阅读说明：本技术 外桁架翼梁双梁变距翘板式扑翼飞行器 (Outer truss wing spar double-beam variable-pitch seesaw type flapping wing aircraft ) 是由 黄双玉 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种外桁架翼梁双梁变距翘板式扑翼飞行器,属于飞行器技术领域；由前翘板扑翼1,后翘板扑翼2,前后翼驱动同步装置3,左右分动尾翼装置4,主体支架5,操控系统6组成；前、后扑翼采用的是《框形桁架翼梁双梁变距单膜汇流翼面扑动机翼》技术,由前后翼驱动同步装置实现前、后翼交互扑动；左右分动尾翼装置分别由各自的舵机驱动俯仰变化,控制飞行器的俯仰、左右滚转、左右转向等机动飞行；操控则用常规的多通道(用三个通道)遥控器加直流调速器(舵机调制)即可实现近距飞行操作；搭载智能操控系统及其它应用器件,即可实现多功能,远距,长航时飞行。本发明具备结构新颖,承载能力强,飞行效率高,操控简便的特征。(The invention relates to an outer truss wing spar double-beam variable-pitch seesaw type flapping wing aircraft, belonging to the technical field of aircraft; the flapping wing control system is composed of a front wane flapping wing 1, a rear wane flapping wing 2, a front wing driving synchronizer 3, a rear wing driving synchronizer 3, a left transfer tail wing device, a right transfer tail wing device 4, a main body bracket 5 and an operation control system 6; the front flapping wing and the rear flapping wing adopt the technology of frame-shaped truss wing beam double-beam variable-pitch single-film converging wing surface flapping wings, and the front wing and the rear wing realize the interactive flapping by a front wing driving synchronizer and a rear wing driving synchronizer; the left and right transfer tail wing devices are driven by respective steering engines to change in pitch, and control the maneuvering flight of the aircraft such as pitch, left and right rolling, left and right steering and the like; the control can realize the near-distance flight operation by using a conventional multi-channel (three channels) remote controller and a direct current speed regulator (steering engine modulation); the multifunctional long-distance long-endurance flying vehicle can fly in a long voyage by carrying an intelligent control system and other application devices. The invention has the characteristics of novel structure, strong bearing capacity, high flying efficiency and simple and convenient operation.)

外桁架翼梁双梁变距翘板式扑翼飞行器

所属技术领域

本发明属于航空飞行器技术领域，具体涉及一种外桁架翼梁双梁变距翘板式扑翼飞行器。

背景技术

鸟类的扑翼飞行，是一项多骨骼、多自由度相当复杂的动作过程，其气动性能同样不简单；归纳而言，鸟类主要以其翅膀的滑翔产生升力和前行牵引力，翅膀的拍动实际上就是周而复始的应用势能和重新获得势能的过程；下扑时，翅膀以失去势能换取较大升力和大的前行牵引力，整体动能增大；上扬时，翅膀以优良的汇流形态继续获取一定的升力，阻力变大，整体动能变小，而翅膀却又拥有了高势能。

扑翼飞行器，机翼是关键所在，由此，本申请人在2019年7月3日提交了申请号为(2019105961811)《框形桁架翼梁双梁变距单膜汇流翼面扑动机翼》的发明专利，根据上述论点提供了一种具有：结构和动作简化、升力和推力高效、能耗较低的扑动机翼。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简化、高效、实用的扑翼飞行器为主要目标，此方案对人工扑翼飞行器的仿真和低速流体力学拓展研究无疑是一个良好的平台，利用此平台对扑翼实行不断优化，拓展出微型、小型直至可载人的大型扑翼飞行器。

为了实现上述目标，本发明所采用的技术方案是：

外桁架翼梁双梁变距翘板式扑翼飞行器，包括前翘板扑翼，后翘板扑翼，前后翼驱动同步装置，左右分动尾翼装置，主体支架，操控系统；双翼前后布局轮动分散承载和载力力平衡，便于稳定飞行。

所述前翘板扑翼含单膜翼面，销轴，浮动翼梁座，传力轴，驱动摆轴，浮动桁架翼梁组合，间隔翼肋架，翼端翼肋架，外延翼肋架，外延翼肋架轴，承载桁架翼梁组合；其中:浮动翼梁座，销轴，浮动桁架翼梁组合，翼端翼肋架，承载桁架翼梁组合，组成专利(2019105961811)所提及的多自由度空间四边形构件；再搭载间隔翼肋架和单膜翼面即成专利(2019105961811)技术的扑动机翼；所述外延翼肋架自由悬挂于外延翼肋架轴，牵制着翼端翼肋架之外的梯形翼面形成辅助小翼；整体左右对称布局形成翘板翼；扑翼的具体结构要素及工作机理详见专利(2019105961811)《框形桁架翼梁双梁变距单膜汇流翼面扑动机翼》。

