一種撲翼機用的翅膀及具有該翅膀的人力撲翼機的制作方法

本實用新型涉及飛行器技術領域，尤其涉及一種撲翼機用的翅膀及具有該翅膀的人力撲翼機。

背景技術：

一直以來，人們都渴望能像鳥一樣有對翅膀進行自由的飛翔，于是各種飛行器應運而生。其中固定翼飛機、旋翼機早已獲得了成功，并應用于人們的生活中。然而，撲翼飛行被認為是效率更高的飛行方式，而大自然中幾乎所有飛行生物都采用撲翼式飛行似乎也印證了這點。但是，人們研究了這么多年撲翼機，卻一直沒有真正實現。

撲翼機是指機翼能像鳥和昆蟲翅膀那樣上下撲動的重于空氣的航空器，又稱振翼機。撲動的機翼不僅產生升力，還產生向前的推動力。目前，現有的撲翼機為了保證足夠的提升力，通常離不開機械動力的輔助；極個別純人工動力的飛行，雖也有了起飛，可又因機翼超大笨重，加上人體體能極限，終也不堪重負。

技術實現要素：

(一)要解決的技術問題

本實用新型要解決的技術問題是提供了一種撲翼機用的翅膀及具有該翅膀的人力撲翼機，體小量輕、操作方便、安全可靠，能為撲翼機的升空提供足夠大的推動力，使撲翼機實現撲翼式飛行。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種撲翼機用的翅膀，包括支架組件和機翼艙，所述支架組件設置于機翼艙的內部，以帶動所述機翼艙上下來回撲動；所述機翼艙的正面和背面分別設有進氣孔和排氣孔，所述進氣孔的直徑大于排氣孔的直徑。

進一步的，還包括多個涵道風扇，多個所述涵道風扇固定于支架組件上，且貫穿所述機翼艙的正面和背面中的至少一面；每個所述涵道風扇之間均通過支架組件連接。

進一步的，多個所述涵道風扇沿機翼艙的長度方向和高度方向呈直線均勻分布。

進一步的，各個所述涵道風扇的出風口所對的機翼艙上分別均勻的設有多個進風孔。

進一步的，所述涵道風扇包括風扇軸和連接線，所述風扇軸上設有回力裝置，所述連接線與風扇軸連接，以拉動所述風扇軸使其轉動。

進一步的，還包括多個浮力袋，多個所述浮力袋分別固定于支架組件上。

進一步的，所述支架組件包括支撐主桿、機艙架和操縱線索，所述支撐主桿用于帶動機翼艙上下來回撲動，所述機艙架成桁架結構布設于支撐主桿的周圍；所述操縱線索通過拉鎖環沿支撐主桿的長度方向固定。

進一步的，所述支架組件還包括支撐副桿，所述支撐主桿和支撐副桿的一端固定連接，另一端順次通過多個拉力簧連接。

進一步的，該翅膀的材質為輕型結構材料，所述輕型結構材料包括塑料、木材或金屬中的一種或幾種組合。

本實用新型還提供了一種人力撲翼機，包括對稱設置的兩個如上所述的撲翼機用的翅膀，兩個所述翅膀之間通過背帶包可拆卸的連接。

(三)有益效果

本實用新型的上述技術方案具有以下有益效果：本實用新型的撲翼機用的翅膀包括支架組件和機翼艙，支架組件設置于機翼艙的內部，以帶動機翼艙上下來回撲動；機翼艙的正面和背面分別設有進氣孔和排氣孔，進氣孔的直徑大于排氣孔的直徑。該撲翼機用的翅膀及具有該翅膀的人力撲翼機具有體小量輕、操作方便、安全可靠等特點，在機翼艙上下來回撲動時，機翼艙的正面和背面的內外空氣分別形成的空氣對流之間具有壓力差，從而為該翅膀提供足夠的提升力，當使用者在原地或助跑中操縱該人力撲翼機的翅膀上下撲動時，由空氣對流形成的壓力差產生的提升力與阻力差產生的提升力相結合，使得該人力撲翼機能利用足夠的提升力帶動使用者升空，從而實現人力撲翼式飛行；并且，該翅膀與背帶包之間、以及翅膀的各組件之間均為可拆卸式連接，因此可以便于快速組裝和拆卸，以便于攜帶和運輸；此外，該撲翼機用的翅膀及具有該翅膀的人力撲翼機的制造成本較低，經濟實惠，適用于不同人群，是一種可作為出行工具或運動娛樂使用的飛行棋，其具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的人工撲翼機的正面的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例的人工撲翼機的背面的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例的撲翼機用的翅膀的正面的結構示意圖；

