一种振翅仿真式的扑动机构的制作方法

本发明涉及飞行器制造领域，尤其涉及一种振翅仿真式的扑动机构。

背景技术

自20世纪九十年代以来，世界许多国家都在努力发展微型飞行器，而在低雷诺数飞行中，仿鸟或昆虫的扑翼飞行器比固定翼或旋翼模式的微型飞行器飞行效率高。

尽管人类对扑翼飞行器空气动力学的理论研究取得了长足进步，但对扑翼的运动规律和运动过程中复杂的气动力仍认识不是很清楚。自然界中生物的飞行，虽无一例外都是采用扑翼飞行方式，但产生升力的方式却不尽相同。

国外扑翼飞行器的研制，以美国、荷兰、德国、日本为代表，在美国，除早期的microbat等微型扑翼飞行器外，近十年以来，又有robobee、hummingbird和dragonfly微型扑翼飞行器问世。在国内，许多高校也开展了扑翼研究。

所以如何设计一种振翅仿真式的扑动机构，在一个扑动周期内产生向上的升力，而且结构简单，控制方便，制作成本低是业界亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术的上述不足，提出了一种振翅仿真式的扑动机构，其特征在于：包括u型框架，所述u型框架的两侧为一对对称设置的竖侧板，所述竖侧板的上缘边的一部分开设有一个斜v型缺口，其中，该竖侧板的上缘边的平直部分上具有平直设置的铰链，该铰链的上部覆盖安装有前翅，所述斜v型缺口的上部远端处设有万向节头ii，所述万向节头ii上覆盖安装有后翅，所述前翅的后缘覆盖在所述后翅的前缘上；所述前翅根部具有一根翅架杆，所述翅架杆的中部设有带动前翅做振翅运动的铰接位，且翅架杆的远端部安装有万向节头i，所述后翅的根部安装在所述万向节头i上，所述翅架杆的铰接位上连接有驱动前翅和后翅做上下扑动的扑动驱动结构，所述后翅在上扑运动时绕过万向节头i和万向节头ii的轴线向下转动，进而使得后翅收落在v型缺口斜边上。

进一步地，所述扑动驱动结构包括倒立垂直置入到u型框架内的t型板，所述t型板的竖板沿着长度方向开设有一条竖向的中间槽，所述中间槽内设有置入槽内的滑块，所述滑块上铰接有一对对应于两边翅架杆的拉杆i，所述拉杆i的端部与翅架杆上的铰接位相铰接，所述滑块连接有带动其在中间槽内做上下往复运动的凸轮机构。

进一步地，所述凸轮机构包括固定在u型框架的底板上的电机、安装在电机输出轴上的曲柄、以及和曲柄相铰接的拉杆ii，所述拉杆ii的上端部铰接在滑块上。

进一步地，所述斜v型缺口的两条斜边其中一边和竖侧板的平直边垂直，另一边与这边夹角为60°。

本发明的u型框架两侧的竖侧板上端各开一斜v型缺口，斜v型缺口一边铅垂另一边倾斜，进而将竖侧板分成前部分和后部分，前部分与前翅通过铰链连接，前翅根部具有一根翅架杆，翅架杆后端通过万向节头i与后翅根部连接，后翅通过万向节头ii与u型框架上端后部分连接，翅架杆铰接位与拉杆i一端连接，拉杆i另一端与t型板长槽中的滑块连接，滑块与拉杆ii一端连接，拉杆ii另一端与曲柄一端连接，曲柄另一端与电机轴连接，t型板与u型框架两侧铆接；所述的控制方式为：电机带着曲柄转动，通过拉杆ii使滑块在t型板长槽中上下滑动，通过拉杆i带动前翅和后翅同时下扑或同时上扑，下扑时，后翅绕过万向节头i和万向节头ii的轴线向上转动，前翅后缘覆盖后翅前缘，前翅与后翅形成一整体下扑，上扑时，后翅绕过万向节头i和万向节头ii的轴线向下转动，后翅落在v型缺口斜边上，前翅与后翅分离。

与现有技术相比，本发明在于电机带着曲柄转动，通过拉杆ii使滑块在t型板长槽中上下滑动，滑块拉动拉杆i带动前翅和后翅同时下扑或同时上扑，下扑时，后翅绕过万向节头i和万向节头ii的轴线向上转动，后翅前缘接触前翅后缘，前翅后缘覆盖后翅前缘，前翅与后翅形成一整体下扑，前翅和后翅上下表面压力差增大，向上的气动力增大，上扑时，后翅绕过万向节头i和万向节头ii的轴线向下转动，后翅落在v型缺口斜边上，前翅与后翅分离，前翅和后翅上下表面压力差减小，向下的气动力减小，从而，在一个扑动周期内，产生向上的升力，通过该振翅仿真式的扑动机构可以实现扑翼飞行器的垂直起降，比固定翼或旋翼模式的微型飞行器飞行效率高。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的u型框架结构示意图；

