專利名稱：撲動機(jī)翼式飛行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種撲翼飛機(jī)型式的撲動機(jī)翼式飛行器。
背景技術(shù)：
裝有兩個撲動機(jī)翼的飛行器是已知的。已提出了各種用于致動機(jī)翼的機(jī)構(gòu)。其中 許多采用由電動機(jī)致動的曲柄連桿系統(tǒng)。為了改變撲動頻率，只要改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速就可 以了?？墒?，如果不設(shè)置附加的致動器，那些系統(tǒng)不能改變撲動幅度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種非常簡單的用于使機(jī)翼撲動的裝置，這種裝置能夠調(diào)節(jié) 機(jī)翼的撲動頻率和撲動幅度。本發(fā)明提供一種撲動機(jī)翼式飛行器，該飛行器包括框架，該框架有安裝在其上并 可繞兩個平行的樞紐軸線樞轉(zhuǎn)的兩個樞轉(zhuǎn)軸，每個樞轉(zhuǎn)軸承載有相應(yīng)的機(jī)翼。根據(jù)本發(fā)明， 這種飛行器包括用于使兩個樞轉(zhuǎn)軸擺動進(jìn)而使機(jī)翼撲動的第一擺動發(fā)生器，該第一擺動發(fā) 生器包括·兩個臂，每個臂固定到相應(yīng)的樞轉(zhuǎn)軸；·兩個曲柄，每個曲柄繞平行于樞轉(zhuǎn)軸的鉸轉(zhuǎn)軸線的相應(yīng)軸線鉸接到兩個臂中相 應(yīng)一個的端部；·連桿，其繞平行于樞轉(zhuǎn)軸的鉸轉(zhuǎn)軸線的軸線鉸接到兩個曲柄的端部；·同步裝置，用于使兩個樞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動同步，使樞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速相等但轉(zhuǎn)向相反；·兩個電動機(jī)，每個電動機(jī)放置成可使兩個曲柄中的一個相對于關(guān)聯(lián)的臂轉(zhuǎn)動；以 及·控制裝置，用于控制和同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速以及用于控制電動機(jī)之間的相位差。通過使兩個電動機(jī)以同一轉(zhuǎn)速連續(xù)地轉(zhuǎn)動，可使兩個機(jī)翼往復(fù)地?fù)鋭?。通過調(diào)整 兩個電動機(jī)之間的相位差，可調(diào)整機(jī)翼的撲動幅度?？梢匀芜x地通過確保兩個電動機(jī)處于 同相，也就是通過使兩個曲柄保持互相平行，使機(jī)翼不撲動。這樣，使用易于控制的兩個參數(shù)(兩個電動機(jī)的共同轉(zhuǎn)速和相位差)，就可控制機(jī) 翼的撲動頻率和撲動幅度。應(yīng)能看出，兩個電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不必是恒定的。但重要的是，要保持兩個電動機(jī)互相 同步，除非給這種系統(tǒng)引進(jìn)一個附加的自由度。


為使本發(fā)明可被更好地理解，下面參照

本發(fā)明，各附圖中圖1是構(gòu)成本發(fā)明的一個特定實(shí)施例的裝置的部分切掉的四分之三正視立體圖， 其兩個機(jī)翼之一用虛線表示；圖2是圖1所示的裝置的部分切掉的四分之三后視立體圖，其兩個機(jī)翼之一用虛線表示；圖3是圖1所示的裝置的前視圖，表示出其電動機(jī)的工作處于同相位；以及圖4是圖1所示的裝置的前視圖，表示出其電動機(jī)的工作處于不同相位。