圖4為本實用新型實施例的撲翼機用的翅膀的背面的結構示意圖；

圖5為本實用新型實施例的涵道風扇的結構示意圖；

圖6為本實用新型實施例的架體結構的結構示意圖；

圖7為本實用新型實施例的支撐主桿的分拆示意圖；

圖8為本實用新型實施例的支撐主桿的組裝示意圖；

圖9為本實用新型實施例的支撐副桿的一種組裝示意圖；

圖10為本實用新型實施例的支撐副桿的另一種組裝示意圖；

圖11為本實用新型實施例的固定鎖的安裝示意圖。

其中，1、機翼艙；2、機艙架；3、支撐主桿；4、涵道風扇；5、背帶包；6、浮力袋；7、操縱線索；8、手臂固定環；9、連接線；10、身體固定帶環；11、支撐副桿；12、拉力簧；13、卡鎖；14、拉索環；15、固定栓；16、進氣孔；17、裝飾品；18、輸氣孔；19、腳帶固定環；20、腳帶；21、走線管；22、進風孔；23、連線孔；24、回力裝置；25、排氣孔；26、固定鎖；27、螺絲孔；28、密封墊；29、固定螺絲；30、固定沿；31、安裝口；32、固定連接控制裝置；33、固定環帶；34、固定環孔；35浮力袋沾系區；36、螺紋頭；37、螺紋孔。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不能用來限制本實用新型的范圍。

在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。術語“上”、“下”、“左”、“右”、“內”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

本實施例所述的撲翼機用的翅膀及人工撲翼機的各個組件均為可拆卸結構，以便于拆裝和運輸，運輸時可以將該翅膀自人工撲翼機上拆下折疊后，放入家用轎車內運輸。

如圖1所示，該撲翼機用的翅膀包括支架組件和機翼艙1，支架組件設置于機翼艙1的內部，以帶動機翼艙1上下來回撲動，本實施例中，以使用者穿戴該人力撲翼機時，使用者面向的方向為前方，則翅膀與使用者同向為機翼艙1的正面，反向為機翼艙1的背面；機翼艙1的正面和背面分別設有進氣孔16和排氣孔25，進氣孔16的直徑大于排氣孔25的直徑，在機翼艙1上下來回撲動時，機翼艙1的正面和背面的內外空氣分別形成的空氣對流之間具有壓力差，從而為該翅膀提供足夠的提升力，當使用者在原地或助跑中操縱該人力撲翼機的翅膀上下撲動時，由空氣對流形成的壓力差產生的提升力與阻力差產生的提升力相結合，使得該人力撲翼機能利用足夠的提升力帶動使用者升空，從而實現人力撲翼式飛行。

為了保證機翼艙1內部有合適的空間產生空氣對流，優選機翼艙1 的正面和背面之間的距離為10～20cm，進一步優選為12cm。本實施例的機翼艙1為倒置的梯形，其上邊長大于下邊長，有益于機翼艙1上的各個部件設置并有效擴大機翼艙1的正面和背面與空氣的接觸面積；除了梯形外，機翼艙1也可以為其他形狀，只要滿足和翅膀形狀接近，能夠減少空氣阻力即可。為了美觀，以機翼艙1靠近使用者身體的一側為內側，反之為外側，在機翼艙1的外側端部和機翼艙1的下方分別設有裝飾品17，使得該翅膀整體為三角蝙蝠形，也可以設計為其他外形，該外形設計也應當以減少空氣阻力為主。優選該機翼艙1的最大長度與最大高度之比為6:5～9:5，本實施例中，該機翼艙1的最大長度優選為1.2～1.8m，進一步優選為1.5m；該機翼艙1的最大高度為1.0m～1.4m，進一步優選為1.1m。

本實施例中，機翼艙1的正面均勻的分布有多個進氣孔16，背面均勻的分布有多個排氣孔25，進氣孔16的直徑優選為5～20mm，排氣孔25的直徑優選為2～8mm，應滿足機翼艙1的進氣孔16的直徑大于排氣孔25的直徑，從而使進入機翼艙1的空氣比排出的空氣多，在機翼艙1的上下形成阻力差，且由于進氣孔16和排氣孔25的直徑不同，當通過固定在支撐主桿3上的操縱線索7拉動支架組件時，機翼艙1能夠由人力控制上下來回撲動，在撲動時會導致機翼艙1的正面和背面的內外空氣分別形成的空氣對流之間具有壓力差，從而為該翅膀提供足夠的提升力，與機翼艙1上下形成的阻力差產生的提升力相結合，可以使得人力撲翼機更易升空。

