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申请/专利权人：武汉科技大学

摘要：本发明涉及一种能自主起飞的扑旋翼飞行器。其技术方案是：所述扑旋翼飞行器的机身中部11前端通过两侧连接板10与头部9固定连接，机身中部11的后端与尾杆12固定连接；前起落架2固定在两侧连接板10的下部，驱动机构3安装在两侧连接板10的中间位置处，两个机翼4对称地安装在两侧连接板10的外侧，后起落架5安装在机身中部11的下部靠后处，涵道风扇系统6安装在机身中部11的后端，尾翼7安装在尾杆12的末端。驱动机构3完成机翼4的扑动扭转折叠运动。涵道风扇系统6实现飞行器的转向升降并提供动力。本发明具有驱动原动件少、能实现扑动‑折叠‑扭转三耦合运动、飞行速度快、升降力大和能自主起飞的特点。

主权项：1.一种能自主起飞的扑旋翼飞行器，其特征在于：先设定飞行器头部为前方，面对飞行器头部的左方为左侧，面对飞行器头部的右方为右侧；左右方向为横向，前后方向为纵向；所述能自主起飞的扑旋翼飞行器由机身1、前起落架2、驱动机构3、机翼4、后起落架5、涵道风扇系统6、尾翼7和航模接收机8组成；机身1是由头部9、两个连接板10、机身中部11、尾杆12组成；头部9通过两侧的连接板10与机身中部11的前端连接，机身中部11的后端中间位置处与尾杆12的靠近前端处固定连接，尾杆12的前端设有矩形板连接孔；前起落架2固定在两侧连接板10的下部，驱动机构3安装在两侧连接板10的中间位置处，两个机翼4对称地安装在两侧连接板10的外侧，后起落架5安装在机身中部11的下部靠后处，涵道风扇系统6安装在机身中部11的后端，尾翼7安装在尾杆12的末端；头部9由弧形架13、锥齿轮固定杆14和机头固定杆16组成；弧形架13是由弧形杆、垂直杆和水平杆组成的整体，弧形杆后端与垂直杆的上端为一体，弧形杆的前端和水平杆的前端为一体；两个垂直杆的下端对称地固定在机头固定杆16靠近中部的两侧，水平杆的后端对称地固定在锥齿轮固定杆14的靠近两端处；在锥齿轮固定杆14对称地固定锥齿轮轴15，两个锥齿轮轴15分别紧靠对应的水平杆内壁；在头部9中：机头固定杆16和锥齿轮固定杆14的垂直距离h1=0.8~0.9h0，机头固定杆16和锥齿轮固定杆14的水平距离l1=0.3~0.4l0，两个弧形杆之间的距离b1=0.5~0.6b0；其中：h0表示垂直杆的高度，mm，l0表示水平杆的长度，mm，b0表示机头固定杆16和锥齿轮固定杆14的长度，mm；连接板10是由前斜边17、中斜边21、后斜边26和长斜边28围成的四边形平板；前斜边17和中斜边21的夹角为钝角，后斜边26和中斜边21的夹角为钝角；所述四边形平板中：在前斜边17和中斜边21的夹角处设有锥齿轮固定杆孔19，在前斜边17和长斜边28的夹角处设有前起落架安装孔18，在中斜边21和后斜边26的夹角处设有扭转杆孔23，在后斜边26和长斜边28的夹角处设有第二机身固定杆孔27，扭转杆孔23和第二机身固定杆孔27的中间位置处设有扭转轴孔24，在靠近第二机身固定杆孔27的位置处设有第一机身固定杆孔25，在四边形平板的靠近前部的中间位置处设有传动转轴孔20，在四边形平板的中部靠后处设有机头固定杆孔22，机头固定杆孔22靠近中斜边21，在锥齿轮固定杆孔19中固定装有头部9的锥齿轮固定杆14，在机头固定杆孔22中固定装有头部9的机头固定杆16；机身中部11由两个平行四边形机架29和均为一个的第二四边形固定杆35、第一四边形固定杆34、第一机身固定杆31、第二机身固定杆32组成；平行四边形机架29是由两个平行的斜杆件和两个平行的长杆件组成的整体，平行四边形机架29前斜杆件和下部长杆件的夹角为锐角；在两个平行四边形机架29后部的锐角处和后部的钝角处依次固定有第二四边形固定杆35和第一四边形固定杆34，在紧靠第一四边形固定杆34的前方对称地设有后起落架安装孔33，在两个平行四边形机架29前部的锐角处分别对称地设有两个电机安装孔30，在两个平行四边形机架29前部的钝角处固定有第二机身固定杆32，在两个平行四边形机架29朝前的斜边靠上处固定有第一机身固定杆31；机身中部11的第二四边形固定杆35的中间位置处固定有尾杆12，尾杆12的中心线垂直第二四边形固定杆35；在两个连接板10的第一机身固定杆孔25中固定安装有第一机身固定杆31，在两个连接板10的第二机身固定杆孔27中固定安装有第二机身固定杆32；前起落架2由前起落架万向轮36和前起落架横架杆37组成，在靠近前起落架横架杆37的两端处对称地装有前起落架万向轮36；前起落架横架杆37的两端分别固定安装在各自对应的连接板10的前起落架安装孔18中；驱动机构3由扭转机构38、驱动电机39和扑动折叠机构40组成；驱动电机39是由双头电机41和四个小皮带轮42组成；双头电机41两端的输出轴对称地装有两个小皮带轮42，