一种阵列式翼翅飞行装置的制作方法

文档序号:22185260发布日期:2020-09-11 21:50阅读:94来源:国知局
一种阵列式翼翅飞行装置的制作方法

本实用新型涉及微型仿生飞行装置技术领域,具体涉及一种阵列式翼翅飞行装置。



背景技术:

昆虫经过数亿年的进化,已经进化出地球上最高效而成功的飞行模式。以苍蝇为例,可以用极为轻薄的翅膀产生超过自身推重比十倍以上的动力。人类的飞行器目前还望尘莫及。甚至鸟类也无法比拟。而且不少昆虫如蜂类可以长时间空中盘旋,其自身仅携带的极少生物质能量,可知其飞行能耗比之低。另外昆虫如蝇类的飞行极为灵活,可以实现迅速的空中转向,目前也没有任何人造飞行器甚至鸟类可以比拟。

目前利用空气动力的人造飞行器主要有固定翼和旋翼两大类。研究表明,苍蝇的飞行原理不同于以上人造飞行器的飞行原理,也不同于鸟类的飞行原理。苍蝇之所以能飞行,是其巧妙地利用了膜翅高频振动产生的微型空气涡流。这是一种非常高效的飞行模式,而这些微型涡流的产生和翼翅的形态尺寸也有紧密关联。

目前有模拟单个昆虫飞行的尝试,但其目的不在于,也无法简单扩展尺寸而成为通用性飞行动力引擎。因此设计一种能有效利用昆虫的高效飞行模式,而且能无限制复制扩展规模的飞行装置是飞行装置设计领域亟待解决的问题之一。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型提供一种阵列式翼翅飞行装置,将众多小型振动的翼翅组件,组合到一个二维或三维的网格状载体中,形成一个可调控的新型飞行动力单元。这样的动力装置可应用到无人或载人飞行器上,实现高效以及高度灵活性的飞行。

为实现上述目的,根据本实用新型的一个方面,提供了一种阵列式翼翅飞行装置。

本实用新型所述的一种阵列式翼翅飞行装置,所述阵列式翼翅飞行装置包括:

载体;

在所述载体上阵列式排布的两组以上翼翅组件。

在一个实施方式中,所述载体为框架结构,在所述框架结构至少两个节点上设置有翼翅组件。

在一个实施方式中,所述载体为平面框架结构。

在一个实施方式中,所述载体为立体框架结构。

在一个实施方式中,所述框架结构具有收折状态和展开状态。

在一个实施方式中,所述框架结构的收折状态和展开状态可互相转化。

在一个实施方式中,每组所述翼翅组件包含一对或多对翼翅和至少一个动力装置,所述动力装置为所述翼翅提供动力。

在一个实施方式中,每对所述翼翅互相平行设置。

在一个实施方式中,每个所述翼翅包括翼翅根部和翼翅体,所述翼翅根部与动力装置相连,所述翼翅根部带动所述翼翅体运动。

在一个实施方式中,所述翼翅为层状结构。

在一个实施方式中,所述翼翅为柔性层状结构。

在一个实施方式中,所述翼翅为硬质层状结构。

在一个实施方式中,所述翼翅由硬质翅脉和柔质翅叶构成。

在一个实施方式中,所述翼翅组件还包括至少一对平衡部件。

在一个实施方式中,所述平衡部件设置于所述翼翅旁,所述平衡部件对该翼翅产生的微型涡流进行调节。

在一个实施方式中,所述阵列式翼翅飞行装置还包括中控部件,所述中控部件控制所述翼翅组件。

在一个实施方式中,所述阵列式翼翅飞行装置还包括感知器,所述感知器测量所述阵列式翼翅飞行装置的飞行参数,并将所测得的结果发送至所述中控部件,所述中控部件按照预设规则对所述翼翅组件发送执行命令。

在一个实施方式中,所述动力装置为电磁电机。

在一个实施方式中,所述动力装置包括:

翼翅拍打动力部件,所述翼翅拍打动力部件受到外界刺激后发生形变,从而通过其变形带动所述翼翅做上下拍打运动;

翼翅变向动力部件,所述翼翅变向动力部件受到外界刺激后发生形变,所述翼翅变向动力部件的形变在垂直于翼翅上下拍打所形成平面的方向上对所述翼翅拍打动力部件的一部分施加力,从而使所述翼翅拍打动力部件发生扭曲,进而使翼翅的拍打方向变化。