具體實(shí)施例方式參照各附圖，按照本發(fā)明的一個特定實(shí)施例，這種裝置包括框架1，其承載有可繞 平行的軸線X轉(zhuǎn)動地安裝在框架上的兩個樞轉(zhuǎn)軸2。在圖1的切開部分可以看見支承著樞 轉(zhuǎn)軸2之一的滾珠軸承3。每個樞轉(zhuǎn)軸2上裝有可在樞轉(zhuǎn)軸2內(nèi)繞垂直于軸線X的軸線Y轉(zhuǎn)動的樞轉(zhuǎn)支承件 5(圖1中只能看見左樞轉(zhuǎn)軸的樞轉(zhuǎn)支承件)。機(jī)翼直接地附連到樞轉(zhuǎn)支承件5，其翼展大體 上沿著軸線Y延伸。這樣，兩個樞轉(zhuǎn)軸2之一繞軸線X的往復(fù)擺動可使相關(guān)的機(jī)翼撲動，同 時(shí)樞轉(zhuǎn)支承件5繞軸線Y的擺動可改變相關(guān)機(jī)翼的迎角。下面詳細(xì)說明控制著機(jī)翼的撲動的第一擺動發(fā)生器。這種擺動發(fā)生器首先包括配 合在樞轉(zhuǎn)軸2的溝槽里的交叉皮帶4，其能夠使兩個樞轉(zhuǎn)軸角度同步，因此當(dāng)兩個樞轉(zhuǎn)軸2 中的一個轉(zhuǎn)過給定的角度時(shí)，另一個樞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過大小相等但方向相反的角度。在變型的方 案中，可以采用齒輪連接或能夠使兩個樞轉(zhuǎn)軸2同步相應(yīng)轉(zhuǎn)動的任何其它被動式機(jī)械傳動 系統(tǒng)。第一擺動發(fā)生器有臂6，每個臂固定于兩個樞轉(zhuǎn)軸2中相應(yīng)的一個并且延伸以在 其相反端接納相應(yīng)電動機(jī)7，每個電動機(jī)的輸出軸裝有可繞平行于軸線X的軸線Xl旋轉(zhuǎn)的 轉(zhuǎn)動端8。在該實(shí)施例中，兩個臂6向下延伸，并且它們在軸線Y水平地延伸時(shí)大致是垂向 的，這從圖3可看得很清楚。每個轉(zhuǎn)動端8承載有曲柄9。曲柄9的端部圍繞同樣平行于軸 線X的軸線X2鉸接于連桿10。在該實(shí)施例中，臂6的長度(在軸線X和Xl之間測得)大于曲柄9的長度(在軸 線Xl和X2之間測得)，而連桿10的長度(在兩個軸線X2之間測得)等于兩個軸線X之間 的距離。按下述使機(jī)翼撲動。圖3中，兩個電動機(jī)7以相同的轉(zhuǎn)速沿同一方向轉(zhuǎn)動。由于 曲柄9互相平行，所以角度α和α ‘在所有時(shí)刻保持相等。稱之為兩個電動機(jī)7處于同 相。這樣的運(yùn)動不會使臂6產(chǎn)生任何擺動，因而樞轉(zhuǎn)軸2也不產(chǎn)生任何擺動。兩個機(jī)翼不 作撲動。圖4中，電動機(jī)7以相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，但它們是不同相的。曲柄9中的一個相對于 另一曲柄角度錯開。角度β和角度β ‘不相等。兩個電動機(jī)7以相同的轉(zhuǎn)速向同一方向 的連續(xù)轉(zhuǎn)動可引起兩個臂6的撲動式擺動，因而也使兩個樞轉(zhuǎn)軸2擺動。機(jī)翼通過繞軸線 X擺動而撲動。在這一實(shí)施例中，每個電動機(jī)7包括角度位置傳感器并連接于控制單元50，而控 制單元50給電動機(jī)供電并可接收來自所述傳感器的信息。為了改變撲動頻率，控制單元50 可改變兩個電動機(jī)7的轉(zhuǎn)速，同時(shí)確保兩個電動機(jī)7同步并達(dá)到相同的轉(zhuǎn)速。為了改變撲 動頻率，控制單元50可改變兩個電動機(jī)7的相位差，例如可通過暫時(shí)地使電動機(jī)中的一個 的轉(zhuǎn)速放慢，直至達(dá)到所希望的相位差，然后再使所述電動機(jī)重新加速而使它再以與另一 電動機(jī)相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。