双头电机41壳体的两端对称地设有机架连接孔43；螺钉通过两个平行四边形机架29的电机安装孔30与对应的机架连接孔43螺纹连接；扭转机构38由两个第一大皮带轮44、两个扭转轴45、筒状滑块46、导杆47和扭转杆48组成；两个扭转轴45的靠近外端处对称地装有第一大皮带轮44，两个扭转轴45的内端面设有扭转偏心轴50，两个扭转偏心轴50分别与筒状滑块46的两侧设有的偏心圆孔51对应连接，两个扭转轴45的轴线为同一条直线；筒状滑块46活套在导杆47的一端，导杆47的另一端与扭转杆48中间位置固定连接，扭转杆48的两端设有机翼连接孔49；两个扭转轴45的外端分别安装在连接板10的扭转轴孔24中；扭转杆48安装在连接板10的扭转杆孔23中；扑动折叠机构40由第二大皮带轮52、传动轴53、双面锥齿轮54、曲柄锥齿轮55、扑动折叠连杆56和轨迹杆57组成；在传动轴53靠近两端处对称地设有第二大皮带轮52，在传动轴53的中间位置处装有双面锥齿轮54，双面锥齿轮54的两面锥齿与对应的两个曲柄锥齿轮55分别啮合；在曲柄锥齿轮55锥齿的同一侧面对称地设有连杆偏心轴60，两个扑动折叠连杆56下端与连杆偏心轴60活动连接，两个扑动折叠连杆56的上端分别通过轨迹杆销轴58与轨迹杆57的下端活动连接，轨迹杆57的上端设有轨迹杆连接孔59；连杆偏心轴60的轴线与轨迹杆连接孔59的中心线在空间上相互垂直；传动轴53两端活动地安装在两个连接板10的传动转轴孔20中；两个曲柄锥齿轮55分别与锥齿轮固定杆14的两个锥齿轮轴15活动安装；双头电机41两端的输出轴的两个小皮带轮42分别通过各自的皮带与扭转机构38的第一大皮带轮44和扑动折叠机构40的第二大皮带轮52对应连接；机翼4由平面四杆机构61、内翼63和外翼67组成，内翼63和外翼67通过平面四杆机构61活动地连接一起；平面四杆机构61由传动杆64、机翼连杆62、内翼杆65和外翼杆66组成；传动杆64是将一根直杆弯成两段直杆，两段直杆的夹角为150~170°，两段直杆的夹角处设有机翼铰接孔71；所述机翼铰接孔71通过销轴与机翼连杆62的一端铰接，机翼连杆62的另一端通过内翼连杆销轴孔70的销轴与内翼杆65的一端铰接，内翼杆65的另一端通过销轴与外翼杆66的弯角处铰接；外翼杆66为长杆和短杆构成的“L”状杆件，所述“L”状杆件的短杆端通过销轴与传动杆64的左端铰接，传动杆64的右端面处同轴线地设有轨迹杆连接轴68；轨迹杆连接轴68与轨迹杆连接孔59连接；平面四杆机构61的外翼杆66的长杆杆身与外翼67的下表面固定连接，外翼杆66的长杆杆身紧邻外翼67的前侧边；内翼杆65的杆身与内翼63的下表面固定连接，内翼杆65的杆身紧邻内翼63的前侧边；内翼63内侧面的靠近前侧处设有“C”形槽，“C”形槽的开口端对称地设有机翼销轴孔，机翼销轴69与机翼销轴孔活动连接；扭转机构38的扭转杆48设有的机翼连接孔49与机翼销轴69铰接；后起落架5由后起落架万向轮72和后起落架横架73组成；后起落架万向轮72的轮轴通过连接杆件与后起落架横架73的中间位置处固定连接，后起落架横架73两端的端面对称地设有紧固螺钉孔74；后起落架横架73两端的紧固螺钉孔74通过螺钉分别固定在机身中部11的两个平行四边形机架29内侧的后起落架安装孔33处；涵道风扇系统6由矩形板76、横向舵机78、“U”形架79、纵向舵机80、第一涵道风扇81、双杆横架82和第二涵道风扇83组成；矩形板76下平面固定有横向舵机78，横向舵机78的舵机轴与“U”形架79的封闭端的中间位置处固定连接，“U”形架79的开口端与纵向舵机80下部两侧固定连接，纵向舵机80两侧的舵机轴分别与对应的双杆横架82的纵向杆86末端固定连接；双杆横架82为一个横向杆84和两个纵向杆86组成整体；横向杆84两端对称地设有涵道风扇固定板85，靠近涵道风扇固定板85内侧对称地固定有纵向杆86；靠近矩形板76的前端设有一个机身连接通孔75，矩形板76的上平面设有尾杆连接孔77；第一四边形固定杆34穿过机身连接通孔75固定在机身中部11内；尾杆12前端的矩形板连接孔通过螺钉与矩形板76的尾杆连接孔77固定；第一涵道风扇81和第二涵道风扇83分别与对应的涵道风扇固定板85固定连接；航模接收机8的连接关系是：航模接收机8与遥控器87无线连接，锂电池88的正极和负极与航模接收机8的电源接口的正极和负极对应连接；航模接收机8的电调接口1、电调接口2、电调接口3依次与电调1、电调2、电调3对应连接，电调1、电调2、电调3依次与双头电机41、第一涵道风扇81、第二涵道风扇83对应连接；航模接收机8的舵机接口1、舵机接口2依次与横向舵机78、纵向舵机80对应连接；锂电池88和航模接收机8分别置于机身中部11的两个平行四边形机架29内。

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