一种翼距可调的扑翼飞行器的制作方法

1.本实用新型涉及微型扑翼飞行器领域，具体来说，是一种翼距可调的扑翼飞行器。


背景技术：

2.人造飞行器的小型及微型化一直以来都是人们研究的热点，由于制造工艺和微机电系统的发展，微型扑翼飞行器在制造方面已经取得了巨大的进步，但微型扑翼飞行器在气动性能方面还面临许多问题，尤其是在低雷诺数环境下飞行所面临的非定常空气动力学问题。以往在低雷诺数下对串列翼的空气动力学研究表明，前后翼在拍动时产生的气流相互影响，后翼产生的前缘涡可以提高前翼的推进效率，前翼的脱落涡与后翼作用也可以使后翼得到更好的气动性能，这种影响与前后翼之间的距离和拍动的相位差有关，合理的控制前后翼之间的距离和拍动相位差可以使微型扑翼飞行器获得更好的气动性能。


技术实现要素：

3.本实用新型针对现有的微型扑翼飞行器在采用串列翼布局时不能调节前后翼的距离和拍动相位差的问题，提出了一种翼距可调的扑翼飞行器，翅膀的拍动通过齿轮连杆结构实现，并通过控制电机来调节前后翅膀的距离和拍动相位差，可以合理利用前后翼之间气流的相互作用，以此来增加气动升力。
4.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
5.一种翼距可调的扑翼飞行器，包括第一机身9、第二机身10、翅膀8、拍动机构100、空心杯电机11、舵机12、传动齿轮13和齿条14；
6.拍动机构100包括动力齿轮1、双联齿轮2、齿轮3、第一连杆4、第二连杆5、第三连杆6和摇臂7；并且，第二连杆5、第三连杆6、摇臂7以及翅膀8两两对称分布；拍动机构100上的动力齿轮1、双联齿轮2、齿轮3、第二连杆5和摇臂7均通过机身上对应的安装孔安装，动力齿轮1固定安装在空心杯电机11的输出轴上，动力齿轮1与双联齿轮2啮合，双联齿轮2与齿轮3啮合将空心杯电机11输出的高转速进行减速，齿轮3与第一连杆4的下端铰接，第一连杆4的上端与机身上的第一沟槽101相约束，第一连杆4的上端又与两个第二连杆5的第二沟槽51相约束，第二连杆5的另一端分别与第三连杆6铰接，第三连杆6与摇臂7铰接，摇臂7作为拍动机构100的输出端固定连接翅膀8从而实现由摇臂7带动翅膀8拍动；
7.拍动机构100分别安装在第一机身9和第二机身10上，并且空心杯电机11分别安装在第一机身9和第二机身10上为拍动机构100提供动力输出；第二机身10上安装有舵机12、齿条14，舵机12的输出轴上固定有传动齿轮13，传动齿轮13与齿条14啮合传动，而且第一机身9和第二机身10通过滑杆间隙配合安装并，进而使得第二机身10与第一机身9能够沿滑杆方向前后相对移动。
8.优选，翅膀8包括主梁802、辅梁801和翼膜803；其中主梁802与摇臂7过盈配合固定连接；主梁802和辅梁801均采用相同直径碳杆，辅梁801通过胶水垂直固定在主梁802上；翼膜为薄膜材料并通过胶水固定在主梁802和辅梁801上。
9.有益效果：
10.1、一种翼距可调的扑翼飞行器采用两对翅膀的设计方式，相比一对翅膀具有更大的气动升力。
11.2、一种翼距可调的扑翼飞行器采用齿轮连杆结构实现翅膀的拍动，结构简单，可靠性高。
12.3、一种翼距可调的扑翼飞行器通过两个空心杯电机的差速运动可以改变前后翼之间的拍动相位差，通过舵机的往复转动可以调节前后翼之间的距离，能够合理利用前后翼之间气流的相互作用来提高气动性能。
附图说明
13.图1为一种翼距可调的扑翼飞行器的一个角度的整体示意图；
14.图2为一种翼距可调的扑翼飞行器的另一角度的整体示意图；
15.图3为一种翼距可调的扑翼飞行器的拍动机构100结构示意图；
16.图4为一种翼距可调的扑翼飞行器的第一机身9结构示意图；
17.图5为一种翼距可调的扑翼飞行器的第二机身10结构示意图；
