一種旋轉(zhuǎn)撲翼飛行器的制造方法
【專利摘要】一種旋轉(zhuǎn)撲翼飛行器，屬飛行器【技術(shù)領(lǐng)域】。它由機(jī)身、起落架、動力系統(tǒng)和操控系統(tǒng)組成。動力系統(tǒng)包括兩臺相同的發(fā)動機(jī)及其齒輪減速器、調(diào)速裝置、左旋轉(zhuǎn)撲翼和右旋轉(zhuǎn)撲翼；操控系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)和飛行姿態(tài)操控系統(tǒng)；左旋轉(zhuǎn)撲翼由左主軸、左轉(zhuǎn)臂、左翼片、左翼軸、左導(dǎo)向桿和左導(dǎo)向器組成；右旋轉(zhuǎn)撲翼由右主軸、右轉(zhuǎn)臂、右翼片、右翼軸、右導(dǎo)向桿和右導(dǎo)向器組成；左旋轉(zhuǎn)撲翼和右旋轉(zhuǎn)撲翼結(jié)構(gòu)相同，它們分別對稱布置于機(jī)身的左右兩側(cè)，并由兩臺相同的發(fā)動機(jī)分別單獨驅(qū)動，該飛行器可垂直升降和懸停，機(jī)動靈活。帶上拍攝設(shè)備可用于航拍、地理測量、交通執(zhí)勤、軍事偵查和搶險救災(zāi)等多種任務(wù)。
【專利說明】一種旋轉(zhuǎn)撲翼飛行器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種旋轉(zhuǎn)撲翼飛行器，屬飛行器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種撲翼飛行器。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)撲翼飛行器采用的升力裝置是傳統(tǒng)的撲翼機(jī)構(gòu)，由曲軸連桿驅(qū)動，撲翼作上下?lián)鋭赢a(chǎn)生升力，效率較低，對撲翼的疲勞強(qiáng)度要求較高，較難產(chǎn)生很大的升力，很難垂直升降和空中懸停，且機(jī)動性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述傳統(tǒng)飛行器的不足，本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)撲翼飛行器，撲翼作旋轉(zhuǎn)運動，能垂直升降和懸停，采用左右撲翼獨立驅(qū)動及控制方式，機(jī)動性強(qiáng)。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種旋轉(zhuǎn)撲翼飛行器包括機(jī)身、起落架、動力系統(tǒng)和操控系統(tǒng)。動力系統(tǒng)包括兩臺相同的發(fā)動機(jī)及其齒輪減速器、調(diào)速裝置、左旋轉(zhuǎn)撲翼和右旋轉(zhuǎn)撲翼；操控系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)和飛行姿態(tài)操作系統(tǒng)；左旋轉(zhuǎn)撲翼和右旋轉(zhuǎn)撲翼結(jié)構(gòu)相同，它們分別對稱布置于機(jī)身的左右兩側(cè)，并由兩臺相同的發(fā)動機(jī)即左發(fā)動機(jī)和右發(fā)動機(jī)分別單獨驅(qū)動，該飛行器可垂直升降和懸停，機(jī)動靈活。
[0005]左旋轉(zhuǎn)撲翼由左主軸、左轉(zhuǎn)臂、左翼片、左翼軸、左導(dǎo)向桿和左導(dǎo)向器組成；右旋轉(zhuǎn)撲翼由右主軸、右轉(zhuǎn)臂、右翼片、右翼軸、右導(dǎo)向桿和右導(dǎo)向器組成；左主軸連接左發(fā)動機(jī)的齒輪減速器，右主軸連接右發(fā)動機(jī)的齒輪減速器。
