合，實現(xiàn)較小負(fù)攻角拍動，角度取-10度?O度間的某個角度；當(dāng)撲旋翼上拍時，在撲旋翼氣動力和慣性力作用下，撲旋翼與凹槽下表面貼合，實現(xiàn)中等正攻角拍動，角度取40度?60度的某個角度。凹槽對應(yīng)的圓心角為40度到70度之間。
[0044]一種帶攻角控制裝置的撲旋翼的具體安裝過程為:
[0045]步驟1、安裝限位器；
[0046]將撲旋翼I整體組裝好，將翼膜104粘貼在主梁101、短梁102、斜梁103及擋板105的共面上后，將限位器b302和限位器a301分別套在撲旋翼主梁101外伸端上，將限位器a301粘套在撲旋翼主梁101外伸端根部，同時將限位器b302粘連在撲旋翼主梁101上，短梁102、斜梁103與主梁101的連接處，同時限位器b302的凹槽處固定擋板105 ;
[0047]步驟2、安裝攻角控制器；
[0048]將攻角控制器2卡在撲旋翼主梁101外伸端，攻角控制器2內(nèi)圓筒階梯過渡面與限位器a301內(nèi)端面貼合，同時攻角控制器2下半部底部與限位器b302外端面貼合，擋板105位于攻角控制器2的凹槽內(nèi)，將攻角控制器a201和攻角控制器b202粘接，保證撲旋翼擋板105能夠在凹槽內(nèi)運(yùn)動。
[0049]步驟3、將攻角控制器2與撲旋翼拍動機(jī)構(gòu)固連；
[0050]攻角控制器2上半部內(nèi)側(cè)與撲旋翼飛行器拍動機(jī)構(gòu)相連，隨撲旋翼一起拍動；攻角控制器2和撲旋翼飛行器拍動機(jī)構(gòu)連接后，當(dāng)撲旋翼拍動機(jī)構(gòu)拍動至水平時，攻角控制器2凹槽上表面與水平面呈-10?O度攻角，下表面與水平面呈40?60度攻角。
[0051]實施例2:
[0052]一種帶攻角控制裝置的撲旋翼包括:撲旋翼1，變形片4和限位梁106。
[0053]如圖4所示，撲旋翼I包括:主梁101、短梁102、斜梁103和翼膜104。主梁101、短梁102、斜梁103均采用碳纖維桿制作，翼膜104采用聚乙烯薄膜制作。
[0054]主梁101與短梁102、斜梁103共面，短梁102與主梁101垂直，斜梁103在主梁101與短梁102之間，與主梁101夾角在30°至60°之間。翼膜104粘在主梁101和短梁102及斜梁103所構(gòu)成的平面下方。短梁102和斜梁103根部固連，該連接點(diǎn)距主梁101垂直距離約短梁102長度的10%處，同時連接變形片4 ;變形片4位于主梁101長度的10%處。主梁101根部長度的10%是主梁101的外伸端，外伸端用來固連撲旋翼飛行器拍動機(jī)構(gòu)；初始安裝時，按照撲旋翼梁結(jié)構(gòu)在上、膜在下的方式安裝。
[0055]限位梁106采用碳纖維桿制作。
[0056]變形片4選用長方形的橡膠材料制作，變形片4優(yōu)選硅膠片，厚度選用1-2_，長度取短梁102長度的20%，寬度取長度的一半。變形片4 一端粘結(jié)在主梁101上，另一端與短梁102和斜梁103根部相交點(diǎn)粘連，受力時可拉伸、變形。
[0057]通過實驗測試改變變形片4的厚度或者調(diào)節(jié)短梁102和斜梁103的連接點(diǎn)與主梁101的垂直距離，來控制撲旋翼上拍時翼型的攻角。
[0058]以變形片4的厚度選擇為例。當(dāng)固定短梁102和斜梁103的連接點(diǎn)與主梁101的垂直距離，為短梁102長度的10%處，制作含不同厚度變形片4的撲旋翼I。
