以使用固定机翼的形式飞行，也可以使用扑动机翼的形式飞行，并可以在两者间自由切换，并降落时使用扑翼形式降落。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。