[0006]左旋轉(zhuǎn)撲翼的具體結(jié)構(gòu)是:左主軸的一端通過滾動軸承與機(jī)身相連，左轉(zhuǎn)臂的一端與左主軸的另一端垂直固連，左轉(zhuǎn)臂的另一端與左翼軸的一端垂直固連，左翼軸、左轉(zhuǎn)臂和左主軸處于同一平面內(nèi)；左翼軸的另一端通過軸承與左翼片相連于靠近左翼片的前緣處，左翼軸與左翼片的前緣平行，左翼片能繞左翼軸靈活轉(zhuǎn)動，左翼軸不能作軸向直線運動；左翼片的靠近左轉(zhuǎn)臂的端面即左翼片的根部端面與左翼片的前緣垂直，左導(dǎo)向桿的一端與左翼片固連于該端面弦線與后緣的交匯處，左導(dǎo)向桿在該端面弦線向后的延長線上且與左翼軸垂直，左導(dǎo)向桿的另一端穿過左導(dǎo)向器；左導(dǎo)向器由左直線軸承和左關(guān)節(jié)軸承組合而成，左直線軸承固定鑲?cè)胱箨P(guān)節(jié)軸承內(nèi)；左導(dǎo)向桿插入左導(dǎo)向器的左直線軸承內(nèi)，左導(dǎo)向桿能在左直線軸承內(nèi)靈活作往復(fù)直線運動，并隨著左直線軸承一起能繞左導(dǎo)向器的左關(guān)節(jié)軸承中心轉(zhuǎn)擺；左導(dǎo)向器通過左關(guān)節(jié)軸承的外殼與機(jī)身相連；在操控系統(tǒng)的控制下，左導(dǎo)向器能在與左轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)平面平行的過左導(dǎo)向桿的平面內(nèi)轉(zhuǎn)擺移動；左導(dǎo)向桿的長度足夠確保插入左導(dǎo)向器的一端始終在左導(dǎo)向器內(nèi)而不脫落。
[0007]左旋轉(zhuǎn)撲翼的工作原理是:左發(fā)動機(jī)的動力經(jīng)減速后傳遞給左主軸，左主軸轉(zhuǎn)動帶動左轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)，左轉(zhuǎn)臂帶動左翼軸旋轉(zhuǎn)，在左翼軸的牽引下左翼片旋轉(zhuǎn)撲動，由于左導(dǎo)向桿和左導(dǎo)向器的控制，左翼片旋轉(zhuǎn)時其攻角在一個工作周期即旋轉(zhuǎn)一圈內(nèi)會發(fā)生有規(guī)律的變化，符合高升力機(jī)制，有利于產(chǎn)生推力。為了較高的撲動效率和左翼片能靈活撲動，左導(dǎo)向器接近左翼軸的旋轉(zhuǎn)圓周安裝，但左導(dǎo)向器到左主軸之間的距離大于左轉(zhuǎn)臂長度與左翼片的最大弦長之和。由于左導(dǎo)向器接近左翼軸的旋轉(zhuǎn)圓周，在一個周期內(nèi)，左翼片下?lián)洚a(chǎn)生的效果遠(yuǎn)大于上撲，產(chǎn)生升力的效率較高。改變左翼片的轉(zhuǎn)速會改變推力的大小；推力的方向是通過改變左導(dǎo)向器與左主軸的相對高度來實現(xiàn)的。
[0008]右旋轉(zhuǎn)撲翼的具體結(jié)構(gòu)和工作原理與左旋轉(zhuǎn)撲翼的相同。
[0009]起落架除起支撐機(jī)身方便起降作用外還起反扭力平衡作用。
[0010]本發(fā)明有這些優(yōu)點:由于左翼片和右翼片都作圓周轉(zhuǎn)動，對材料的疲勞強(qiáng)度要求不高；由于使用兩個電機(jī)分別驅(qū)動左旋轉(zhuǎn)撲翼和右旋轉(zhuǎn)撲翼，機(jī)動性強(qiáng)，控制比較靈活，適應(yīng)于較復(fù)雜的環(huán)境。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明一種旋轉(zhuǎn)撲翼飛行器的主視示意圖；圖2是圖1的左視圖。
[0012]圖中:1_機(jī)身；2_起落架；3_動力系統(tǒng)；31-左發(fā)動機(jī)；32_右發(fā)動機(jī)；4-操控系統(tǒng)；5_左旋轉(zhuǎn)撲翼；6_右旋轉(zhuǎn)撲翼；51_左主軸；52_左轉(zhuǎn)臂；53_左翼片；54_左翼軸；55-左導(dǎo)向桿；56_左導(dǎo)向器；561_左直線軸承；562_左關(guān)節(jié)軸承；圖2中大的帶箭頭的虛線圓表示左翼軸54的旋轉(zhuǎn)軌跡和轉(zhuǎn)動方向。
【具體實施方式】