如圖2所示，為了確保具有該翅膀的人力撲翼機能夠獲得升空所需的更大的提升力，優選該翅膀還包括多個涵道風扇4，多個涵道風扇4固定于支架組件上，且貫穿機翼艙1的正面和背面中的至少一面，即是說，多個涵道風扇4可以安裝于機翼艙1的正面，也可以安裝于機翼艙1的背面，或者在機翼艙1的正面和背面均安裝有多個涵道風扇4，利用涵道風扇4的快速運轉可以形成反推力，使機翼艙1獲得更多的提升力。

如圖3和圖4所示，每個涵道風扇4之間均通過支架組件連接，優選多個涵道風扇4沿機翼艙1的長度方向和高度方向呈直線均勻分布，以保證該翅膀升空時的平衡性和可靠性，本實施例中，支架組件上由上至下布設有兩排涵道風扇4，由上數第一排中有三個涵道風扇4，第二排有兩個涵道風扇4，兩排涵道風扇4分別沿水平方向和豎直方向呈直線均勻分布；各個涵道風扇4的出風口所對的機翼艙1上分別均勻的設有多個進風孔22，以使風扇的兩面均形成空氣對流，由于涵道風扇4的上下的風壓不同，導致涵道風扇4的正面和背面形成的空氣對流形成壓力差，當機翼艙1向前撲動時，涵道風扇4轉動對機翼艙1產生反推力，助其升空，當機翼艙1向后撲動時，涵道風扇4由于慣性其順向轉動變弱甚至停止，但是機翼艙1的下一次向前撲動很快到來，從而促使涵道風扇4不斷產生反推力。

如圖5所示，涵道風扇4包括風扇軸和連接線9，風扇軸上設有回力裝置24，連接線9與風扇軸連接，以拉動風扇軸使其轉動，優選連接線9的一端與風扇軸連接，另一端固定在支架組件的操縱線索7上，使用者在通過操縱線索7控制機翼艙1上下撲動時，還可以同時通過拉動連接線9而使多個涵道風扇4同時轉動，從而將機翼艙1正面和背面的壓力差產生的提升力、與涵道風扇4轉動產生的反推力相結合，使得該人力撲翼機具有更加充足的提升力。優選涵道風扇4為圓錐體，使得涵道風扇4在旋轉中能形成更大的反推力，其最大外徑優選不超過25cm，高度不超過18cm。

此外，還可以在機翼艙1的背面增加一組鏍旋漿葉片，螺旋槳葉片連接有連接線9，拉動連接線9時即可拉動螺旋槳葉片轉動，從而進一步提升撲翼機的上升力。

為了進一步增加該人力撲翼機的升空提升力，優選該翅膀還包括多個浮力袋6，多個浮力袋6分別固定于支架組件上，使得機翼艙1在上下來回撲動時，其正面和背面能產生浮力差，為人工撲翼機的升空補入更多的上升力，使其更易于升空；進一步優選多個浮力袋6分別固定在任意兩個涵道風扇4之間。在每個浮力袋6內均填充有充足的輕氣體，如氫氣等，可沾系在機翼艙1的正面和/或背面上以進一步輔助提升其上浮力，浮力袋6的大小、規格及安裝位置以不影響機翼艙1上的進氣孔16和排氣孔25、以及與不會阻礙其它設備操作為宜，沾系的浮力袋6的數量通常為每個翅膀上設有3～5個，也可以不加裝浮力袋6，浮力袋6越多起飛越易。浮力袋6上設有浮力袋6輸氣孔1818，以便加裝輕氣體。

如圖6、圖7和圖8所示，為了確保翅膀的撲動動作順暢，且在升空時能夠為機翼艙1提供可靠的支撐作用，優選支架組件包括支撐主桿3和機艙架2，支撐主桿3用于帶動機翼艙1上下來回撲動，機艙架2成桁架結構布設于支撐主桿3的周圍；支撐主桿3的兩端分別設有拉鎖環14，用于固定操縱線索7，使用者可以通過拉動操縱線索7而控制翅膀的撲動幅度，當兩個翅膀組合在一起時，由于兩個翅膀的結構為對稱設置，特別是兩個翅膀的支架組件上固定的涵道風扇4的位置和數量均對稱設置，且優選對稱位置上的兩個涵道風扇4之間通過連接線9連接，進一步優選在兩個翅膀之間通過連線孔23設有走線管21，連接線9設置于走線管21內，連接線9的兩端分別連接兩個翅膀上對應位置的涵道風扇4。因此，使用者借助操縱線索7能同時拉動連接線9，從而使使用者既可以同時拉動兩個翅膀做同頻率的上下來回撲動，也可以同時改變兩個翅膀的對稱位置上的兩個涵道風扇4之間的距離差，使兩個對稱位置的風扇分別作對向轉動，從而分別形成反推力推動翅膀向上升空，其工作原理與鳥類飛行時翅膀扇動的原理類似。優選操縱線索7與涵道風扇4的連接線9均為細鋼絲繩，以保證其結實可靠。