在一个实施方式中,所述动力装置为层状复合结构,所述动力装置包括第一横向延伸层和第二横向延伸层,所述第一横向延伸层和第二横向延伸层层合在一起,

所述翼翅根部位于所述第一横向延伸层和所述第二横向延伸层之间,每对翼翅中的两个所述翼翅体分别位于层状复合结构相对两侧,

所述第一横向延伸层和第二横向延伸层至少之一在受到外界刺激下,会沿着翼翅所在的两侧方向即横向上收缩/伸长,且在受到相同外界刺激下收缩率/伸长率不同。

在一个实施方式中,所述动力装置还包括第一纵向延伸层和第二纵向延伸层,所述第一纵向延伸层位于所述第一横向延伸层外侧与所述第一横向延伸层层合固定,所述第二纵向延伸层位于所述第二横向延伸层外侧与所述第二横向延伸层层合固定,

所述第一纵向延伸层由第一固定部和第一延伸部构成,第一固定部和第一延伸部在第一横向延伸层表面相邻排列,

所述第二纵向延伸层由第二固定部和第二延伸部构成,第二固定部和第二延伸部在第二横向延伸层表面相邻排列,

在受到外界刺激下,所述第一延伸部和所述第二延伸部会在垂直于所述横向的方向即纵向上收缩/伸长,在相同外界刺激下,所述第一固定部收缩率/伸长率小于所述第一延伸部或者收缩率/伸长率为零,所述第二固定部收缩率/伸长率小于所述第二延伸部或者收缩率/伸长率为零,

在纵向上,所述第一纵向延伸层中第一延伸部和第一固定部的排列顺序与所述第二纵向延伸层中第二延伸部和第二固定部的排列顺序相反。

在一个实施方式中,所述动力装置包括:

第一外壳,所述第一外壳为曲面结构,所述第一外壳曲面结构相对的两个侧端分别与翼翅根部的端部相连形成连接轴或无轴铰链,翼翅可以相对第一外壳围绕连接轴或无轴铰链转动;

第二外壳,所述第二外壳为曲面结构,所述第二外壳曲面结构相对的两个侧端分别与翼翅根部端点以外的至少一部分接触,所述第二外壳曲面内侧与第一外壳曲面内侧相对设置形成动力装置腔体;

翼翅拍打动力部件,所述翼翅拍打动力部件连接所述第一外壳内侧和第二外壳内侧,所述翼翅拍打动力部件受到外界刺激后发生形变,从而通过其形变带动所述第一外壳和第二外壳相对距离发生变化,在第一外壳和第二外壳相互配合对翼翅施加力的作用下,翼翅做上下拍打运动;

翼翅变向动力部件,所述翼翅变向动力部件在动力装置腔体内在平行于第一外壳曲面结构和第二外壳曲面结构的方向上延伸,所述翼翅变向动力部件贯穿于所述翼翅拍打动力部件之中或者附着于所述翼翅拍打动力部件表面,并与所述翼翅拍打动力部件紧密贴合,所述翼翅变向动力部件受到外界刺激后发生形变,所述形变带动翼翅拍打动力部件上与其贴合的部分,从而使所述翼翅拍打动力部件发生扭曲,进而使翼翅的拍打方向变化。

在一个实施方式中,所述动力装置通过杠杆驱动所述翼翅,其中所述杠杆一端连接所述动力装置,所述杠杆的另一端连接所述翼翅,所述杠杆的支点设置于所述载体上,且所述杠杆与所述支点轴性或非轴性连接。

在一个实施方式中,所述外界刺激为通电。

在一个实施方式中,所述第一延伸部、第一横向延伸层、第二横向延伸层以及第二延伸部均通过电线与电源连接,所述中控部件通过所述控制电源来分别控制所述第一延伸部、第一横向延伸层、第二横向延伸层以及第二延伸部的伸缩。

在一个实施方式中,每组所述翼翅组件包含一对或多对轴对称翼翅,所述翼翅为两层或多层层状结构,所述翼翅各层材料通电后在远离载体方向上伸长,各层排列顺序为通电后在远离载体方向上伸长长度递增。

