本發(fā)明涉及一種單翼或多翼旋轉(zhuǎn)撲翼裝置，屬于機(jī)械制造領(lǐng)域，特別是一種撲翼飛行器或撲翼航行器的撲翼裝置。

背景技術(shù)：

撲翼飛行器或撲翼航行器的撲翼裝置是一種模仿鳥(niǎo)類飛行的裝置，它具有重量輕、使用靈活、效率高等優(yōu)勢(shì)，如果搭載傳感器和相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸和控制系統(tǒng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。人類現(xiàn)有的飛行器主要還是依靠螺旋槳和固定翼產(chǎn)生空氣升力及動(dòng)力，研究表明，鳥(niǎo)類、昆蟲、蝙蝠的飛行效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)在人類現(xiàn)有飛行技術(shù)。它們可以消耗極小的能量飛得更高更遠(yuǎn)。撲翼飛行器，是指像鳥(niǎo)一樣通過(guò)機(jī)翼主動(dòng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生升力和前行力的飛行器，撲翼飛行器在飛行過(guò)程中靠雙翼扇動(dòng)進(jìn)行飛行。撲翼飛行與固定翼和旋翼飛行相比，具有如原地或小場(chǎng)地起飛，良好的飛行機(jī)動(dòng)性和一定的空中懸停性能，長(zhǎng)距離飛行能耗較少等特點(diǎn)。撲翼飛行器有諸多優(yōu)點(diǎn)，如撲翼飛行器無(wú)需跑道垂直起落；動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)合為一體，機(jī)械效率高于固定翼飛機(jī)。

現(xiàn)有撲翼裝置大多通過(guò)復(fù)雜的撲翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)撲翼的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，這種技術(shù)途徑必須以增大撲翼飛行器空機(jī)重量和降低可靠性為代價(jià)，應(yīng)用受到了限制。由于撲翼驅(qū)動(dòng)機(jī)制多為單純的平面上下?lián)鋭?dòng)，而自然界的鳥(niǎo)類和昆蟲在飛行過(guò)程中，其翼的撲動(dòng)除了上下運(yùn)動(dòng)之外，還附加了前后掃掠以及翼面繞展向的扭轉(zhuǎn)。對(duì)于鳥(niǎo)類和昆蟲飛行的相關(guān)研究表明，復(fù)合撲動(dòng)模式的氣動(dòng)效率顯著高于單純上下?lián)鋭?dòng)。

目前撲翼機(jī)和撲翼航行器還沒(méi)能達(dá)到實(shí)用階段，主要是傳統(tǒng)的撲翼方式效率低，撲翼做上下往復(fù)擺動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性差，運(yùn)動(dòng)裝置對(duì)材料的疲勞強(qiáng)度要求太高。

中國(guó)專利“一種連續(xù)撲翼飛行器”(授權(quán)公告號(hào)cn103213680b，授權(quán)公告日2015年2月18日)公開(kāi)了一具有三個(gè)撲翼，轉(zhuǎn)翼軸在同一平面以三叉星形分布的撲動(dòng)裝置。該發(fā)明是由三根撲翼連續(xù)撲打空氣來(lái)產(chǎn)生升力、前行力或后行力的飛行器，具有機(jī)械效率高，連續(xù)穩(wěn)定，安靜，控制反推力方向容易準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。其不足之處是，機(jī)構(gòu)的組成比較復(fù)雜，難以輕量化，且撲翼葉片在與空氣發(fā)生作用時(shí)，除了產(chǎn)生升力外，撲翼翼翅的背面也會(huì)產(chǎn)生反作用力，雖然設(shè)置成為一定的弧度，但依然會(huì)產(chǎn)生極大的風(fēng)阻，加大了機(jī)械動(dòng)力的損失。

中國(guó)專利“偽仿生撲翼飛機(jī)”(授權(quán)公告號(hào)101618765a，授權(quán)公告日2010年1月6日)由靠近機(jī)身前緣與其平行安裝的一個(gè)撲翼轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)兩個(gè)撲翼上下擺動(dòng)，撲翼由翼?yè)魏鸵碛鸾M成，翼?yè)螢榧?xì)長(zhǎng)支桿，翼羽沿翼?yè)屋S線等距安裝，所有翼羽寬度相同，其長(zhǎng)度由小到大從前向后依次排列，相鄰翼羽兩兩重疊。翼羽由硬質(zhì)桿和彈性薄片制成，在上撲過(guò)程中可以打開(kāi)，避免產(chǎn)生負(fù)升力。其不足之處是，特殊的機(jī)翼設(shè)計(jì)使整個(gè)機(jī)翼的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和氣動(dòng)阻力增加，需要伺服電機(jī)較大的功率輸出，增加了撲翼飛機(jī)的自重，影響了載荷特性；彈性薄片變形能力匹配困難，難以獲得理想的氣動(dòng)效率：變形能力強(qiáng)，則整個(gè)變形過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)，在撲翼?yè)鋭?dòng)頻率較大時(shí)響應(yīng)滯后，無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)定的上撲打開(kāi)、下?lián)浜蠑n的效果；變形能力太差，則撲動(dòng)過(guò)程中打開(kāi)和合攏的幅度較小，效果非常有限。

