一种扑翼飞行器及滚转控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115946853A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202211343624.4(22)申请日2022.10.31(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市碑林区友谊西路127号(72)发明人孟瑞宣建林翟晨光张旺旺朱志超(74)专利代理机构河北中科律政知识产权代理事务所(普通合伙)13182专利代理师严加亮(51)Int.Cl.B64C33/02(2006.01)B64C33/00(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图5页(54)发明名称一种扑翼飞行器及滚转控制方法(57)摘要本发明公开了一种扑翼飞行器及滚转控制方法，属于扑翼飞行器技术领域。一种扑翼飞行器，包括机身、飞行控制系统和尾舵，它还包括一对攻角可变扑动翼和滚转驱动装置；一对攻角可变扑动翼包括翼身，扑动机构连接梁和攻角调节机构连接梁；滚转驱动装置包括双翼扑动机构和双翼攻角调节机构；双翼扑动机构用于驱动左侧攻角可变扑动翼的扑动机构连接梁和右侧攻角可变扑动翼的扑动机构连接梁做对称同步扑动运动；双翼攻角调节机构包括扑翼攻角调节结构，扑翼攻角控制舵机，舵机摇臂和攻角控制舵杆；扑翼飞行器滚转控制方法：a.平飞状态控制方法，b.向左侧转弯控制方法，c.向右侧转弯控制方法。它具有结构合理、操作容易、控制机动灵活等特点。CN115946853ACN115946853A权利要求书1/3页1.一种扑翼飞行器，包括机身（1）、飞行控制系统和尾舵，其特征在于：它还包括一对攻角可变扑动翼和滚转驱动装置；一对所述攻角可变扑动翼包括翼身（2），扑动机构连接梁（3）和攻角调节机构连接梁（4）；所述扑动机构连接梁（3）设置在所述翼身（2）靠近机身（1）一侧的前端，所述攻角调节机构连接梁（4）设置在所述翼身（2）靠近机身（1）一侧的后端，一对所述攻角可变扑动翼分别为左侧攻角可变扑动翼（5）和右侧攻角可变扑动翼（6）；所述滚转驱动装置包括双翼扑动机构和双翼攻角调节机构；所述双翼扑动机构用于驱动所述左侧攻角可变扑动翼（5）的所述扑动机构连接梁（3）和所述右侧攻角可变扑动翼（6）的所述扑动机构连接梁（3）做对称同步扑动运动，使一对所述攻角可变扑动翼做同频同幅扑动运动；所述双翼攻角调节机构包括扑翼攻角调节结构，扑翼攻角控制舵机（7），舵机摇臂（8）和攻角控制舵杆（9），所述舵机摇臂（8）固定在扑翼攻角控制舵机转轴（7‑1）上，所述扑翼攻角调节结构包括攻角控制臂转动连接件（10），左侧攻角控制臂（11）和右侧攻角控制臂（12），所述攻角控制臂转动连接件（10）与所述机身（1）转动连接；所述左侧攻角控制臂（11）和所述右侧攻角控制臂（12）分别与所述攻角控制臂转动连接件（10）的左侧部位和右侧部位铰接，且以经过所述攻角控制臂转动连接件（10）转动轴心的垂面为对称面，对称设置在所述攻角控制臂转动连接件（10）的左右两侧，所述左侧攻角控制臂（11）用于与所述左侧攻角可变扑动翼（5）的所述攻角调节机构连接梁（4）固定连接，所述右侧攻角控制臂（12）用于与所述右侧攻角可变扑动翼（6）的所述攻角调节机构连接梁（4）固定连接，所述左侧攻角控制臂（11）与所述攻角控制臂转动连接件（10）的铰接部位为左侧攻角可变扑动翼攻角控制点（A），所述右侧攻角控制臂（12）与所述攻角控制臂转动连接件（10）的铰接部位为右侧攻角可变扑动翼攻角控制点（B）；所述攻角控制舵杆（9）的一端与舵机摇臂（8）连接，所述攻角控制舵杆（9）的另一端与所述攻角控制臂转动连接件（10）连接；所述左侧攻角可变扑动翼（5）和所述右侧攻角可变扑动翼（6）通过所述滚转驱动装置对称设置在所述机身（1）的左侧和右侧，所述双翼扑动机构使一对所述扑动翼产生均匀升力；在所述飞行控制系统的控制下，所述扑翼攻角控制舵机（7）工作，通过所述舵机摇臂（8）带动所述攻角控制舵杆（9）产生一定量的位移，从而使所述攻角控制臂转动连接件（10）偏转，以带动所述左侧攻角可变扑动翼攻角控制点（A）与所述右侧攻角可变扑动翼攻角控制点（B）在上下方向上反方向位移，从而使所述攻角调节机构连接梁（4）在上下方向上反方向位移，以使一对所述攻角可变扑动翼的攻角大小反向变化；以产生左右非对称的升力，从而形成滚转力矩，控制扑翼飞行器进行滚转操纵。2.根据权利要求1所述的一种扑翼飞行器，其特征在于：所述双翼扑动机构包括扑翼驱动电机（13）和扑动运动驱动结构；所述扑动运动驱动结构包括用于与所述左侧攻角可变扑动翼（5）的所述扑动机构连接梁（3）固定连接的左侧扑动臂（14），用于与所述右侧攻角可变扑动翼（6）的所述扑动机构连接梁（3）固定连接的右侧扑动臂（15），扑动臂驱动轮，左侧驱动臂（16）和右侧驱动臂（17）；所述左