图3为本发明的爆炸结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对发明进行详细的说明。

如图1至3所示，本发明提出振翅仿真式的扑动机构，包括前翅1、后翅2、万向节头i4、万向节头ii12、铰链3、u型框架7、拉杆i5、滑块6、t型板8、凸轮机构，凸轮机构包括电机9、曲柄10、拉杆ii11，u型框架7两侧分别是竖侧板701，竖侧板上端各开一斜v型缺口702，斜v型缺口两斜边的一边与竖侧板的平直边垂直，另一边与该边夹角为60度，斜v型缺口702将u型框架7上端分成前部分和后部分，前部分与前翅1通过铰链3连接，前翅1的翅架杆101通过万向节头i4与后翅2根部连接，后翅2通过万向节头ii12与u型框架7上端后部分连接，前翅1后缘覆盖在后翅2前缘上，前翅1的翅架杆101铰接位与拉杆i5一端连接，拉杆i5另一端与t型板8长槽中的滑块6连接，滑块6与拉杆ii11一端连接，拉杆ii11另一端与曲柄10一端连接，曲柄10另一端与电机输出轴连接，t型板8与u型框架7两侧铆接；所述的控制方式为：电机9带着曲柄10转动，通过拉杆ii11使滑块6在t型板8长槽中上下滑动，通过拉杆i5带动前翅1和后翅2同时下扑或同时上扑，下扑时，后翅2绕过万向节头i4和万向节头ii12的轴线向上转动，后翅2前缘接触前翅1后缘，前翅1后缘覆盖后翅2前缘，前翅1与后翅2形成一整体下扑，前翅1和后翅2上下表面压力差增大，向上的气动力增大，上扑时，后翅2绕过万向节头i4和万向节头ii12的轴线向下转动，后翅2落在v型缺口斜边上，前翅1与后翅2分离，前翅1和后翅2上下表面压力差减小，向下的气动力减小，从而，在一个扑动周期内，产生向上的升力；采用上述结构和控制方式，可设计扑翼飞行器实现垂直起降。

后翅2和前翅1通过万向节头i4连接，后翅2和u型框架7通过万向节头ii12连接，这样保证后翅2随前翅1在上下扑动同时还能绕过万向节头i4和万向节头ii12的轴线转动，前翅1和后翅2同时下扑或同时上扑，下扑时，后翅2绕过万向节头i4和万向节头ii12的轴线向上转动，后翅2前缘接触前翅1后缘，前翅1后缘覆盖后翅2前缘，前翅1与后翅2形成一整体下扑；上扑时，后翅2绕过万向节头i4和万向节头ii12的轴线向下转动，后翅2落在v型缺口斜边上，前翅1和后翅2分离。t型板8与u型框架7两侧铆接，前翅1、后翅2、铰链3、万向节头i4、拉杆i5和万向节头ii12数量均为2套，且分别连接在t型板8的左右两侧，组成两套左右平衡的活动飞行翼。

电机9带着曲柄10转动，通过拉杆ii11使滑块6在t型板8长槽中上下滑动，滑动的滑块拉动拉杆i5带动前翅1和后翅2同时下扑或同时上扑，下扑时，后翅2绕过万向节头i4和万向节头ii12的轴线向上转动，后翅2前缘接触前翅1后缘，前翅1后缘覆盖后翅2前缘，前翅1与后翅2形成一整体下扑，前翅1和后翅2上下表面压力差增大，向上的气动力增大；上扑时，后翅2绕过过万向节头i4和万向节头ii12的轴线向下转动，后翅2落在v型缺口斜边上，前翅1与后翅2分离，前翅1和后翅2上下表面压力差减小，向下的气动力减小，从而，在一个扑动周期内，产生向上的升力。

具体使用时，电机工作，前翅和后翅同时下扑或同时上扑，下扑时，后翅绕过万向节头i和万向节头ii的轴线向上转动，后翅前缘接触前翅后缘，前翅后缘覆盖后翅前缘，前翅与后翅形成一整体下扑，前翅和后翅上下表面压力差增大，向上的气动力增大；上扑时，后翅绕过过万向节头i和万向节头ii的轴线向下转动，后翅落在v型缺口斜边上，前翅与后翅分离，前翅和后翅上下表面压力差减小，向下的气动力减小，从而，在一个扑动周期内，向上的气动力大于向下的气动力，产生向上的升力。

上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利和保护范围应以所附权利要求书为准。