[0013]現(xiàn)結(jié)合附圖1和附圖2舉例對本發(fā)明加以說明:一種旋轉(zhuǎn)撲翼飛行器包括機(jī)身1、起落架2、動力系統(tǒng)3和操控系統(tǒng)4。動力系統(tǒng)3包括左發(fā)動機(jī)31及其調(diào)速裝置、右發(fā)動機(jī)32及其調(diào)速裝置、左旋轉(zhuǎn)撲翼5和右旋轉(zhuǎn)撲翼6 ;操控系統(tǒng)4包括發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)和飛行姿態(tài)操控系統(tǒng)；左旋轉(zhuǎn)撲翼5和右旋轉(zhuǎn)撲翼6結(jié)構(gòu)相同，它們分別對稱布置于機(jī)身I的左右兩偵牝左旋轉(zhuǎn)撲翼5由左發(fā)動機(jī)31驅(qū)動，右旋轉(zhuǎn)撲翼6由右發(fā)動機(jī)32驅(qū)動；左發(fā)動機(jī)31和右發(fā)動機(jī)32結(jié)構(gòu)和參數(shù)都相同，它們的齒輪減速器及調(diào)速裝置也相同。該飛行器可垂直升降和懸停，效率較高，且機(jī)動靈活。
[0014]左旋轉(zhuǎn)撲翼5由左主軸51、左轉(zhuǎn)臂52、左翼片53、左翼軸54、左導(dǎo)向桿55和左導(dǎo)向器56組成；右旋轉(zhuǎn)撲翼由右主軸、右轉(zhuǎn)臂、右翼片、右翼軸、右導(dǎo)向桿和右導(dǎo)向器組成；左主軸51連接左發(fā)動機(jī)31的齒輪減速器，右主軸連接右發(fā)動機(jī)32的齒輪減速器。
[0015]左旋轉(zhuǎn)撲翼5的具體結(jié)構(gòu)是:左主軸51的一端通過滾動軸承與機(jī)身I相連，左轉(zhuǎn)臂52的一端與左主軸51的另一端垂直固連，左轉(zhuǎn)臂52的另一端與左翼軸54的一端垂直固連，左翼軸54、左轉(zhuǎn)臂52和左主軸51處于同一平面內(nèi)；左翼軸54的另一端通過軸承與左翼片53相連于靠近左翼片53的前緣處，左翼軸54與左翼片53的前緣平行，左翼片53能繞左翼軸54靈活轉(zhuǎn)動，左翼軸54不能作軸向直線運動；左翼片53的靠近左轉(zhuǎn)臂52的端面即左翼片53的根部端面與左翼片53的前緣垂直,左導(dǎo)向桿55的一端與左翼片53固連于該端面弦線與后緣的交匯處，左導(dǎo)向桿55在該端面弦線向后的延長線上且與左翼軸54垂直，左導(dǎo)向桿55的另一端穿過左導(dǎo)向器56 ;左導(dǎo)向器56由左直線軸承561固定鑲?cè)胱箨P(guān)節(jié)軸承562內(nèi)而構(gòu)成；左導(dǎo)向器56通過左關(guān)節(jié)軸承562的外殼與機(jī)身I相連；在操控系統(tǒng)4的控制下，左導(dǎo)向器56能在與左轉(zhuǎn)臂52旋轉(zhuǎn)平面平行的過左導(dǎo)向桿55的平面內(nèi)繞左主軸51的軸線轉(zhuǎn)擺移動；左導(dǎo)向桿55的長度足夠確保插入左導(dǎo)向器56的一端始終在左導(dǎo)向器56內(nèi)而不脫落。[0016]機(jī)身1、左翼片53和右翼片的骨架都采用碳纖維復(fù)合材料，強(qiáng)度高重量輕。左翼片53和右翼片呈直角梯形，類似充分展開了的鴿子的翅膀，它們的翼型均采用上凸下平型或上凸下凹型。這種結(jié)構(gòu)飛行時阻力很小，便于快速飛行。
[0017]左旋轉(zhuǎn)撲翼5的工作原理是:左發(fā)動機(jī)31的動力經(jīng)減速后傳遞給左主軸51，左主軸51轉(zhuǎn)動帶動左轉(zhuǎn)臂52旋轉(zhuǎn)，左轉(zhuǎn)臂52帶動左翼軸54旋轉(zhuǎn)，在左翼軸54的牽引下左翼片53旋轉(zhuǎn)撲動，由于左導(dǎo)向桿55和左導(dǎo)向器56的控制,左翼片53旋轉(zhuǎn)時其攻角在一個工作周期即旋轉(zhuǎn)一圈內(nèi)會發(fā)生有規(guī)律的變化，符合高升力機(jī)制，有利于產(chǎn)生推力。為了較高的撲動效率和左翼片53能靈活撲動，左導(dǎo)向器56接近左翼軸54的旋轉(zhuǎn)圓周安裝，但左導(dǎo)向器56到左主軸51之間的距離大于左轉(zhuǎn)臂52長度與左翼片53的最大弦長之和。由于左導(dǎo)向器56接近左翼軸54的旋轉(zhuǎn)圓周，在一個周期內(nèi)，左翼片53下?lián)洚a(chǎn)生的效果遠(yuǎn)大于上撲，產(chǎn)生升力的效率較高。改變左翼片53的轉(zhuǎn)速會改變推力的大?。煌屏Φ姆较蚴峭ㄟ^改變左導(dǎo)向器56與左主軸51的相對方位和高度來實現(xiàn)的。由于左翼片53和右翼片都作圓周轉(zhuǎn)動，對材料的疲勞強(qiáng)度要求不高。