下面詳細(xì)說明能夠控制機(jī)翼的迎角的第二擺動發(fā)生器。這個擺動發(fā)生器的工作原 理與第一擺動發(fā)生器的類似。應(yīng)還記得，每個機(jī)翼是固定于但不是直接地固定于相應(yīng)的樞 轉(zhuǎn)軸2，而是固定于可繞軸線Y轉(zhuǎn)動地安裝在樞轉(zhuǎn)軸2上的樞轉(zhuǎn)支承件5?；剡^來看圖1和2，可以看到，每個樞轉(zhuǎn)支承件5包括錐齒輪11，其與安裝在傳動 軸13的端部的錐齒輪12協(xié)配，而傳動軸13是可繞軸線X轉(zhuǎn)動地安裝在樞轉(zhuǎn)軸2上。這兩 個錐齒輪構(gòu)成樞轉(zhuǎn)支承件5繞軸線Y的轉(zhuǎn)動與對應(yīng)的傳動軸13繞軸線X的轉(zhuǎn)動的角度輸 出連接。每個傳動軸13的另一端固定于套筒22。套筒22通過交叉皮帶24同步地轉(zhuǎn)動，因 此，傳動軸13中的一個向一個方向轉(zhuǎn)動會使另一個傳動軸13向相反的方向轉(zhuǎn)動同樣的角 度。每個套筒22包括臂26，每個臂26延伸到在另一端接納電動機(jī)27，電動機(jī)27的轉(zhuǎn) 動端28繞平行于軸線X的軸線Xll轉(zhuǎn)動。在這一實(shí)施例中，兩個臂26向下延伸并且它們 在軸線Y處于水平時(shí)是大致垂向的。每個轉(zhuǎn)動端28承載有曲柄29。曲柄29的端部圍繞同 樣平行于軸線X的軸線22鉸接于連桿30。在這一實(shí)施例中，臂26的長度(在軸線X和Xll之間測得)大于曲柄29的長度 (在軸線Xll和X22之間測得)，而連桿30的長度(在兩個軸線X22之間測得)等于兩個 軸線X之間的距離。這個第二擺動發(fā)生器的工作與第一擺動發(fā)生器的完全相同。在電動機(jī)27處于同 相時(shí)，曲柄29保持互相平行，使得傳動軸13不會轉(zhuǎn)動。它們保持靜止不動。這時(shí)，第二擺 動發(fā)生器不輸出迎角擺動。可是，應(yīng)能看出，如果第一擺動發(fā)生器被起動而使機(jī)翼進(jìn)行撲動 擺動，那么該撲動擺動將誘發(fā)機(jī)翼的迎角的擺動。由于樞轉(zhuǎn)支承件5和傳動軸13之間有通 過錐齒輪11和12的連接，樞轉(zhuǎn)軸2繞軸線X的轉(zhuǎn)動，即使在傳動軸13保持靜止時(shí)，也有誘 發(fā)樞轉(zhuǎn)支承件5轉(zhuǎn)動的作用。于是兩個機(jī)翼經(jīng)受它們的迎角的誘發(fā)擺動，誘發(fā)擺動的頻率 等于撲動擺動的頻率。相反，當(dāng)電動機(jī)27處于不同相時(shí)，曲柄29的轉(zhuǎn)動誘發(fā)臂26的受控?cái)[動進(jìn)而誘發(fā) 套筒24的以及傳動軸13的受控?cái)[動。該擺動通過錐齒輪11和12傳遞到樞轉(zhuǎn)支承件5， 于是樞轉(zhuǎn)支承件5擺動起來，由此使機(jī)翼的迎角以受控的方式擺動，此外，樞轉(zhuǎn)軸2繞軸線 X的擺動也誘發(fā)迎角的擺動。與用于控制電動機(jī)7的方式相同，控制單元50也適于控制第二擺動發(fā)生器的電動 機(jī)27。有利的是，可改變電動機(jī)27的轉(zhuǎn)速來確保機(jī)翼的迎角的擺動頻率與機(jī)翼的撲動頻率一致。本發(fā)明不限于以上的描述，而是涵蓋屬于權(quán)利要求書所定義的范圍內(nèi)的任何變型。