本實施例中，在涵道風扇4的中部和底部外沿均設置有螺絲孔27和固定沿30，該固定沿30通過固定螺絲29固定有密封墊28，并利用固定螺絲29和螺絲孔27鎖緊配合從而使涵道風扇4的邊緣與機翼艙1之間密封連接。在與涵道風扇4的底部相對的機翼艙1上設置有進風孔22和用于與機艙架2固定的螺絲孔27，以保證涵道風扇4的推力發揮與安全運行。除了選用本實施例的涵道風扇4外，也可使用渦輪增壓風扇或其它類風扇，只要通過拉動具有強勁地反推力且重量輕的風扇就可作為優選。此外，將本實施例的翅膀應用在以機械力源或電源為動力的撲翼機上也可適用，只需要將涵道風扇4的轉軸與機械力源或電源連接即可。

如圖9所示，本實施例的支架組件還包括支撐副桿11，支撐主桿3和支撐副桿11的一端固定連接，另一端順次通過多個拉力簧12連接，使用者通過拉動支撐副桿11帶動支撐主桿3上下來回撲動，可以有效節省人力。本實施例的支撐主桿3的端部設有螺紋孔37，可與另一個翅膀上的支撐主桿3螺紋連接，兩個翅膀的支撐主桿3的螺紋孔37分別與連接桿的螺紋頭36鎖緊連接，組合后的兩個翅膀的支撐主桿3能夠共同承擔起兩側機翼艙1的重量使其平衡，且使用者稍作拉動即可使機翼艙1向下彎曲，使用者拉拽時兩個支撐主桿3的彎曲度應不低于平行線下45°。本實施例中，優選兩個翅膀組合后的長度應不超過兩個翅膀的機翼艙1與人體的寬度之和，本實施例的組合后的兩個支撐主桿3和連接桿的總長度為3.4m，其中，每個支撐主桿3的長度為1.4米，連接桿為0.6m，在支撐主桿3上沿其長度方向設有多個手臂固定環8，每個手臂固定環8與支撐主桿3垂直設置，以便于使用者的手臂從中穿過，在連接桿上固定有用于固定使用者身體的身體固定帶環10。

支撐主桿3可以為無彎曲度的硬桿，與支撐副桿11用拉力簧12連接使用，這樣通過操縱線索7拉動支撐副桿11而帶動支撐主桿3可以有效節省人工用力。使用支撐主桿3或硬質的支撐副桿11還可增加桿子的上仰度，以更有效保證人工撲翼機的快速起飛。上述的上仰度通常不超過45度，避免影響機翼艙1、涵道風扇4與浮力袋6作用的發揮。增加上仰度在制桿時可直接制定，也可在支撐主桿3靠人體端位置增加有仰度的固定連接控制裝置32，如圖10所示，該固定連接控制裝置32類似于開口向上的固定套環，在此不作贅述。支撐主桿3、支撐副桿11和操縱線索7中的一個部件或幾個部件的兩端均設有拉索環，通過拉鎖環14固定操縱線索7，以便于通過對操縱線索7的拉拽來操縱兩側機翼艙1完成翅膀的撲動。

如圖6所示，機艙架2和支撐主桿3構成的架體結構能為機翼艙1和涵道風扇4提供可靠的依托支撐，該組合而成的架體結構隨安裝的涵道風扇4的數量增加而增加。在該架體結構中，任意一個十字形連接處均可以用于固定安裝一個涵道風扇4，且每一個涵道風扇4優選地通過該十字形連接板作以加固依托，該連接板的結構為圓形或扁方形。機艙架2每一個十字形連接處均設置有螺絲孔27，以作自身加固、以及該架體結構分別與機翼艙1和涵道風扇4之間加固使用，也可采用膠水、沾接和捆綁等方式加固。

在機艙架2靠內(靠近使用者)的邊緣設置有固定栓15，以作為與背帶包5和腳帶20連接固定使用。機艙架2上還設置有固定環帶33，可用于連接手臂固定環8，并可與操縱線索7替換使用，以實現多功能操作。

