專利名稱：撲翼升力生成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種撲翼升力生成裝置，屬于撲翼機(jī)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
人類渴望模仿鳥類在天空中獨往獨來、自由自在地飛翔，但卻另辟蹊徑地實現(xiàn)了 自己的飛行愿望——所有卓有成效的飛行器并非具有像鳥類一樣煽動的翅膀(撲翼)，而 是基于不斷完善的"機(jī)翼理論"研制而成。人類研究"仿生飛行"的歷史充滿艱辛和失敗，并 有人斷言人類不可能借助撲翼實現(xiàn)飛行。盡管如此，闖過各種科技難關(guān)的現(xiàn)代人仍不甘心 放棄"仿生飛行"。在他們看來，只有鳥類飛翔才是個性化的，它無需現(xiàn)代化的機(jī)場、綿長堅 實的跑道、龐大的后勤支援。當(dāng)你用"撲翼飛機(jī)"和"ornithopter"對中、外專利數(shù)據(jù)庫進(jìn) 行檢索時，大量相關(guān)申請文件會展現(xiàn)在你的眼前；媒體也報道過一些大型的或微型的樣機(jī)， 如，2006年9月中國航空信息網(wǎng)曾報道"加拿大實現(xiàn)有人駕駛撲翼機(jī)飛行。這架試飛的撲 翼機(jī)編號為C-GPTR，在同年7月8日進(jìn)行了 3次滑跑試驗，并在最后一次滑跑過程中實現(xiàn)了 離地起飛并維持。當(dāng)該機(jī)達(dá)到大約80千米/小時的滑行速度時，試飛員將油門桿推到最大 位置，此時撲翼頻率為1赫茲，機(jī)體成功離開了跑道，并以約89千米/小時的速度、在距離 地面大約1米的高度向前平飛了 10秒，總飛行距離330米，留空時間只有14秒。"從照片中 可以看出，它采用的是連桿機(jī)構(gòu)。htto:〃news. xinhuanet. com/2003年12月15日報道了 南京航空航天大學(xué)，采用三連桿撲動翼驅(qū)動機(jī)構(gòu)制作的微型撲翼飛機(jī)只有38克重，能在空 中飛6分鐘，飛行高度達(dá)到50米。 事實上，不能原地起落的加拿大撲翼機(jī)不是真正意義上的撲翼飛機(jī)；而南京航空 航天大學(xué)的撲翼機(jī)升力極其有限，有效荷載僅僅為38克；且兩者的留空時間均很短暫。究 其原因在于上下煽動的撲翼會抵消一部分升力，效率低下；此外，高速運(yùn)行的多連桿機(jī)構(gòu) 的可靠性也不會很高。 中國專利"滑動翼升力生成裝置"(專利號ZL200710071871. 2)公開了一種撲翼升 力生成裝置。它是借助"處于同一水平面內(nèi)的兩根轉(zhuǎn)軸分別向內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，因離心力作用而向 外滑動的兩個翼片將撥動空氣向下運(yùn)動并產(chǎn)生升力。"其不足之處在于翼展和產(chǎn)生升力的 撲動范圍受到最小弦長、整流罩和弧狀窄條導(dǎo)軌的制約。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有更高的效率和更大的升力的撲翼升力生成裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它包括安裝在撲翼機(jī)上的撲翼機(jī)構(gòu)、撲翼旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
和撲翼提升機(jī)構(gòu)；所述撲翼機(jī)構(gòu)包括兩個撲翼片和兩個撲動軸，撲翼片是一塊端部帶有擋
板的剛性矩形板，撲動軸由兩塊夾持撲翼片并允許撲翼片在其內(nèi)滑動的條形夾板和位于條
形夾板端部的兩段同軸線軸頭組成；所述撲翼旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括固定在撲動軸一端的軸頭上的
撲動齒輪，與撲動齒輪嚙合的驅(qū)動齒輪，兩個驅(qū)動齒輪之間的傳動帶或傳動鏈，一個驅(qū)動齒
輪與旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接；所述撲翼提升機(jī)構(gòu)包括提升桿和升降輪，所述提升桿是一個"工"字形
3構(gòu)件，兩個升降輪夾持"工"字形構(gòu)件的腹桿，一個升降輪通過升降電機(jī)驅(qū)動。