傳統(tǒng)的撲翼裝置，為了減少空氣的反作用力，翼翅的背部設(shè)置均有一定的弧度，翼翅是按弧軌跡撲動(dòng)的，翼翅上下拍動(dòng)時(shí)在橫向的水平方向即翅膀展長(zhǎng)方向產(chǎn)生了一部分空氣動(dòng)力分量，該水平方向的分量對(duì)飛行器的前行和升空都沒(méi)有正面效果，是動(dòng)力的一種損耗；傳統(tǒng)撲翼飛行器大多為兩片翅膀，飛行不夠靈活，機(jī)動(dòng)性不強(qiáng)。但是即使最佳弧度設(shè)置，依然會(huì)產(chǎn)生反作用力，消耗大量的機(jī)械動(dòng)力能量。

現(xiàn)有的撲翼發(fā)明專利或?qū)嵱眯滦蛯＠?，均單?dú)涉及飛行器或航行器。能夠使用同一原理且同時(shí)能夠裝備在飛行器和航行器上的撲翼裝置依然難以在實(shí)際中生產(chǎn)使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述撲翼裝置存在的難以消除空氣或水的反作用力的缺陷，本發(fā)明提供一種能夠最大限度消除空氣或水的反作用力的撲翼裝置，減弱或消除空氣或水的反作用力而產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)力損耗。

本發(fā)明提供了一種單翼或多翼旋轉(zhuǎn)撲翼裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、撲翼、滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)。所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪做連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間通過(guò)滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)連接，主動(dòng)輪上數(shù)個(gè)連接軸鑲嵌進(jìn)滑動(dòng)連桿的滑動(dòng)腔中，可以連接軸可以在滑動(dòng)腔中上下滑動(dòng)，從動(dòng)輪上相應(yīng)連接軸與滑動(dòng)連桿的另一端孔位鑲嵌，從動(dòng)輪連接軸可以在孔位中旋轉(zhuǎn)。從動(dòng)輪上鑲嵌一個(gè)或數(shù)個(gè)撲翼翼翅，當(dāng)主動(dòng)輪帶動(dòng)從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)腔的作用，可以使撲翼在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)改變運(yùn)動(dòng)方向（將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，類似剃須刀原理），向下運(yùn)動(dòng)以最大面積壓迫空氣或水產(chǎn)生最大反作用力，向上運(yùn)動(dòng)時(shí)由于滑動(dòng)腔的作用，撲翼改變仰角方向，與空氣或水形成最小切角，減弱或消除空氣或水的阻力。

本發(fā)明提供了一種單翼或多翼旋轉(zhuǎn)撲翼裝置，其特征在于：撲翼翼翅不是由發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，而是由主動(dòng)輪帶動(dòng)從動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)撲翼翼翅。發(fā)動(dòng)機(jī)的作用是驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主動(dòng)輪通過(guò)滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)從動(dòng)輪做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，主動(dòng)輪上的滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)軸柱隨著主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)在滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)腔中上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)軸柱到達(dá)滑動(dòng)腔下止點(diǎn)時(shí)，撲翼翼翅呈現(xiàn)水平下移，與空氣或水的流動(dòng)方向呈垂直方向，這個(gè)時(shí)候產(chǎn)生最大阻力，即產(chǎn)生最大升力或推動(dòng)力；然后隨著主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)輪上的滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)軸柱隨著主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)在滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)腔中向上止點(diǎn)方向運(yùn)動(dòng)，撲翼翼翅仰角發(fā)生變化，與空氣或水之間作用力的也隨之發(fā)生變化，阻力逐漸減少，當(dāng)主動(dòng)輪上的滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)軸柱隨著主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)在滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)腔中運(yùn)動(dòng)到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，這個(gè)時(shí)候，撲翼翼翅與空氣或水之間的反作用力最小。