[0018]右旋轉(zhuǎn)撲翼6的具體結(jié)構(gòu)和工作原理與左旋轉(zhuǎn)撲翼5的相同。
[0019]本發(fā)明一種旋轉(zhuǎn)撲翼飛行器的左發(fā)動機(jī)和右發(fā)動機(jī)采用內(nèi)燃機(jī)或電動機(jī)，采用電動機(jī)時由方便充電的鋰電池供電。
[0020]下面就該發(fā)明一種旋轉(zhuǎn)撲翼飛行器的飛行狀態(tài)對該發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0021]起飛:起動左發(fā)動機(jī)和右發(fā)動機(jī)，驅(qū)動左旋轉(zhuǎn)撲翼5和右旋轉(zhuǎn)撲翼6撲動，利用操控系統(tǒng)4調(diào)整左導(dǎo)向器56和右導(dǎo)向器的高度,使左旋轉(zhuǎn)撲翼5和右旋轉(zhuǎn)撲翼6產(chǎn)生的合力向上，當(dāng)左發(fā)動機(jī)和右發(fā)動機(jī)輸出功率達(dá)到一定值時，升力大于機(jī)體重量，該旋轉(zhuǎn)撲翼飛行器垂直升空。
[0022]前飛:起飛后，將左導(dǎo)向器56和右導(dǎo)向器同時向前上方移動，推力方向?qū)⑾蚯吧戏?，同時提高左發(fā)動機(jī)和右發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速使推力的垂直向上方向的分力等于機(jī)體重量，便于向前平飛。
[0023]后飛:在空中飛行時，將左導(dǎo)向器56和右導(dǎo)向器同時向下方移動，使得推力方向向后上方，并同時調(diào)整左發(fā)動機(jī)和右發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速使推力的垂直向上方向的分力等于機(jī)體重量，實現(xiàn)向后平飛。
[0024]轉(zhuǎn)彎飛行:在前飛時，可以通過提高右發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速實現(xiàn)左轉(zhuǎn)彎飛行；可以通過提高左發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速實現(xiàn)右轉(zhuǎn)彎飛行。
[0025]懸停:在空中飛行時，將左導(dǎo)向器56和右導(dǎo)向器調(diào)整至適當(dāng)?shù)耐瑯拥母叨任恢?，調(diào)整好左發(fā)動機(jī)和右發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，使得左旋轉(zhuǎn)撲翼5和右旋轉(zhuǎn)撲翼6產(chǎn)生的合力垂直向上且等于機(jī)體重量，消除飛行慣性后該飛行器將處于懸停位置。
[0026]降落:將該飛行器調(diào)整至懸停位置后，慢慢同時降低左發(fā)動機(jī)和右發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，該飛行器將緩緩垂直降落。
[0027]由于采用兩臺發(fā)動機(jī)分別單獨驅(qū)動左旋轉(zhuǎn)撲翼和右旋轉(zhuǎn)撲翼，本發(fā)明一種旋轉(zhuǎn)撲翼飛行器比較方便實現(xiàn)側(cè)滾和懸停轉(zhuǎn)向。
[0028]以上說明是在沒有氣流干擾的工況下作出的，如果有氣流干擾的存在，則應(yīng)根據(jù)氣流的方向和流速進(jìn)行修偏。
[0029]本發(fā)明一種旋轉(zhuǎn)撲翼飛行器帶上拍攝設(shè)備可用于航拍、地理測量、交通執(zhí)勤、軍事偵查和搶險救災(zāi)等多種任務(wù)。
【權(quán)利要求】