本發(fā)明還可以包括 1、升降輪上設(shè)置一套彈簧夾緊機(jī)構(gòu)，提升桿在兩個升降輪在間借助摩擦力在鉛垂 面內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動。 2、在同一撲翼機(jī)上沿軸向安裝兩套撲翼升力生成裝置，兩套撲翼升力生成裝置的 撲翼片撲動的相位差為180° 。 3、兩個撲動軸對稱軸于提升桿的腹桿軸線。 本發(fā)明的撲翼升力生成裝置可借助兩片在撲動軸的縱向槽道中沿橫向滑動且在 撲動齒輪的帶動下相對單向轉(zhuǎn)動的矩形撲翼片產(chǎn)生升力，因撲翼片翼展和撲動范圍得以充 分利用，從而比上下煽動的撲翼和所述的中國專利(專利號ZL200710071871.2)具有更高 的效率和更大的升力。 本發(fā)明的撲翼升力生成裝置是將兩套結(jié)構(gòu)相同的總成軸對稱地固連在一起，而每 套總成都包括撲翼片、擋板、撲動齒輪、撲動軸、驅(qū)動齒輪、提升桿和升降輪；其中，撲翼片是 一塊端部帶有擋板的剛性矩形板；撲動軸由兩塊夾持撲翼片并允許撲翼片在其內(nèi)滑動的條 形夾板和端部的兩段同軸線軸頭組成， 一端軸頭上固裝一個撲動齒輪；撲翼片在所述條形 夾板內(nèi)滑動的上、下兩個極限位置分別位于鉛垂面內(nèi)，且由擋板與條形夾板的邊沿相抵而 形成；與撲動齒輪嚙合的驅(qū)動齒輪借助皮帶輪、驅(qū)動電機(jī)和轉(zhuǎn)角(或位移)傳感器作限位和 限向轉(zhuǎn)動，確保兩個撲翼片均從上極限位置向外側(cè)轉(zhuǎn)過180°后處于下極限位置，并在此過 程中產(chǎn)生升力；提升桿是一個"工"字形構(gòu)件，兩個升降輪借助一套彈簧機(jī)構(gòu)夾持提升桿的 腹桿，而其在鉛垂面內(nèi)的上下往復(fù)運(yùn)動是借助摩擦力和與升降輪相連的驅(qū)動電機(jī)完成；所 述腹板的長度應(yīng)確保當(dāng)撲翼片轉(zhuǎn)到下極限位置時，提升桿也到達(dá)下極限位置，此時，其下 翼桿能托住撲翼片端部的擋板；而當(dāng)提升桿向上運(yùn)動時，能帶動兩個撲翼片，并同時到達(dá)上 極限位置。 所述的"兩套總成軸對稱地固連在一起"一語中的對稱軸就是提升桿的腹桿軸線。
將上述裝置安裝在撲翼機(jī)上時，兩根撲動軸處于同一水平面內(nèi)，當(dāng)提升桿將撲翼 片托到上極限位置后，撲翼片端部的擋板觸發(fā)安裝在撲動軸條形夾板上的位移傳感器，其 發(fā)出的信號啟動驅(qū)動電機(jī)，并經(jīng)皮帶輪、驅(qū)動齒輪、撲動齒輪帶動撲動軸分別向外側(cè)(即面 向轉(zhuǎn)軸的一端，左側(cè)的撲動軸逆時針旋轉(zhuǎn)，右側(cè)的轉(zhuǎn)軸順時針旋轉(zhuǎn))快速旋轉(zhuǎn)，于是，兩個 撲翼片撥動空氣向下運(yùn)動產(chǎn)生升力；在撲動軸旋轉(zhuǎn)180° (由與其同軸線安裝的角度傳感 器檢測)的過程中，提升桿在升降輪的帶動下向下運(yùn)動到極限位置，并托住稍后到達(dá)下極 限位置的兩個撲翼片。當(dāng)撲翼片到達(dá)下極限位置時，角度傳感器發(fā)出信號，控制另一臺驅(qū)動 電機(jī)啟動提升桿。至此，撲翼片完成一次撲動過程，并在控制系統(tǒng)的控制下，以所述順序連 續(xù)動作。 十分明顯，在上述過程中，升力的產(chǎn)生是不連續(xù)的，即升力僅產(chǎn)生于撲動軸旋轉(zhuǎn)
180°的過程中，而在提升桿將撲翼片托到上極限位置的過程中不會產(chǎn)生升力。為了彌補(bǔ)這
一缺點，最簡單的辦法是在同一撲翼機(jī)上沿軸向安裝兩套這種升力生成裝置，并控制撲翼
片撲動的相位差為180。，即在第一套裝置的撲動軸轉(zhuǎn)過18(T且撲翼片處于下極限位置
時，第二套裝置的撲翼片剛好處于上極限位置，且撲動軸開始旋轉(zhuǎn)。 欲想將本發(fā)明用作水上交通工具的推進(jìn)器，只需將其撲動軸鉛垂安裝即可。


圖1是本發(fā)明的撲翼升力生成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的撲翼升力生成裝置的撲動軸結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述 結(jié)合圖1示，一種撲翼升力生成裝置是將兩套結(jié)構(gòu)相同的總成軸對稱地固連在一 起，而每套總成都包括撲翼片1、擋板7、撲動齒輪2、撲動軸3、驅(qū)動齒輪4、提升桿5和升降 輪6 ;其中，撲翼片1是一塊端部帶有擋板7的剛性矩形板；撲動軸3是由兩塊夾持撲翼片1 并允許撲翼片1在其內(nèi)滑動的條形夾板和端部的兩段同軸線軸頭組成，一端軸頭上固裝一 個撲動齒輪2(參見圖2);撲翼片l在所述條形夾板內(nèi)滑動的上、下兩個極限位置分別位于 鉛垂面內(nèi)，且由擋板7與條形夾板的邊沿相抵而形成；與撲動齒輪2嚙合的驅(qū)動齒輪4借助 皮帶輪、驅(qū)動電機(jī)和轉(zhuǎn)角(或位移)傳感器作限位和限向轉(zhuǎn)動，確保兩個撲翼片l均從上極 限位置向外側(cè)轉(zhuǎn)過180。