本实用新型所述阵列式翼翅飞行装置在无人或载人飞行器、飞机、或飞艇中的应用。并且可与现有其他各种飞行动力装置组合使用。

根据本实用新型提供的阵列式翼翅飞行装置相比已有的飞行动力装置(引擎)的优点在于:第一更加高效,因为昆虫的飞行方式被证明是目前最高效的模式。第二变向更灵活,整个翼阵的翼翅在中控部件的控制下可实现瞬间同时转向。第三更轻便,因为相比于传统引擎金属部件为主,本实用新型装置以高分子材料为主。第四可以变形,使用时展开或不用时收折。第五对局部损坏/失灵更包容。现有引擎少数部件损坏就可能造成空难,而翼阵即使小部分受损/失灵,不会导致整体系统崩溃。

根据本实用新型提供的阵列式翼翅飞行装置,将众多小型振动的翼翅组件,组合到一个二维或三维的网格状载体中,形成一个可调控的新型飞行动力单元。而且多个所述翼翅组件之间互相独立互不干扰,即使部分翼翅组件受损也不会影响其它翼翅组件的正常运行,安全性更高,如此实现高效以及高度灵活性的飞行。

附图说明

附图用于更好地理解本实用新型,不构成对本实用新型的不当限定。其中:

图1是根据本实用新型的阵列式翼翅飞行装置的结构示意图之一;

图2是根据本实用新型的阵列式翼翅飞行装置的结构示意图之二;

图3是根据本实用新型的阵列式翼翅飞行装置的结构示意图之三;

图4是根据本实用新型的动力装置示意图;

图5是根据本实用新型的翼翅组件的示意图之一;

图6是根据本实用新型的翼翅组件的示意图之二;

图7是根据本实用新型的翼翅组件的示意图之三。

附图标记列表

1-载体,2-翼翅,3-动力装置,4-翼翅根部,5-第一固定部,6-第一延伸部,7-第一横向延伸层,8-第二横向延伸层,9-第二固定部,10-第二延伸部,11-a变向动力部件,12-b变向动力部件,13-c变向动力部件,14-d变向动力部件,15-第一外壳,16-第二外壳,17-翼翅拍打动力部件,18-翼翅变向动力部件,19-第一翼翅,20-第一翼翅20。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的示范性实施例做出说明,其中包括本实用新型实施例的各种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员应当认识到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本实用新型的范围和精神。同样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

本实用新型涉及一种阵列式翼翅飞行装置,所述阵列式翼翅飞行装置包括:

载体1;

在所述载体1上阵列式排布的两组以上翼翅组件。

所述载体1具有动力的均衡和传递的作用,以实现供电和控制,形成整体结构。所述载体1还可以实现方向调节(通过转动载体1而非翼翅)。

所述载体1还可以为折叠结构,当所述飞行装置在不飞状态时可以折叠以缩小体积,便于存储。所述载体1上还排布极细的电线,以连接电源和动力装置3。

所述载体1上的翼翅组件相互独立,互不影响。多个所述翼翅组件可以平行间隔地设置。

在本实用新型的一个实施方式中,所述载体1为框架结构,在所述框架结构至少两个节点上设置有翼翅组件。

所述载体1可以为平面框架结构。进一步地,所述载体1还可以为平面网状结构,更进一步地所述载体1可以为平面可折叠的网状结构。

所述载体1可以为立体框架结构。所述载体1可以为立方体网状结构、多棱柱网状结构等三维几何结构。

在本实用新型的一个实施方式中,所述框架结构具有收折状态和展开状态。所述框架结构的收折状态和展开状态可互相转化。当所述飞行装置处于飞行状态时,所述框架结构处于展开状态,当所述飞行装置处于停止运行时,所述框架结构处于收折状态,以便于存储,减小占用空间。

在本实用新型的一个实施方式中,每组所述翼翅组件包含一对或多对翼翅2和至少一个动力装置3,所述动力装置3为所述翼翅2提供动力。

每对所述翼翅2均以所述动力装置3为轴对称设置,所述动力装置3设置于所述每对翼翅2之间,且所述每对翼翅2均与所述动力装置3连接。

如图1和图2所示每个所述动力装置3可以连接一对翼翅2,也可以连接多对翼翅2。当所述动力装置3连接多对翼翅2时,所述动力装置3分别对每对翼翅2提供动力,从而每对翼翅2之间相互独立互不影响。

