一種帶彈簧的旋轉撲翼飛行器的制造方法
【專利摘要】一種帶彈簧的旋轉撲翼飛行器，屬飛行器【技術領域】。它由機身、起落架、能源系統、控制系統、左旋轉撲翼和右旋轉撲翼組成。能源系統包括兩個相同電機、方便充電的鋰電池、兩套相同的減速齒輪組及調速裝置；控制系統包括無線電遙控發射器、接收器和舵機。左旋轉撲翼和右旋轉撲翼結構相同，它們分別對稱布置于機身的左右兩側在兩個電機分別驅動下提供推力，該飛行器可垂直升降和懸停。旋轉撲翼由左主軸、左轉臂、左翼片、左翼軸、左彈簧和左掛鉤組成；右旋轉撲翼由右主軸、右轉臂、右翼片、右翼軸、右彈簧和右掛鉤組成；結構簡單，效率較高，靈活機動。帶上拍攝設備可用于航拍、地理測量、交通執勤、軍事偵查和搶險救災等多種任務。
【專利說明】一種帶彈簧的旋轉撲翼飛行器【技術領域】
[0001]一種帶彈簧的旋轉撲翼飛行器，涉及飛行器【技術領域】，尤其涉及一種撲翼飛行器。【背景技術】
[0002]傳統撲翼飛行器采用的升力裝置是傳統的撲翼機構，由曲軸連桿驅動，撲翼作上下撲動產生升力，效率較低，對撲翼的疲勞強度要求較高，較難產生很大的升力，且很難垂直升降和空中懸停；傳統的撲翼飛行器采用單個發動機，雖結構簡單重量輕，但機動性較差。
【發明內容】
[0003]為了克服上述傳統撲翼飛行器的不足，本發明提供了一種帶彈簧的旋轉撲翼飛行器，翼片作旋轉運動，能垂直升降和懸停，且具良好的機動性。
[0004]本發明采用如下技術方案:一種帶彈簧的旋轉撲翼飛行器包括機身、起落架、能源系統、控制系統、左旋轉撲翼和右旋轉撲翼。能源系統包括兩個相同的電機、方便充電的鋰電池、兩套相同的減速齒輪組及調速裝置；控制系統包括無線電遙控發射器、接收器和舵機；左旋轉撲翼和右旋轉撲翼結構相同，它們分別對稱布置于機身的左右兩側由兩個相同的電機分別驅動提供推力，該飛行器可垂直升降和懸停，且具良好的機動性。
[0005]左旋轉撲翼由左主軸、左轉臂、左翼片、左翼軸、左彈簧和左掛鉤組成；右旋轉撲翼由右主軸、右轉臂、右翼片、右翼軸、右彈簧和右掛鉤組成；兩個相同電機的動力分別通過兩組相同的減速齒輪組分別傳遞給左主軸和右主軸，分別驅動左旋轉撲翼和右旋轉撲翼，靈活機動。
[0006]左旋轉撲翼的具體結構是:左主軸的一端通過軸承與機身相連，左轉臂的一端與左主軸的另一端垂直固連，左轉臂的另一端與左翼軸的一端垂直固連，左翼軸、左轉臂和左主軸處于同一平面內；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動；左翼片的靠近左轉臂的端面即左翼片的根部端面與左翼片的前緣垂直，左彈簧的一端與左翼片固連于該端面弦線的最后端，左彈簧的另一端通過左掛鉤與機身相連；在控制系統的控制下，左掛鉤能在過左翼片的根部端面的與左轉臂旋轉平面平行的平面內繞控制系統的舵機轉擺移動；左掛鉤到左主軸的距離大于轉臂長度、左翼片的最大弦長和左彈簧的原始長度三者之和。
[0007]機身、左翼片和右翼片的骨架都采用碳纖維復合材料，強度高重量輕。左翼片和右翼片是剛性的，且均呈直角三角形。
[0008]起落架由三根支架組成前三點式起落架，每根支架由細鋼絲和小海棉球組成，小海棉球著陸時起緩沖作用，起落架還起反扭力平衡作用
左旋轉撲翼的工作原理是:一個電機的動力經減速后傳遞給左主軸，左主軸轉動帶動左轉臂旋轉，左轉臂帶動左翼軸旋轉，在左翼軸的牽引下左翼片旋轉，由于左彈簧的控制，左翼片旋轉時其攻角在一個工作周期即旋轉一圈內會按照不同的轉速發生有規律的變化，符合高升力機制，有利于產生推力。由于左掛鉤靠近左翼軸的旋轉圓周，在一個周期內，左翼片下撲產生的效果遠大于上撲，產生升力的效率較高。改變轉速會改變推力的大小；推力的方向是通過改變左掛鉤與左主軸的相對高度來實現的。
[0009]右旋轉撲翼的具體結構與左旋轉撲翼的具體結構相同；右旋轉撲翼的工作原理與左旋轉撲翼的工作原理也相同。該結構簡單，效率較高。由于左翼片和右翼片都作圓周轉動，對材料的疲勞強度要求不高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明一種帶彈簧的旋轉撲翼飛行器的主視示意圖；圖2是圖1的左視圖。