后處于下極限位置，并在此過程中產(chǎn)生升力；提升桿5是一個"工" 字形構(gòu)件，兩個升降輪6借助一套彈簧機(jī)構(gòu)夾持提升桿5的腹桿，而其在鉛垂面內(nèi)的上下往 復(fù)運(yùn)動是借助摩擦力和與升降輪6相連的驅(qū)動電機(jī)完成；所述腹板的長度應(yīng)確保當(dāng)撲翼 片1轉(zhuǎn)到下極限位置時，提升桿5也到達(dá)下極限位置，此時，其下翼桿能托住撲翼片1端部 的擋板；而當(dāng)提升桿5向上運(yùn)動時，能帶動兩個撲翼片l，并同時到達(dá)上極限位置。
所述的"兩套總成軸對稱地固連在一起"一語中的對稱軸就是提升桿5的腹桿軸 線。 本發(fā)明因撲翼片翼展和撲動范圍得以充分利用，從而比上下煽動的撲翼和所述中 國專利(公開號CN01020504)具有更高的效率和升力。
權(quán)利要求
一種撲翼升力生成裝置，其特征是它包括安裝在撲翼機(jī)上的撲翼機(jī)構(gòu)、撲翼旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和撲翼提升機(jī)構(gòu)；所述撲翼機(jī)構(gòu)包括兩個撲翼片和兩個撲動軸，撲翼片是一塊端部帶有擋板的剛性矩形板，撲動軸由兩塊夾持撲翼片并允許撲翼片在其內(nèi)滑動的條形夾板和位于條形夾板端部的兩段同軸線軸頭組成；所述撲翼旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括固定在撲動軸一端的軸頭上的撲動齒輪，與撲動齒輪嚙合的驅(qū)動齒輪，兩個驅(qū)動齒輪之間的傳動帶或傳動鏈，一個驅(qū)動齒輪與旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接；所述撲翼提升機(jī)構(gòu)包括提升桿和升降輪，所述提升桿是一個“工”字形構(gòu)件，兩個升降輪夾持“工”字形構(gòu)件的腹桿，一個升降輪通過升降電機(jī)驅(qū)動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的撲翼升力生成裝置，其特征是升降輪上設(shè)置一套彈簧夾緊 機(jī)構(gòu)，提升桿在兩個升降輪在間借助摩擦力在鉛垂面內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的撲翼升力生成裝置，其特征是在同一撲翼機(jī)上沿軸向 安裝兩套撲翼升力生成裝置，兩套撲翼升力生成裝置的撲翼片撲動的相位差為180° 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的撲翼升力生成裝置，其特征是兩個撲動軸對稱軸于提 升桿的腹桿軸線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的撲翼升力生成裝置，其特征是兩個撲動軸對稱軸于提升桿 的腹桿軸線。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種撲翼升力生成裝置。包括安裝在撲翼機(jī)上的撲翼機(jī)構(gòu)、撲翼旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和撲翼提升機(jī)構(gòu)；撲翼機(jī)構(gòu)包括兩個撲翼片和兩個撲動軸，撲翼片是一塊端部帶有擋板的剛性矩形板，撲動軸由兩塊夾持撲翼片并允許撲翼片在其內(nèi)滑動的條形夾板和位于條形夾板端部的兩段同軸線軸頭組成；撲翼旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括固定在撲動軸一端的軸頭上的撲動齒輪，與撲動齒輪嚙合的驅(qū)動齒輪，兩個驅(qū)動齒輪之間的傳動帶或傳動鏈，一個驅(qū)動齒輪與旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接；撲翼提升機(jī)構(gòu)包括提升桿和升降輪，所述提升桿是一個“工”字形構(gòu)件，兩個升降輪夾持“工”字形構(gòu)件的腹桿，一個升降輪通過升降電機(jī)驅(qū)動。本發(fā)明的效率高，升力大，可用作空中或水上交通工具的推進(jìn)器。
文檔編號B64C33/02GK101708775SQ20091007343
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者李鴻, 鄭全逸 申請人:哈爾濱工程大學(xué)