所述后翘板扑翼，其结构要素和工作机理与前翘板扑翼基本相同，不同点在于：翼面整体外延一定尺寸，使前后翼的翼肋板错开位置；二是浮动翼梁座的驱动摆轴反向伸出与平摆滑槽杆的摆动输出孔配合随同摆动。

所述前后翼驱动同步装置含双摆杆轴，辅助支架，双摆杆，曲柄齿轮，滑块，曲柄轴，平摆滑槽杆，电机支架，减速电机及小齿轮，同步轴；双置减速电机及小齿轮驱动曲柄齿轮目的是分散驱动力和采用较小模数的齿轮；曲柄轴与曲柄齿轮固接，带动滑块做圆周运动；平摆滑槽杆在双摆杆的限定下，由滑块驱使做弧线平摆，滑块则相对平摆滑槽杆，在其长槽中滑动；浮动翼梁座的驱动摆轴插于平摆滑槽杆的摆动输出孔中随同摆动；前、后翼驱动装置相似且成镜像布局，由同步长轴限定前、后翼交错扑动。

所述左、右分动尾翼装置含翼左尾翼，右尾翼，T形尾翼连杆，尾翼横轴，尾翼锁扣，横轴支架，舵机，舵机支架，舵机摆杆，尾翼操控连杆，尾翼支撑架组合；所述左尾翼由：尾翼根翼肋板，尾翼间隔翼肋板，主承力管，前缘管，尾翼端翼肋板，翼端立板及蒙面组合而成，其翼面构造与常规固定翼飞行器相仿；左尾翼与T形尾翼连杆固接，可绕尾翼横轴转动；所述T形尾翼连杆设有环形槽，用尾翼锁扣两端头的U形端板将左、右尾翼扣住，以限制尾翼延尾翼横轴方向的自由度；2只舵机通过舵机摆杆、尾翼操控连杆拖拽T形尾翼连杆，分别控制左、右尾翼变换俯仰角，以实现飞行器的俯仰、左右滚转和转向机动；所述翼端立板，其作用是飞行器的左右偏航稳定舵；所述右尾翼，其结构要素和工作状况与左尾翼互为镜像；尾翼支撑架组合由塑料板和碳纤维管组合而成。

所述主体支架含塑料支撑板，扑翼主轴，碳纤维管组合而成，用以支撑和固定各部件；整机外观不做详解可任意发挥。

所述操控系统(简易式)其主要构件为：指令接收机与支架，直流调速器，舵机，调速器支架，大小线轮及拉线；用舵机通过大小线轮及拉线调制调速器，以控制扑翼扑动速度；一套四通道遥控装置(用三个通道)2个调制尾翼舵机，一个调制调速舵机，此简单搭配可实现近距飞行操作；亦可搭载智能操控系统及其它应用器件，以实现多功能，远距，长航时飞行。

本发明的有益效果是：

巧妙应用并发展了专利(2019105961811)之技术，双翘板翼平衡了飞行器左右侧载力，其优良的翼面构造使飞行器具备了优良的滑行性能，具备高升力，高前滑速率；当不振翼时，飞行器均具有良好的滑翔能力；是一种飞行效率高，操控简便的飞行器。

此方案对人工扑翼飞行器的仿真和低速流体力学拓展研究无疑是一个良好的平台，利用此平台对扑翼实行不断优化，可拓展出微型、小型直至可载人的大型扑翼飞行器。

外桁架刚性好，强度高，加之双翼梁构造和双翘板翼布局，大幅度改善了飞行器的承载力。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的前翘板翼结构图示意图；

图3是本发明的前后翼驱动同步装置结构图及局部放大图；

图4是本发明的左右分动尾翼装置结构图示意图；

图5是本发明的主体支架结构和操控系统示意图；

在所有附图中，相同的附图标记表示一个部件或性状相同、相近的元件或构件。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施作进一步说明(描述)。

外桁架翼梁双梁变距翘板式扑翼飞行器，包括前翘板扑翼1，后翘板扑翼2，前后翼驱动同步装置3，左右分动尾翼装置4，主体支架5，操控系统6；双翼前后布局并轮动，即分散了承载又平衡载力，便于稳定飞行，减少动力消耗。