具體地說，盡管所示的裝置包括用于控制機(jī)翼的撲動的第一擺動發(fā)生器和用于控 制機(jī)翼的迎角的第二擺動發(fā)生器，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以提供一種只裝有可控制機(jī) 翼的撲動的一個擺動發(fā)生器的裝置。然后可以非常簡單地通過阻止傳動軸13轉(zhuǎn)動來把迎 角的擺動關(guān)聯(lián)于撲動擺動。這樣的裝置就簡化了，當(dāng)然其不再能調(diào)整迎角的擺動幅度和頻率。如果希望迎角不要擺動，可通過取消傳動軸13和樞轉(zhuǎn)支承件以及把機(jī)翼直接固 定于樞轉(zhuǎn)軸2使這種裝置簡化。
盡管附圖中電動機(jī)是安裝在每個驅(qū)動部件中的臂的端部，但是也可以把電動機(jī)安 裝在框架上，并通過皮帶或已知的任何其它傳動裝置約束曲柄隨電動機(jī)一起轉(zhuǎn)動。這樣可 降低樞轉(zhuǎn)軸或套筒繞軸線χ的慣性運(yùn)動。
權(quán)利要求
一種撲動機(jī)翼式飛行器，所述飛行器包括框架，所述框架具有在其上安裝成圍繞兩個平行的鉸轉(zhuǎn)軸線(X)樞轉(zhuǎn)的兩個樞轉(zhuǎn)軸，每個樞轉(zhuǎn)軸承載有相應(yīng)機(jī)翼，所述飛行器包括用于使所述樞轉(zhuǎn)軸擺動而使所述機(jī)翼撲動的第一擺動發(fā)生器，其特征在于，所述第一擺動發(fā)生器包括·兩個臂(6)，每個臂固定到相應(yīng)的樞轉(zhuǎn)軸(2)；·兩個曲柄(9)，每個曲柄圍繞平行于所述樞轉(zhuǎn)軸的所述鉸轉(zhuǎn)軸線(X)的相應(yīng)軸線(X1)鉸接到所述兩個臂中相應(yīng)一個的端部；·連桿(10)，所述連桿(10)圍繞平行于所述樞轉(zhuǎn)軸的鉸轉(zhuǎn)軸線(X)的軸線(X2)鉸接到所述兩個曲柄的端部；·同步裝置(4)，所述同步裝置(4)用于使所述兩個樞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動同步，使所述樞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速相等但轉(zhuǎn)向相反；·兩個電動機(jī)(7)，每個電動機(jī)放置成可使所述曲柄中的一個相對于關(guān)聯(lián)的臂轉(zhuǎn)動；以及·控制裝置(50)，所述控制裝置(50)用于控制和同步所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)速以及用于控制所述電動機(jī)之間的相位差。
2.如權(quán)利要求1所述的飛行器，其特征在于，所述同步裝置包括張緊于所述樞轉(zhuǎn)軸(2) 之間的交叉皮帶(4)。
3.如權(quán)利要求1所述的飛行器，其特征在于，所述電動機(jī)承載在所述臂(6)的端部，每 個曲柄(9)固定于所述對應(yīng)的電動機(jī)的轉(zhuǎn)動端(8)。
4.如權(quán)利要求1所述的飛行器，其特征在于，所述樞轉(zhuǎn)軸(2)接納有樞轉(zhuǎn)支承件(5)， 所述樞轉(zhuǎn)支承件(5)安裝在所述樞轉(zhuǎn)軸(2)上以圍繞垂直于所述鉸轉(zhuǎn)軸線(X)的軸線(Y) 轉(zhuǎn)動，所述機(jī)翼直接連接到所述樞轉(zhuǎn)支承件，所述飛行器包括第二擺動發(fā)生器(11、12、13)， 所述第二擺動發(fā)生器(11、12、13)用于使所述樞轉(zhuǎn)支承件擺動而使所述機(jī)翼的迎角擺動， 所述第二擺動發(fā)生器包括 兩個傳動軸(13)，所述傳動軸安裝成圍繞所述樞轉(zhuǎn)軸的所述鉸轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動并連接成 