本發(fā)明提供了一種單翼或多翼旋轉(zhuǎn)撲翼裝置，滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)上的滑動(dòng)腔的上止點(diǎn)和下止點(diǎn)之間的距離設(shè)計(jì)與撲翼翼翅與空氣或水之間的反作用力方向的角度從0-90°之間變化，當(dāng)滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)軸柱在下止點(diǎn)時(shí)，撲翼翼翅與空氣或水之間的反作用力方向的角度是0°，這個(gè)時(shí)候撲翼翼翅與空氣或水之間的反作用力最大；當(dāng)滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)軸柱在下止點(diǎn)時(shí)，撲翼翼翅與空氣或水之間的反作用力方向的角度是90°，這個(gè)時(shí)候撲翼翼翅與空氣或水之間的反作用力最小。

本發(fā)明提供了一種單翼或多翼旋轉(zhuǎn)撲翼裝置，本撲翼裝置可以為單翼裝置，也可以根據(jù)需要增加撲翼翼翅成為多翼?yè)湟硌b置。

本發(fā)明提供了一種單翼或多翼旋轉(zhuǎn)撲翼裝置，可以以對(duì)稱兩組為單位裝備在撲翼飛機(jī)或撲翼航行器上，根據(jù)動(dòng)力需要安裝多對(duì)撲翼裝置。

本發(fā)明提供了一種單翼或多翼旋轉(zhuǎn)撲翼裝置，不僅可以裝備在撲翼飛行器上，也可以裝備在撲翼航行器上，如輪船或潛艇上。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明裝置的示意圖。

圖2是滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)示意圖。

圖3是使用本發(fā)明裝置飛行器示意圖。

1是發(fā)動(dòng)機(jī)、2是主動(dòng)輪、3是從動(dòng)輪、4是滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)、5是撲翼翼翅、6是主動(dòng)輪連接軸、7是滑動(dòng)腔、8是從動(dòng)輪連接軸、9為飛行器機(jī)身、10為飛行器尾翼、11為滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)輪連接軸孔位、12為滑動(dòng)腔上止點(diǎn)、13為滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)主動(dòng)輪連接軸孔位、14為滑動(dòng)腔下止點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示,本發(fā)明提供的單翼或多翼旋轉(zhuǎn)撲翼裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、主動(dòng)輪2、從動(dòng)輪3、撲翼翼翅5、滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)4，發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪2做連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主動(dòng)輪2與從動(dòng)輪3之間通過(guò)滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)4連接。主動(dòng)輪2上主動(dòng)輪連接軸6鑲嵌進(jìn)滑動(dòng)連桿的滑動(dòng)腔7中，主動(dòng)輪連接軸6可以在滑動(dòng)腔7中上下滑動(dòng)，從動(dòng)輪連接軸8與滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)4的另一端孔位鑲嵌。從動(dòng)輪連接軸8可以在滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的孔位中旋轉(zhuǎn)，從動(dòng)輪3上鑲嵌一個(gè)或數(shù)個(gè)撲翼翼翅5，當(dāng)主動(dòng)輪2帶動(dòng)從動(dòng)輪3旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)4的滑動(dòng)腔7的作用，可以使撲翼翼翅5在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)改變運(yùn)動(dòng)方向，向下運(yùn)動(dòng)以最大面積壓迫空氣產(chǎn)生最大升力，向上運(yùn)動(dòng)時(shí)由于滑動(dòng)腔7的作用，撲翼翼翅5改變仰角方向。滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)4上的滑動(dòng)腔上止點(diǎn)12和滑動(dòng)腔下止點(diǎn)14之間的距離設(shè)計(jì)使撲翼翼翅5與空氣或水之間的反作用力方向的角度從0-90°之間變化，當(dāng)滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)主動(dòng)輪連接軸6在滑動(dòng)腔下止點(diǎn)14時(shí)，撲翼翼翅5與空氣或水之間的反作用力方向的角度是0°，這個(gè)時(shí)候撲翼翼翅5與空氣或水之間的反作用力最大；當(dāng)滑動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)主動(dòng)輪連接軸6在滑動(dòng)腔下止點(diǎn)14時(shí)，撲翼翼翅5與空氣或水之間的反作用力方向的角度是90°，這個(gè)時(shí)候撲翼翼翅5與空氣或水之間的反作用力最小。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明在克服空氣或水對(duì)撲翼翼翅的反作用力方面設(shè)計(jì)新穎，創(chuàng)意獨(dú)特，可以極大減少空氣或水對(duì)撲翼翼翅的反作用力，極大地提高機(jī)械使用效率，節(jié)約大量的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，大幅增加撲翼設(shè)施的飛行或航行距離。

上述實(shí)施例僅為利于說(shuō)明，并非用來(lái)限制本發(fā)明的實(shí)施態(tài)樣，本發(fā)明日后的實(shí)施，并不以此為限制，凡以本發(fā)明的技術(shù)特征所為的改良實(shí)施，皆受本發(fā)明所約束。