18.图6为一种翼距可调的扑翼飞行器的第二连杆5结构示意图；
19.图7为一种翼距可调的扑翼飞行器的第三连杆6结构示意图；
20.图8为一种翼距可调的扑翼飞行器的摇臂7结构示意图；
21.图9为一种翼距可调的扑翼飞行器的翅膀8结构示意图；
22.图10为一种翼距可调的扑翼飞行器的最短翼距调节示意图；
23.图11为一种翼距可调的扑翼飞行器的最长翼距调节示意图。
24.附图标记记录如下：
25.动力齿轮1、双联齿轮2、齿轮3、第一连杆4、第二连杆5、第三连杆6和摇臂7、翅膀8、第一机身9、第二机身10、拍动机构100、空心杯电机11、舵机12、传动齿轮13、齿条14。
26.主梁802、辅梁801、翼膜803。
27.第一滑杆906、第二滑杆907、第三滑杆908。
具体实施方式
28.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
29.实施例1
30.如图1
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11所示： 一种翼距可调的扑翼飞行器，包括第一机身9、第二机身10、四个翅膀8、两个拍动机构100、两个空心杯电机11、舵机12、传动齿轮13和齿条14；
31.四个翅膀8两两对称分布；
32.拍动机构100包括动力齿轮1、双联齿轮2、齿轮3、第一连杆4、两个第二连杆5、两个第三连杆6和两个摇臂7，并且，两个第二连杆5和两个第三连杆6以及两个摇臂7两两对称分布，
33.拍动机构100上的动力齿轮1、双联齿轮2、齿轮3、两个第二连杆5和两个摇臂7均通过第一机身9和第二机身10上对应的安装孔与机身组合安装，动力齿轮1固定安装在空心杯
电机的输出轴上，动力齿轮1与双联齿轮2啮合，双联齿轮2与齿轮3啮合将驱动电机输出的高转速减速为适合扑翼拍动的速度，齿轮3与第一连杆4的下端铰接，第一连杆4的上端与机身上的第一沟槽101相约束，第一连杆4的上端又与两个第二连杆5的第二沟槽51相约束，两个第二连杆5的另一端分别与两个第三连杆6铰接，两个第三连杆6分别与两个摇臂7铰接，两个摇臂7作为拍动机构100的输出端分别固定连接一个翅膀8，从而实现由摇臂7带动翅膀8拍动。
34.拍动机构100分别安装在第一机身9和第二机身10上，并且两个空心杯电机11分别安装在第一机身9和第二机身10上为拍动机构100提供动力输出；第二机身10上安装有舵机12、齿条14，舵机12的输出轴上固定有传动齿轮13，传动齿轮13与齿条14啮合传动，而且第一机身9和第二机身10通过第一滑杆906、第二滑杆907、第三滑杆908间隙配合安装，进而使得第二机身10与第一机身9能够沿滑杆方向前后相对移动。
35.翅膀8包括主梁802、辅梁801和翼膜803；其中主梁802与摇臂7过盈配合固定连接；主梁802和辅梁801均采用相同直径碳杆，辅梁801通过胶水垂直固定在主梁802上；翼膜为薄膜材料并通过胶水固定在主梁802和辅梁801上。
36.本例调节前后翼之间距离的过程如下：
37.第二机身10与第一机身9通过第一滑杆906、第二滑杆907和第三滑杆908间隙配合，通过舵机12的往复转动来带动第二机身10在第一机身9上前后滑动，从而调节第二机身10与第一机身9之间的前后翼的距离，本例前后翼之间的最短距离为0.25c，最长距离为2c，其中，c为弦长。
38.综上所述，本例的一种翼距可调的扑翼飞行器通过齿轮连杆结构来实现翅膀的拍动，通过两个空心杯电机的差速运动改变前后翼之间的拍动相位差，通过舵机的往复转动调节前后翼之间的距离，以此来合理利用前后翼之间气流的相互作用，提高微型扑翼飞行器的气动性能。
39.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。