1.一種旋轉(zhuǎn)撲翼飛行器，包括機(jī)身(I)、起落架(2)、動力系統(tǒng)(3)和操控系統(tǒng)(4)，其特征在于:動力系統(tǒng)(3)包括兩臺相同的發(fā)動機(jī)及其齒輪減速器、調(diào)速裝置、左旋轉(zhuǎn)撲翼(5)和右旋轉(zhuǎn)撲翼(6);操控系統(tǒng)(4)包括發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)和飛行姿態(tài)操作系統(tǒng)；左旋轉(zhuǎn)撲翼(5)和右旋轉(zhuǎn)撲翼(6)結(jié)構(gòu)相同，它們分別對稱布置于機(jī)身(I)的左右兩側(cè)，并由兩臺相同的發(fā)動機(jī)即左發(fā)動機(jī)(31)和右發(fā)動機(jī)(32 )分別單獨驅(qū)動；左旋轉(zhuǎn)撲翼(5 )由左主軸(51)、左轉(zhuǎn)臂(52)、左翼片(53)、左翼軸(54)、左導(dǎo)向桿(55)和左導(dǎo)向器(56)組成；右旋轉(zhuǎn)撲翼(6)由右主軸、右轉(zhuǎn)臂、右翼片、右翼軸、右導(dǎo)向桿和右導(dǎo)向器組成；左主軸(51)連接左發(fā)動機(jī)(31)的齒輪減速器，右主軸連接右發(fā)動機(jī)(32)的齒輪減速器；左主軸(51)的一端通過滾動軸承與機(jī)身(I)相連，左轉(zhuǎn)臂(52)的一端與左主軸(51)的另一端垂直固連，左轉(zhuǎn)臂(52)的另一端與左翼軸(54)的一端垂直固連，左翼軸(54)、左轉(zhuǎn)臂(52)和左主軸(51)處于同一平面內(nèi)；左翼軸(54)的另一端通過軸承與左翼片(53)相連于靠近左翼片(53)的前緣處，左翼軸(54)與左翼片(53)的前緣平行，左翼片(53)能繞左翼軸(54)靈活轉(zhuǎn)動；左翼片(53)的靠近左轉(zhuǎn)臂(52)的端面與左翼片(53)的前緣垂直，左導(dǎo)向桿(55)的一端與左翼片(53)固連于該端面弦線與后緣的交匯處，左導(dǎo)向桿(55)在該端面弦線向后的延長線上且與左翼軸(54)垂直,左導(dǎo)向桿(55)的另一端穿過左導(dǎo)向器(56);左導(dǎo)向器(56)由左直線軸承(561)和左關(guān)節(jié)軸承(562)組合而成，左直線軸承(561)固定鑲?cè)胱箨P(guān)節(jié)軸承(562)內(nèi)；左導(dǎo)向桿(55)插入左導(dǎo)向器(56)的左直線軸承(561)內(nèi)，左導(dǎo)向桿(55)能在左直線軸承(561)內(nèi)靈活作往復(fù)直線運動，并隨著左直線軸承(561)—起能繞左導(dǎo)向器(56)的左關(guān)節(jié)軸承(562)中心轉(zhuǎn)擺；左導(dǎo)向器(56)通過左關(guān)節(jié)軸承(562)的外殼與機(jī)身(I)相連；在操控系統(tǒng)的控制下，左導(dǎo)向器(56)能在與左轉(zhuǎn)臂(52)旋轉(zhuǎn)平面平行的過左導(dǎo)向桿(55)的平面內(nèi)轉(zhuǎn)擺移動；左翼片(53)和右翼片的翼型均采用上凸下平型或上凸下凹型；左旋轉(zhuǎn)撲翼(5)和右旋轉(zhuǎn)撲翼(6)的工作原理相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)撲翼飛行器，其特征在于:左發(fā)動機(jī)(31)和右發(fā)動機(jī)(52)均采用電動機(jī)，由方便充電的鋰電池供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)撲翼飛行器，其特征在于:機(jī)身(I)、左翼片(53)和右翼片的骨架采用碳纖維復(fù)合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)撲翼飛行器，其特征在于:左翼片(53)和右翼片呈直角梯形，類似充分展開了的鴿子的翅膀。
【文檔編號】B64C33/00GK103991548SQ201410234397
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】王志成 申請人:佛山市神風(fēng)航空科技有限公司