如圖3、圖4和圖6所示，為了確保涵道風扇4在支架組件上的可靠安裝，優選在機翼艙1的至少一面設有安裝口31，優選地，機翼艙1在分別與機艙架2和涵道風扇4的連接處均設有螺絲孔27，且機翼艙1分別與機艙架2和涵道風扇4之間通過固定沿30、密封墊28和固定螺絲29中的一種或幾種組合密閉連接，利用螺絲孔27為該密封連接處提供良好的密封連接力。機翼艙1、機艙架2與涵道風扇4之間的密閉連接也可采用膠水或沾接等方式加以密閉。機翼艙1的正面和背面同時設置了固定環孔34，以便于固定環帶33從中穿過并與手臂固定環8連接，在機翼艙1的正面和背面還分別設有多個浮力袋沾系區35，以便浮力袋6沾系在機翼艙1的外表面上。

如圖11所示，為了便于組裝該翅膀，優選機翼艙1為可開合結構，在機翼艙1的正面和背面的連接處分別設有多個固定鎖26，以使機翼艙1的正面和背面之間鎖定密閉。

需要說明的是，當機翼艙1能承擔快捷起飛時可不加裝涵道風扇4，當機翼艙1和涵道風扇4能承擔快捷起飛時可不加裝浮力袋6；當兩側機翼艙1各加裝一個涵道風扇4能承擔快捷起飛時可不加裝第二個涵道風扇4，當兩側機翼艙1各加裝一個浮力袋6能承擔快捷起飛時可不加裝第二個浮力袋6，因為人的體重不盡相同，通常是兩側機翼艙1各加裝五個涵道風扇4，不加裝浮力袋6為宜。

本實施例中，優選該翅膀的材質為輕型結構材料，輕型結構材料包括塑料、木材或金屬中的一種或幾種組合，如本實施例中，機翼艙1的材質可采用PV耐力板，其厚度不超過2mm，支撐主桿3可采用高韌性玻璃纖維或碳素材質或兩者組合；固定螺絲29和固定栓15可采用塑料材質。組裝好的人力撲翼機的總重量最大不超過20kg為宜，通常為8～15kg。

本實施例提供的人力撲翼機包括對稱設置的兩個如上所述的撲翼機用的翅膀，兩個翅膀之間通過背帶包5可拆卸的連接。背帶包5為該人力撲翼機的承重裝置，與機艙架2的固定栓15連接，且為可拆卸結構，類似于常見的背帶包5，故而在此不作過多贅述。除了采用背帶包5固定連接兩個翅膀外，也可采用身體固定帶環10與卡鎖13作簡易連接承重，或無過渡直接由兩個翅膀的支撐主桿3直接連接來承重。在兩個翅膀的機翼艙1的下部分別設有腳帶固定環19或腳帶20，以使使用者的下肢在飛行時便于放置，從而減少飛行時的空氣阻力，利于高效飛行。該腳帶固定環19或腳帶20的原理類似汽車安全帶，故而在此不作過多贅述。

需要指出的是，上述的人工動力撲翼機的外形、材質、規格尺寸的限定只是優選方式，在此，并不做限制。

綜上所述，本實施例的撲翼機用的翅膀包括支架組件和機翼艙1，支架組件設置于機翼艙1的內部，以帶動機翼艙1上下來回撲動；機翼艙1的正面和背面分別設有進氣孔16和排氣孔25，進氣孔16的直徑大于排氣孔25的直徑。該撲翼機用的翅膀及具有該翅膀的人力撲翼機具有體小量輕、操作方便、安全可靠等特點，在機翼艙1上下來回撲動時，機翼艙1的正面和背面的內外空氣分別形成的空氣對流之間具有壓力差，從而為該翅膀提供足夠的提升力，當使用者在原地或助跑中操縱該人力撲翼機的翅膀上下撲動時，由空氣對流形成的壓力差產生的提升力與阻力差產生的提升力相結合，使得該人力撲翼機能利用足夠的提升力帶動使用者升空，從而實現人力撲翼式飛行；并且，該翅膀與背帶包5之間、以及翅膀的各組件之間均為可拆卸式連接，因此可以便于快速組裝和拆卸，以便于攜帶和運輸；此外，該撲翼機用的翅膀及具有該翅膀的人力撲翼機的制造成本較低，經濟實惠，適用于不同人群，是一種可作為出行工具或運動娛樂使用的飛行棋，其具有廣闊的應用前景。

本實用新型的實施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本實用新型限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領域的普通技術人員而言是顯而易見的。選擇和描述實施例是為了更好說明本實用新型的原理和實際應用，并且使本領域的普通技術人員能夠理解本實用新型從而設計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。