通過對應(yīng)的角度輸出裝置(11、12)隨所述樞轉(zhuǎn)支承件轉(zhuǎn)動； 兩個臂(26)，每個臂固定于所述傳動軸中相應(yīng)的一個； 兩個曲柄(29)，每個曲柄圍繞平行于所述樞轉(zhuǎn)軸的所述鉸轉(zhuǎn)軸線(X)的相應(yīng)軸線 (Xll)鉸接到所述臂中相應(yīng)一個的端部； 連桿(30)，所述連桿(30)圍繞平行于所述樞轉(zhuǎn)軸的所述鉸轉(zhuǎn)軸線⑴的軸線(X22) 鉸接到所述兩個曲柄的端部； 同步裝置(24)，所述同步裝置(24)用于使所述兩個傳動臂的轉(zhuǎn)動同步，使得所述傳 動臂轉(zhuǎn)速相等但轉(zhuǎn)向相反； 兩個電動機(jī)(27)，每個電動機(jī)放置成控制所述曲柄中相應(yīng)一個相對于關(guān)聯(lián)的臂的轉(zhuǎn) 動；以及 控制裝置(50)，所述控制裝置(50)用于控制和同步所述電動機(jī)(27)的轉(zhuǎn)速以及用 于控制所述電動機(jī)(27)之間的相位差。
5.如權(quán)利要求4所述的飛行器，其特征在于，所述同步裝置包括張緊于所述傳動軸 (13)之間的交叉皮帶(24)。
6.如權(quán)利要求4所述的飛行器，其特征在于，所述第二擺動發(fā)生器的所述電動機(jī)(27) 承載在所述臂(26)的端部，每個曲柄(29)固定于所述相應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)動端(28)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種撲動機(jī)翼式飛行器，其包括框架，該框架具有在其上安裝成圍繞兩個平行的鉸轉(zhuǎn)軸線(X)樞轉(zhuǎn)的兩個樞轉(zhuǎn)軸，每個樞轉(zhuǎn)軸承載有相應(yīng)的機(jī)翼，這種飛行器包括用于使樞轉(zhuǎn)軸擺動而使機(jī)翼撲動的第一擺動發(fā)生器，所述第一擺動發(fā)生器包括兩個臂(6)，每個臂固定到相應(yīng)的樞轉(zhuǎn)軸(2)；兩個曲柄(9)，每個曲柄圍繞平行于樞轉(zhuǎn)軸的鉸轉(zhuǎn)軸線(X)的相應(yīng)軸線(X1)鉸接于兩個臂中相應(yīng)的一個的端部；連桿(10)，其圍繞平行于樞轉(zhuǎn)軸的鉸轉(zhuǎn)軸線(X)的軸線(X2)兩端鉸接于兩個曲柄的端部；同步裝置(4)，用于使兩個樞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動同步，使得樞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速相等但轉(zhuǎn)向相反；兩個電動機(jī)(7)，每個電動機(jī)放置成可使兩個曲柄之一相對于關(guān)連的臂轉(zhuǎn)動；以及控制裝置(50)，用于控制和同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速以及用于控制電動機(jī)之間的相位差。
文檔編號B64C33/02GK101883719SQ200880114003
公開日2010年11月10日 申請日期2008年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月20日
發(fā)明者C·格朗多, E·德瑪格里, J-B·莫雷特, P·馬緹納里, S·東蘇克斯, T·拉瓦斯 申請人:巴黎第十一大學(xué);中央科學(xué)研究中心;皮埃爾和瑪利居里大學(xué)(巴黎第六大學(xué))