所述动力装置3可以为所述翼翅2提供动力,从而使得所述翼翅2可以振动,进而所述飞行装置进行飞行。

在本实用新型的一个实施方式中,每对所述翼翅2互相平行设置,这样每对所述翼翅2在飞行时,产生的微涡流不会相互影响。

在本实用新型的一个实施方式中,每个所述翼翅2包括翼翅根部4和翼翅体,所述翼翅根部4与动力装置3相连,所述翼翅根部4带动所述翼翅2体运动。

所述翼翅体可以为扇形片状、椭圆形片状以及其它弧形和多边形片状结构。

所述翼翅体还可以为羽毛状结构。

所述翼翅体与所述翼翅根部4一体成型。

在本实用新型的一个实施方式中,所述翼翅2为层状结构。

所述翼翅2可以为单层结构,也可以为多层结构。

在本实用新型的一个实施方式中,所述翼翅2为柔性层状结构,所述翼翅2可以由尼龙,热塑性聚氨酯弹性体橡胶(tpu)等材料中的一种或多种构成。

在本实用新型的一个实施方式中,所述翼翅2为硬质层状结构,所述翼翅2可以由聚氯乙烯(pvc),聚丙烯(pp)等材料中的一种或多种构成。

在本实用新型的一个实施方式中,所述翼翅2由硬质翅脉和柔质翅叶构成,所述翅脉可以由钛合金,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)以及电活性材料等材料中的一种或多种构成,所述翅叶可以由尼龙聚乙烯、聚丙烯以及电活性材料等材料中的一种或多种构成。

在本实用新型的一个实施方式中,所述翼翅组件还包括至少一对平衡部件。

所述平衡部件设置于所述翼翅旁,所述平衡部件对该翼翅产生的微型涡流能够进行调节平衡。

所述平衡部件可以设置于所述动力装置3上。

每对所述平衡部件以所述动力装置3为轴对称设置。

每对所述翼翅2均对应一对所述平衡部件。

所述平衡部件可以为棒形,棒槌形,桨形等。

所述平衡部件可以为类似双翅目昆虫的平衡棒。

所述平衡部件与所述翼翅2间隔地设置于所述动力装置3上,且每对所述平衡部件与其对应的一对所述翼翅2位于同一侧。

在本实用新型的一个实施方式中,所述阵列式翼翅飞行装置还包括中控部件,所述中控部件控制所述翼翅组件。

所述中控部件可以设置于所述载体1上,也可以不设置于所述载体1上,所述中控部件可以通过控制所述翼翅组件的振动。

所述中控部件是在计算机程序控制下,对输出电压电流实现灵敏调节的集成块。所述中控部件包括在程序控制下的一个或多个高频逆变器对单个或多个电路分别实现控制,逆变器能将电源的直流低压电转变为高频的交流电。采用较多的是脉宽调制技术(pwm),其核心是一个pwm集成控制器。所述中控部件可以为tl5001芯片控制的逆变器。

在本实用新型的一个实施方式中,所述阵列式翼翅飞行装置还包括感知器,所述感知器测量所述阵列式翼翅飞行装置的飞行参数,并将所测得的结果发送至所述中控部件,所述中控部件按照预设规则对所述翼翅组件发送执行命令。

所述感知器可以传感器。

所述感知器可以有三轴速度和三轴加速度感知器,振动感知器,微型电压电流感知器(用于局部阵列出现损坏时反馈),还可以有温度传感器,气压传感器等。

所述感知器可以设置于所述载体1的任何位置。

所述载体1上可以设置多个感知器,以使所述感知器检测到的参数更加准确,所述感知器将检测到的所述飞行装置的飞行参数发送给所述中控部件,以使所述中控部件能够对所述翼翅组件做出准确的命令。

在本实用新型一个实施方式中,所述动力装置3为电磁电机。

在本实用新型一个实施方式中,所述动力装置3包括:

翼翅拍打动力部件,所述翼翅拍打动力部件受到外界刺激后发生形变,从而通过其变形带动所述翼翅2做上下拍打运动;

翼翅变向动力部件,所述翼翅变向动力部件受到外界刺激后发生形变,所述翼翅变向动力部件的形变在垂直于翼翅2上下拍打所形成平面的方向上对所述翼翅拍打动力部件的一部分施加力,从而使所述翼翅拍打动力部件发生扭曲,进而使翼翅2的拍打方向变化。