[0059]通過撲旋翼I上加載實驗，確定變形片4厚度，具體操作如下:明確撲旋翼I飛行器要使用的撲旋翼個數(shù)及微型撲旋翼飛行器重量，本實施例選取η個撲旋翼，η的范圍為2-4個；在不同的撲旋翼I上，取距離撲旋翼I旋轉(zhuǎn)軸0.6?0.7倍展長位置處翼型中點(diǎn)作為重量加載點(diǎn)，保持撲旋翼I水平，在加載點(diǎn)上放置重量等于飛行器重量的I/η的重物，取翼型攻角在40度至60度的變形片4。
[0060]用同樣的方法在固定變形片4厚度的前提下，確定短梁102和斜梁103的連接點(diǎn)與主梁101的垂直距離。限位梁106用來限制撲旋翼下拍時斜梁103、短梁102以及翼膜104的變形；
[0061]限位梁106的直徑和短梁102相同，長度略大于主梁長度15% ;限位梁106 —端固定在主梁101上，距主梁101根部約25%主梁101長度的位置處，且限位梁106的初始安裝角度與主梁101根部方向成45度角；另一端斜搭在斜梁103和短梁102上面，限位梁106的長度只要保證能夠同時搭載在斜梁103和短梁102即可。
[0062]初始安裝時，撲旋翼I整體與水平面的夾角設(shè)置為-10度?O度之間，保證了拍動機(jī)構(gòu)拍動至水平時，撲旋翼I初始幾何攻角的范圍為-10度?O度之間；
[0063]當(dāng)撲旋翼I拍動時，短梁102、斜梁103帶及翼膜104受到氣動力和翼慣性力作用，使得變形片4變形，短梁102和斜梁103帶動翼膜104繞主梁101轉(zhuǎn)動，從而控制撲旋翼I攻角變化。具體為:當(dāng)撲旋翼I上拍時，如圖5所示，短梁102、斜梁103以及翼膜104上的力使得變形片4變形，實現(xiàn)撲旋翼I向下翻轉(zhuǎn)，當(dāng)翻轉(zhuǎn)至一定程度后，變形片4的彈性力限制翼進(jìn)一步向下翻轉(zhuǎn)，撲旋翼I旋轉(zhuǎn)軸0.6?0.7倍展長位置處翼型當(dāng)?shù)毓ソ亲畲笾悼刂圃谥械裙ソ?，即攻角值介?0度?60度之間；而當(dāng)撲旋翼I下拍時，翼膜104張力和限位梁106限制撲旋翼I向上的過度變形，實現(xiàn)撲旋翼I旋轉(zhuǎn)軸0.6?0.7倍展長位置處翼型當(dāng)?shù)毓ソ亲钚≈悼刂圃?10度?O度之間。
【主權(quán)項】
1.一種帶攻角控制裝置的撲旋翼，其特征在于:包括撲旋翼，攻角控制裝置和限位裝置； 撲旋翼包括主梁、短梁、斜梁和翼膜；主梁、短梁和斜梁共面，短梁與主梁垂直，斜梁位于主梁與短梁之間，與主梁夾角在30°至60°之間；短梁根部、斜梁根部相交與主梁的根部處，且該連接點(diǎn)位于主梁長度的10%處，主梁根部長度的10%是主梁的外伸端；翼膜粘在主梁和短梁及斜梁所構(gòu)成的平面上； 攻角控制裝置和限位裝置共同作用，分為兩種形式:一種是利用擋板、限位器和攻角控制器組成；限位器有2個，分為限位器a和限位器b ;分別位于主梁外伸端的兩端；攻角控制器為兩片半階梯圓筒狀對扣在一起，分為上下兩部分，上半部內(nèi)部為圓筒階梯過渡面，用來匹配限位器a ;下半部套在外伸端外，通過與限位器的共同作用，限制撲旋翼軸向運(yùn)動； 在攻角控制器下半部位于限位器b連接處的圓筒壁上開扇形凹槽，凹槽深度約占攻角控制器的25%長度，凹槽軸向截面呈40?70度，擋板在凹槽上下運(yùn)動；攻角控制器上半部連接飛行器拍動機(jī)構(gòu)，初始安裝時，保證撲旋翼拍動機(jī)構(gòu)拍動至水平時，攻角控制器凹槽上表面與水平面呈-10?O度攻角，下表面與水平面呈40?60度攻角； 