所述前翘板扑翼含单膜翼面1-1，销轴1-2，浮动翼梁座1-3，传力轴1-3a，驱动摆轴1-3b，浮动桁架翼梁组合1-4，间隔翼肋架1-5，翼端翼肋架1-6，外延翼肋架1-7，外延翼肋架轴1-8，承载桁架翼梁组合1-9；其中:浮动翼梁座1-3，销轴1-2，浮动桁架翼梁组合1-4，翼端翼肋架1-6，承载桁架翼梁组合1-9，组成专利(2019105961811)所提及的多自由度空间四边形构件；再搭载间隔翼肋架1-5和单膜翼面1-1即成专利(2019105961811)技术扑动机翼；所述外延翼肋架1-7自由悬挂于外延翼肋架轴1-8，牵制着翼端翼肋架1-6之外的梯形翼面形成辅助小翼；整体左右对称布局组成翘板翼；扑翼的具体结构要素及工作机理详见专利(2019105961811)《框形桁架翼梁双梁变距单膜汇流翼面扑动机翼》。

所述后翘板扑翼4-2，其结构要素和工作机理与前翘板扑翼4-1基本相同，不同点在于：翼面整体外延一定尺寸，使前后翼的翼肋板错开位置；二是浮动翼梁座1-3的驱动摆轴1-3b反向伸出与平摆滑槽杆3-7的摆动输出孔3-7a配合随同摆动。

所述前后翼驱动同步装置含双摆杆轴3-1，辅助支架3-2，双摆杆3-3，曲柄齿轮3-4，滑块3-5，曲柄轴3-6，平摆滑槽杆3-7，电机支架3-8，减速电机及小齿轮3-9，同步轴3-10；双置减速电机及小齿轮3-9驱动曲柄齿轮3-4目的是分散驱动力和采用较小模数的齿轮；曲柄轴3-6与曲柄齿轮3-4固接，带动滑块3-5做圆周运动；平摆滑槽杆3-7在双摆杆3-3的限定下由滑块3-5驱使做弧线平摆，滑块则相对平摆滑槽杆3-7，在其长槽中滑动；浮动翼梁座1-3的驱动摆轴1-3b插于平摆滑槽杆3-7的摆动输出孔3-7a中随同摆动；前、后翼驱动装置相似且镜像布局，由同步长轴3-10控制前、后翼交错扑动。

所述左右分动尾翼装置含左尾翼4-1，右尾翼4-2，T形尾翼连杆4-3，尾翼横轴4-4，尾翼锁扣4-5，横轴支架4-6，舵机4-7，舵机支架4-8，舵机摆杆4-9，尾翼操控连杆4-10，尾翼支撑架组合4-11；所述左尾翼4-1由：尾翼根翼肋板4-1a，尾翼间隔肋板4-1b，尾翼承力管4-1c，前缘管4-1d，尾翼端翼肋板4-1e，4-1f，翼端立板4-1f及蒙面4-1g组合而成，其翼面构造与常规固定翼飞行器相仿；左尾翼4-1与T形尾翼连杆4-3固接，尾翼承力管4-1c与尾翼横轴4-4动配合；所述T形尾翼连杆4-3设有环形槽4-3a，用尾翼锁扣4-5两端头的U形端板4-5a将左4-1、右尾翼4-2扣住，以限制尾翼延尾翼横轴4-4轴向自由度；2只舵机通过舵机摆杆4-9、尾翼操控连杆4-10拖拽T形尾翼连杆4-3，分别控制左4-1、右尾翼4-2变换俯仰角，以实现飞行器的俯仰、左右滚转和转向机动；所述翼端立板4-1f，其作用是飞行器的左右偏航稳定舵；所述右尾翼4-2，其结构要素和工作状况与左尾翼4-1互为镜像；尾翼支撑架组合4-11由塑料板和碳纤维管组合而成。

所述主体支架含塑料支撑板5-1，扑翼主轴5-2，碳纤维管5-3组合而成，用以支撑和固定各部件；整机外观不做详解可任意发挥。

所述操控系统(简易式)其主要构件为：指令接收机与支架6-1，直流调速器6-2，舵机6-3，调速器支架6-4，大小线轮及拉线6-5；用舵机6-3通过大小线轮及拉线6-5调制直流调速器6-2，以控制扑翼的扑动速度；一套四通道遥控装置(用三个通道)2个调制尾翼舵机4-7，一个调制舵机6-3，此简单搭配可实现近距飞行操作；亦可搭载智能操控系统及其它应用器件，以实现多功能，远距，长航时飞行。

以上描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护范围。