所述翼翅拍打动力部件受到外界刺激,此处的外界刺激可以为电刺激、智能光敏材料的光刺激,温敏材料的温度刺激等。

所述翼翅拍打动力部件与所述翼翅2连接,当翼翅拍打动力部件受到外界刺激发生形变,从而带动所述翼翅2做上下拍打运行。

所述翼翅变向动力部件受到外界刺激,此处的外界刺激可以为电刺激、智能光敏材料的光刺激,温敏材料的温度刺激等。

所述翼翅变向动力部件的形变方向与所述翼翅拍打动力部件的形变方向相垂直。

所述翼翅变向动力部件与所述翼翅拍打动力部件连接,当所述翼翅变向动力部件受到外界刺激后发生形变,所述翼翅拍打动力部件与所述翼翅变向动力部件的连接处会受到所述翼翅变向动力部件的拉力或推力,从而使所述翼翅拍打动力部件发生扭曲,进而使翼翅2的拍打方向发生变化。

在本实用新型的一个实施方式中,所述动力装置3为层状复合结构,所述动力装置3包括第一横向延伸层7和第二横向延伸层8,所述第一横向延伸层7和第二横向延伸层8层合在一起,

所述翼翅根部4位于所述第一横向延伸层7和所述第二横向延伸层8之间,每对翼翅2中的两个所述翼翅体分别位于层状复合结构相对两侧,

所述第一横向延伸层7和第二横向延伸层8至少之一在受到外界刺激下,会沿着翼翅2所在的两侧方向即横向上收缩/伸长,且在受到相同外界刺激下收缩率/伸长率不同。

所述第一横向延伸层7与所述第二横向延伸层8固定连接,所述翼翅根部4与所述第一横向延伸层7以及第二横向延伸层8连接,当所述第一横向延伸层7以及第二横向延伸层8在受到外界刺激下发生形变时(由于所述第一横向延伸层7和第二横向延伸层8的收缩率/伸长率不同,因此沿着翼翅2所在的两侧方向即横向上会产生收缩/伸长),所述翼翅根部4带动所述翼翅体进行振动,从而使得所述装置能够飞行。

在本实用新型的一个实施方式中,所述动力装置3还包括第一纵向延伸层和第二纵向延伸层,所述第一纵向延伸层位于所述第一横向延伸层7外侧与所述第一横向延伸层7层合固定,所述第二纵向延伸层位于所述第二横向延伸层8外侧与所述第二横向延伸层8层合固定,

所述第一纵向延伸层由第一固定部5和第一延伸部6构成,第一固定部5和第一延伸部6在第一横向延伸层7表面相邻排列,

所述第二纵向延伸层由第二固定部9和第二延伸部10构成,第二固定部9和第二延伸部10在第二横向延伸层8表面相邻排列,

在受到外界刺激下,所述第一延伸部6和所述第二延伸部10会在垂直于所述横向的方向即纵向上收缩/伸长,在相同外界刺激下,所述第一固定部5收缩率/伸长率小于所述第一延伸部6或者收缩率/伸长率为零,所述第二固定部9收缩率/伸长率小于所述第二延伸部10或者收缩率/伸长率为零,

在纵向上,所述第一纵向延伸层中第一延伸部6和第一固定部5的排列顺序与所述第二纵向延伸层中第二延伸部10和第二固定部9的排列顺序相反。

所述第一横向延伸层7、第二横向延伸层8、第一固定部5、第一延伸部6、第二固定部9以及第二延伸部10均可以为板状结构,优选为长方体板状结构。

所述第一固定部5的收缩率/伸长率小于所述第一延伸部6的收缩率/伸长率。

所述第一固定部5的收缩率/伸长率可以为零。

所述第二固定部9的收缩率/伸长率小于所述第二延伸部10的收缩率/伸长率。

所述第二固定部9的收缩率/伸长率可以为零。

在本实用新型的一个实施方式中,所述动力装置3包括:

第一外壳15,所述第一外壳15为曲面结构,所述第一外壳15曲面结构相对的两个侧端分别与翼翅根部4的端部相连形成连接轴或无轴铰链,翼翅2可以相对第一外壳15围绕连接轴或无轴铰链转动;即所述翼翅根部4的一端与所述第一外壳15活动连接。

第二外壳16,所述第二外壳16为曲面结构,所述第二外壳16曲面结构相对的两个侧端分别与翼翅根部4端点以外的至少一部分接触,所述第二外壳16曲面内侧与第一外壳15曲面内侧相对设置形成动力装置腔体;