[0011]圖中:1_機身；2_起落架；3_能源系統；4_控制系統；5_左旋轉撲翼；6_右旋轉撲翼；51_左主軸；52_左轉臂；53_左翼片；54_左翼軸；55_左彈簧；56_左掛鉤。圖2中大的帶箭頭的虛線圓表示左翼軸54的旋轉軌跡和轉動方向。
【具體實施方式】
[0012]現結合附圖1和附圖2舉例對本發明加以說明:一種帶彈簧的旋轉撲翼飛行器包括機身1、起落架2、能源系統3、控制系統4、左旋轉撲翼5和右旋轉撲翼6。能源系統3包括兩個相同的電機、方便充電的鋰電池、兩套相同的減速齒輪組及調速裝置；控制系統4包括無線電遙控發射器、接收器和舵機；左旋轉撲翼5和右旋轉撲翼6結構相同，它們分別對稱布置于機身I的左右兩側由兩個相同的電機分別驅動提供推力，該飛行器可垂直升降和懸停，且具良好的機動性。
[0013]左旋轉撲翼5由左主軸51、左轉臂52、左翼片53、左翼軸54、左彈簧55和左掛鉤56組成；右旋轉撲翼由右主軸、右轉臂、右翼片、右翼軸、右彈簧和右掛鉤組成；兩個相同電機的動力分別通過兩組相同的減速齒輪組分別傳遞給左主軸51和右主軸，分別驅動左旋轉撲翼5和右旋轉撲翼6,靈活機動。
[0014]左旋轉撲翼5的具體結構是:左主軸51的一端通過軸承與機身I相連，左轉臂52的一端與左主軸51的另一端垂直固連，左轉臂52的另一端與左翼軸54的一端垂直固連，左翼軸54、左轉臂52和左主軸51處于同一平面內；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靈活轉動；左翼片53的靠近左轉臂52的端面即左翼片53的根部端面與左翼片53的前緣垂直，左彈簧55的一端與左翼片53固連于該端面弦線的最后端，左彈簧53的另一端通過左掛鉤56與機身I相連；在控制系統4的控制下，左掛鉤56能在過左翼片53的根部端面的與左轉臂52旋轉平面平行的平面內繞控制系統4的舵機轉擺移動；左掛鉤56到左主軸51的距離大于左轉臂52長度、左翼片53的最大弦長和左彈簧55的原始長度三者之和。
[0015]機身1、左翼片53和右翼片的骨架都采用碳纖維復合材料，強度高重量輕。左翼片53和右翼片是剛性的，且均呈直角三角形。
[0016]起落架2由三根支架組成前三點式起落架，每根支架由細鋼絲和小海棉球組成，小海棉球著陸時起緩沖作用，起落架還起反扭力平衡作用。
[0017]左旋轉撲翼5的工作原理是:一個電機的動力經減速后傳遞給左主軸51，左主軸51轉動帶動左轉臂52旋轉，左轉臂52帶動左翼軸54旋轉，在左翼軸54的牽引下左翼片53旋轉，由于左彈簧55的控制，左翼片53旋轉時其攻角在一個工作周期即旋轉一圈內會按照不同的轉速發生有規律的變化，符合高升力機制，有利于產生推力。由于左掛鉤56靠近左翼軸54的旋轉圓周，在一個周期內，左翼片53下撲產生的效果遠大于上撲，產生升力的效率較高。改變轉速會改變推力的大小；推力的方向是通過改變左掛鉤56與左主軸51的相對高度來實現的。
[0018]右旋轉撲翼6的具體結構與左旋轉撲翼5的具體結構相同；右旋轉撲翼6的工作原理與左旋轉撲翼5的工作原理也相同。該結構簡單，效率較高。由于左翼片53和右翼片都作圓周轉動，對材料的疲勞強度要求不高。
[0019]下面就該發明一種帶彈簧的旋轉撲翼飛行器的飛行狀態對該發明作進一步說明。
[0020]起飛:同時起動兩個電機，分別驅動左旋轉撲翼5和右旋轉撲翼6撲動，利用控制系統4同時調整左掛鉤56和右掛鉤的高度，使左旋轉撲翼5和右旋轉撲翼6產生的合力向上，當兩個電機轉速達到一定值時，升力大于機體重量，該帶彈簧的旋轉撲翼飛行器垂直升空。
[0021]前飛:起飛后，將左掛鉤56和右掛鉤同時向前上方移動，推力方向將向前上方，同時提高兩個電機轉速使推力的垂直向上方向的分力等于機體重量，該帶彈簧的旋轉撲翼飛行器向前平飛。
[0022]后飛:在空中飛行時，將左掛鉤56和右掛鉤同時向下方移動，使得推力方向向后上方，同時調整兩個電機轉速使推力的垂直向上方向的分力等于機體重量，實現向后平飛。