另一種是通過變形片和限位梁組成，變形片選用硅膠材料制作，一端粘結(jié)在主梁上，另一端與短梁和斜梁根部相交點(diǎn)粘連，通過改變變形片的厚度或者調(diào)節(jié)短梁和斜梁的連接點(diǎn)與主梁的垂直距離，來控制撲旋翼上拍時翼型的攻角； 限位梁用來限制撲旋翼下拍時斜梁、短梁以及翼膜的變形；限位梁一端固定在主梁上，距主梁根部約25%主梁長度的位置處，且限位梁的初始安裝角度與主梁根部方向成45度角；另一端斜搭在斜梁和短梁上面；初始安裝時，撲旋翼整體與水平面的夾角設(shè)置為-?ο度?O度之間，保證了拍動機(jī)構(gòu)拍動至水平時，撲旋翼初始幾何攻角的范圍為-10度?O度之間；通過變形片的變形，實現(xiàn)撲旋翼的攻角值介于40度?60度之間。
2.如權(quán)利要求1所述的一種帶攻角控制裝置的撲旋翼，其特征在于:所述的主梁、短梁及斜梁采用碳纖維桿制作，翼膜采用聚乙烯薄膜制作。
3.如權(quán)利要求1所述的一種帶攻角控制裝置的撲旋翼，其特征在于:所述的限位器a外徑為主梁直徑的1.5倍，內(nèi)徑與主梁直徑相同，卡在主梁外伸端的根部；限位器b外徑為主梁直徑的2.5倍，內(nèi)徑與主梁直徑相同，卡在主梁外伸端的另一側(cè)，短梁、斜梁與主梁的連接處；同時在限位器b上開有凹槽，卡住擋片的根部；擋片上下運(yùn)動帶動限位器b同時運(yùn)動，從而帶動撲旋翼主梁一起同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
4.如權(quán)利要求1所述的一種帶攻角控制裝置的撲旋翼，其特征在于:所述的攻角控制器上半部位于開口處的內(nèi)徑為撲旋翼主梁直徑的1.5倍，通過限位器a將攻角控制器固定在撲旋翼的外部；下半部內(nèi)徑比撲旋翼主梁直徑略大，與主梁外伸端形成間隙配合。
5.如權(quán)利要求1所述的一種帶攻角控制裝置的撲旋翼，其特征在于:所述的變形片優(yōu)選硅膠片，厚度選用l_2mm，長度取短梁102長度的20%，寬度取長度的一半。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶攻角控制裝置的撲旋翼，屬于微型飛行器領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域。包括撲旋翼，攻角控制裝置和限位裝置；撲旋翼包括主梁、短梁、斜梁和翼膜；攻角控制裝置和限位裝置共同作用，分為兩種形式：一是包括擋板、限位器和攻角控制器；在攻角控制器上開凹槽，擋板在凹槽上下運(yùn)動；限位器用來控制擋板的運(yùn)動范圍。另一種包括變形片和限位梁，通過改變變形片的厚度或調(diào)節(jié)短梁和斜梁的連接點(diǎn)與主梁的距離，控制撲旋翼上拍時翼型的攻角，限位梁用來限制撲旋翼下拍時撲旋翼的變形；通過對拍動過程中的撲旋翼攻角進(jìn)行控制，在維持正升力的基礎(chǔ)上，有效減小負(fù)升力，使微型撲旋翼飛行器的平均升力得到提升，飛行器能量利用率提高。
【IPC分類】B64C33-02
【公開號】CN104590560
【申請?zhí)枴緾N201510047111
【發(fā)明人】吳江浩, 周超, 張艷來
【申請人】北京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月29日