所述翼翅根部4的另一端连接有所述第二外壳16。

所述第一外壳15以及第二外壳16均可以为弧形状。

所述第一外壳15以及第二外壳16均可以由弹性材料制成。

所述第一外壳15与所述第二外壳16可以形成封或半封闭的动力装置腔体。

翼翅拍打动力部件17,所述翼翅拍打动力部件17连接所述第一外壳15内侧和第二外壳16内侧,所述翼翅拍打动力部件17受到外界刺激后发生形变,从而通过其形变带动所述第一外壳15和第二外壳16相对距离发生变化,在第一外壳15和第二外壳16相互配合对翼翅2施加力的作用下,翼翅2做上下拍打运动;

所述翼翅拍打动力部件17可以由弹性材料制成(所述弹性材料为现有技术,只要能实现其在本实用新型中的作用即可),当所述翼翅拍打动力部件17受到外界刺激后,所述翼翅拍打动力部件17沿所述翼翅拍打动力部件17的延伸方向发生形变(即所述翼翅拍打动力部件17沿所述翼翅拍打动力部件17的延伸方向进行升缩),从而带动所述第一外壳15和第二外壳16相对距离发生变化,进而使得所述翼翅根部4受到所述第一外壳15与所述第二外壳16的拉力或推力,使得所述翼翅2做上下拍打运动。

所述翼翅拍打动力部件17的数量可以为一个也可以为多个,所述翼翅拍打动力部件17优选为偶数个,且多个所述翼翅拍打动力部件17以所述动力装置腔体的中轴线对称设置。

翼翅变向动力部件18,所述翼翅变向动力部件18在动力装置腔体内在平行于第一外壳15曲面结构和第二外壳16曲面结构的方向上延伸,所述翼翅变向动力部件18贯穿于所述翼翅拍打动力部件17之中或者附着于所述翼翅拍打动力部件17表面,并与所述翼翅拍打动力部件17紧密贴合,所述翼翅变向动力部件18受到外界刺激后发生形变,所述形变带动翼翅拍打动力部件17上与其贴合的部分,从而使所述翼翅拍打动力部件17发生扭曲,进而使翼翅2的拍打方向变化。

所述翼翅变向动力部件18可以由弹性材料制成,所述翼翅变向动力部件18可以为规则的立体结构,也可以为不规则的立体结构。

所述翼翅变向动力部件18的数量可以为一个也可以为多个,所述翼翅变向动力部件18优选为偶数个。

所述翼翅变向动力部件18优选为偶数个,且多个所述翼翅变向动力部件18以所述动力装置腔体的中轴线对称设置。

在本实用新型的一个实施方式中,所述外界刺激为通电。所述第一延伸部6、第一横向延伸层7、第二横向延伸层8以及第二延伸部10均通过电线与电源连接,所述中控部件通过所述控制电源来分别控制所述第一延伸部6、第一横向延伸层7、第二横向延伸层8以及第二延伸部10的伸缩。

所述第一延伸部6通电后,所述第一延伸部6可以沿远离/靠近所述第一固定部5的方向伸缩;所述第二延伸部10通电后,所述第二延伸部10可以沿远离/靠近所述第二固定部9的方向伸缩;所述第一延伸部6伸缩方向与所述第二延伸部10的伸缩方向相反。

所述第一横向延伸层7通电后,所述第一横向延伸层7可以沿靠近所述翼翅2的方向延伸;所述第二横向延伸层8通电后,所述第二横向延伸层8可以沿靠近所述翼翅2的方向延伸;所述第一横向延伸层7与所述第二延伸部10延伸的方向一致。

在一个实施方式中,所述动力装置通过杠杆驱动所述翼翅,其中所述杠杆一端连接所述动力装置,所述杠杆的另一端连接所述翼翅,所述杠杆的支点设置于所述载体上,且所述杠杆与所述支点轴性或非轴性连接。所述动力装置通过杠杆原理来控制所述翼翅的振动或拍打。

在本实用新型的一个实施方式中,每组所述翼翅组件包含一对或多对轴对称翼翅2,所述翼翅2为两层或多层层状结构,所述翼翅2各层材料通电后在远离所述载体1方向上伸长,各层排列顺序为通电后在远离载体1方向上伸长长度递增。

本实用新型所述阵列式翼翅飞行装置在无人或载人飞行器、飞机、或飞艇中的应用。

实施例1

如图1-图4所示,本实用新型提供一种阵列式翼翅飞行装置,所述阵列式翼翅飞行装置包括:载体1、在所述载体1上阵列式排布的两组以上翼翅组件、中控部件、感知器以及电源,所述翼翅组件包含一对或多对翼翅2和至少一个动力装置3,所述动力装置3为层状复合结构,所述动力装置3包括从上到下依次层叠连接的第一纵向延伸层、第一横向延伸层7、第二横向延伸层8以及第二纵向延伸层;