[0023]轉彎飛行:在前飛時，單獨將右掛鉤往前上方移動，并適當提高驅動右旋轉撲翼的電機的轉速，該帶彈簧的旋轉撲翼飛行器將向左轉彎；單獨將左掛鉤56往前上方移動，并適當提高驅動左旋轉撲翼的電機的轉速，該帶彈簧的旋轉撲翼飛行器將向右轉彎。
[0024]懸停:在空中飛行時，將左掛鉤56和右掛鉤調整至適當的同樣的高度位置，同時調整好兩個電機的轉速，使得左旋轉撲翼5和右旋轉撲翼6產生的合力垂直向上且等于機體重量，通過微調消除飛行慣性后該帶彈簧的旋轉撲翼飛行器將處于懸停位置。
[0025]懸停轉向:在懸停時，單獨將右掛鉤往前上方移動小許，并適當提高驅動右旋轉撲翼6的電機的轉速，使得右旋轉撲翼6產生的向上的分力等于左旋轉撲翼5的升力即整機重量的一半，此時該帶彈簧的旋轉撲翼飛行器將在懸停時向左轉向，即從上往下看該帶彈簧的旋轉撲翼飛行器在高度不變的情況下逆時針旋轉；單獨將左掛鉤56往前上方移動小許，并適當提高驅動左旋轉撲翼5的電機的轉速，使得左旋轉撲翼5產生的向上的分力等于右旋轉撲翼6的升力即整機重量的一半，此時該帶彈簧的旋轉撲翼飛行器將在懸停時向右轉向，即從上往下看該帶彈簧的旋轉撲翼飛行器在高度不變的情況下順時針旋轉。
[0026]降落:將該帶彈簧的旋轉撲翼飛行器調整至懸停位置后，慢慢同時降低兩個電機的轉速，同時微調左掛鉤56和右掛鉤的高度該帶彈簧的旋轉撲翼飛行器可緩緩垂直降落。
[0027]由于本發明技術方案采用兩個相同電機分別單獨驅動左旋轉撲翼和右旋轉撲翼，本發明一種帶彈簧的旋轉撲翼飛行器比較方便實現側滾，機動性強。
[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，則應根據氣流的方向和流速進行修偏。
[0029]本發明一種帶彈簧的旋轉撲翼飛行器帶上拍攝設備可用于航拍、地理測量、交通執勤、軍事偵查和搶險救災等多種任務。
【權利要求】
1.一種帶彈簧的旋轉撲翼飛行器包括機身(I)、起落架(2)、能源系統(3)、控制系統(4)、左旋轉撲翼(5)和右旋轉撲翼(6),其特征在于:能源系統(3)包括兩個相同電機、方便充電的鋰電池、兩套相同的減速齒輪組及調速裝置；控制系統(4)包括無線電遙控發射器、接收器和舵機；左旋轉撲翼(5)和右旋轉撲翼(6)結構相同，它們分別對稱布置于機身(I)的左右兩側；左旋轉撲翼(5)由左主軸(51)、左轉臂(52)、左翼片(53)、左翼軸(54)、左彈簧(55)和左掛鉤(56)組成；右旋轉撲翼由右主軸、右轉臂、右翼片、右翼軸、右彈簧和右掛鉤組成；兩個相同電機的動力分別通過兩組相同的減速齒輪組分別傳遞給左主軸(51)和右主軸，分別驅動左旋轉撲翼(5)和右旋轉撲翼(6);左主軸(51)的一端通過軸承與機身(I)相連，左轉臂(52)的一端與左主軸(51)的另一端垂直固連，左轉臂(52)的另一端與左翼軸(54)的一端垂直固連,左翼軸(54)、左轉臂(52)和左主軸(51)處于同一平面內；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)的靠近左轉臂(52)的端面與前緣垂直，左彈簧(55)的一端與左翼片(53)固連于該端面弦線的最后端，左彈簧(55)的另一端通過左掛鉤(56)與機身(I)相連；在控制系統(4)的控制下，左掛鉤(55)能在過左翼片(53)的根部端面的與左轉臂(52)旋轉平面平行的平面內繞控制系統(4)的舵機轉擺移動；左掛鉤(56)到左主軸(5)的距離大于左轉臂(52)長度、左翼片(53)的最大弦長和左彈簧(55)的原始長度三者之和；左翼片(53)和右翼片是剛性的，且均呈直角三角形。
2.根據權利要求1所述的一種帶彈簧的旋轉撲翼飛行器，其特征在于:機身(I)、左翼片(53)和右翼片的骨架采用碳纖維復合材料。
3.根據權利要求1所述的一種帶彈簧的旋轉撲翼飛行器，其特征在于:起落架(2)起反扭力平衡作用。
【文檔編號】B64C33/02GK103991543SQ201410234063
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】王志成 申請人:佛山市神風航空科技有限公司