所述第一纵向延伸层包括第一延伸部6和第一固定部5,且所述第一延伸部6与所述第一固定部5并排列设置于所述第一横向延伸层7的表面。

所述第二纵向延伸层包括第二延伸部10和第二固定部9,且所述第二延伸部10与所述第二固定部9并排列设置于所述第二横向延伸层8的表面。

所述第一横向延伸层7、第二横向延伸层8、第一固定部5、第一延伸部6、第二固定部9以及第二延伸部10均为长方体板状结构。

所述第一横向延伸层7以及第二横向延伸层8均与所述翼翅根部4连接,每对翼翅2中的两个所述翼翅体分别位于层状复合结构相对两侧。

所述第一横向延伸层7以及第二横向延伸层8的收缩率/伸长率不同,所述第一延伸部6收缩率/伸长率大于所述第一固定部5的收缩率/伸长率,所述第二延伸部10的收缩率/伸长率大于所述第二固定部9的收缩率/伸长率。

所述感知器设置于所述载体1上,用于测量所述飞行装置的飞行参数,并将飞行参数发送到所述中控部件中,以使所述中控部件对所述动力装置3发出准备的命令。

当所述阵列式翼翅飞行装置需要飞行时,所述中控部件通过控制所述电源向所述动力装置3供电,所述动力装置3中的第一横向延伸层7以及第二横向延伸层8受到电刺激,所述第一横向延伸层7以及所述第二横向延伸层8沿靠近所述翼翅2的方向伸缩(即由于所述第一横向延伸层7与所述第二横向延伸层8之间的收缩率/伸长率不同,所述第一横向延伸层7与所述第二横向延伸层8沿着所述翼翅2所在的两侧方向即横向上会产生收缩/伸长),所述翼翅根部4带动所述翼翅体进行振动,从而使得所述装置能够飞行。

当所述飞行装置需要转向时,所述所述中控部件通过控制所述电源向所述动力装置3供电,所述第一延伸部6受到电刺激,所述第一延伸部6会沿远离/靠近所述第一固定部5的方向伸缩(即在垂直于所述横向的方向即纵向上收缩/伸长);所述第二延伸部10受到电刺激,所述第二延伸部10会沿远离/靠近所述第二固定部9的方向伸缩(即在垂直于所述横向的方向即纵向上收缩/伸长);从而带动所述第一横向延伸层7以及第二横向延伸层8发生扭曲形变,进而带动所述翼翅2的拍打方向发生变化,从而实现飞行方向的变化。

实施例2

如图5所示,本实用新型提供一种阵列式翼翅飞行装置,所述阵列式翼翅飞行装置与实施例1中的飞行装置不同之处在于动力装置3的结构不同。

所述动力装置3包括两块结构相同层叠设置的动力部件,所述动力部件包括呈十字形排布的四块变向动力部件,四块拍打动力部件,所述相邻所述变向动力部件之间通过所述拍打动力部件连接,且四块所述变向动力部件与四块所述拍打动力部件之间形成正八棱柱板状结构(所述变向动力部件为正方形板状结构,所述拍打动力部件为五边形板状结构)。

两块所述动力部件的连接处设置有一对翼翅2,且两个所述翼翅2分别设置于两个相对设置所述动力拍打部件的侧面(即每对所述翼翅2以所述动力装置3为轴对称设置)。

所述动力部件中的四块所述变向动力部件分别通过电线与所述电源连接,以使四块所述变向动力部件之间相互独立互不影响。每块所述变向动力部件在通电时,能够独立收缩。通过所述变向动力部件伸缩带动所述拍打动力部件产生形变,从而带动所述翼翅2进行拍打运行。

当所述飞行装置需要飞行时,所述上层的四块所述变向动力部件可以同时伸缩,下层的四块所述变向动力部件也可以同时伸缩,如此上层的四块所述变向动力部件和下层的四块所述变向动力部件下层交替进行伸缩,会导致两侧翼翅根部4上下交替运动。

每对所述翼翅2包括第一翼翅19和第一翼翅20。

所述上层的四块所述变向动力部件沿顺时针方向分别为a变向动力部件11、b变向动力部件12、c变向动力部件13、d变向动力部件14,且所述第一翼翅19与所述a变向动力部件11与d变向动力部件14之间的拍打动力部件连接,所述第一翼翅20与所述b变向动力部件12与c变向动力部件13之间的拍打动力部件连接。

所述下层的四块所述变向动力部件沿顺时针方向分别为a变向动力部件、b变向动力部件、c变向动力部件、d变向动力部件,且所述第一翼翅19与所述a变向动力部件与d变向动力部件之间的拍打动力部件连接,所述第一翼翅20与所述b变向动力部件与c变向动力部件之间的拍打动力部件连接。a变向动力部件11与a变向动力部件上下对应,b变向动力部件12与b变向动力部件上下对应,c变向动力部件13与c变向动力部件上下对应,d变向动力部件14与d变向动力部件上下对应。

当所述a变向动力部件11与所述a变向动力部件同时伸缩时,可导致所述第一翼翅19向前运动;所述d变向动力部件14与所述d变向动力部件同时伸缩,可导致第一翼翅19向后运动。当所述b变向动力部件12与所述b变向动力部件同时伸缩时,可导致所述第一翼翅20向前运动;所述c变向动力部件13与所述c变向动力部件同时伸缩,可导致第一翼翅20向后运动。

当所述a变向动力部件11与d变向动力部件同时伸缩,可导致所述第一翼翅19顺时针方向扭转;当所述a变向动力部件与d变向动力部件14同时伸缩,可导致所述第一翼翅19逆时针方向扭转。所述第一翼翅20同理。

实施例3

如图6和图7所示,本实用新型提供一种阵列式翼翅飞行装置,所述阵列式翼翅飞行装置与实施例1中的飞行装置不同之处在于动力装置3的结构不同。

所述动力装置3包括:

第一外壳15和第二外壳16,所述第一外壳15和第二外壳16均为曲面结构,所述第一外壳15曲面结构相对的两个侧端分别与翼翅根部4的端部活动连接,即所述翼翅根部4的一端与所述第一外壳15活动连接。所述第二外壳16相对的两个侧端分别与翼翅根部4的另一端连接,所述第二外壳16曲面内侧与第一外壳15曲面内侧相对设置形成封闭的动力装置3腔体;

所述动力装置腔体内设置有翼翅拍打动力部件17,且所述翼翅拍打动力部件17连接所述第一外壳15内侧和第二外壳16内侧,所述翼翅拍打动力部件17受到外界刺激后发生形变,从而通过其形变带动所述第一外壳15和第二外壳16相对距离发生变化,在第一外壳15和第二外壳16相互配合对翼翅2施加力的作用下,所述翼翅2做上下拍打运动;

所述翼翅拍打动力部件17的数量为两个,且两个所述翼翅拍打动力部件17以所述动力装置腔体的中轴线对称设置。

所述动力装置腔体内还设置有翼翅变向动力部件18,所述翼翅变向动力部件18在动力装置腔体内在平行于第一外壳15曲面结构和第二外壳16曲面结构的方向上延伸,所述翼翅变向动力部件18贯穿于所述翼翅拍打动力部件17之中或者附着于所述翼翅拍打动力部件17表面,并与所述翼翅拍打动力部件17紧密贴合,所述翼翅变向动力部件18受到外界刺激后发生形变,所述形变带动翼翅拍打动力部件17上与其贴合的部分,从而使所述翼翅拍打动力部件17发生扭曲,进而使翼翅2的拍打方向变化。

所述翼翅变向动力部件18的数量为两个,且两个所述翼翅变向动力部件18以所述动力装置腔体的中轴线对称设置。

当所述飞行装置需要飞行时,所述翼翅拍打动力部件17受到外界刺激后,所述翼翅拍打动力部件17沿所述翼翅拍打动力部件17的延伸方向发生形变(即所述翼翅拍打动力部件17沿所述翼翅拍打动力部件17的延伸方向进行升缩),从而带动所述第一外壳15和第二外壳16相对距离发生变化,进而使得所述翼翅根部4受到所述第一外壳15与所述第二外壳16的拉力或推力,使得所述翼翅2做上下拍打运动。当所述飞行装置飞行方向需要改变时,所述翼翅变向动力部件18受到外界刺激后发生形变,所述形变带动翼翅拍打动力部件17上与其贴合的部分,从而使所述翼翅拍打动力部件17发生扭曲,进而使翼翅的拍打方向变化。

尽管以上结合附图对本实用新型的实施方案进行了描述,但本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域,上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的,而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下,还可以做出很多种的形式,这些均属于本实用新型保护之列。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1