轨道环旋转扑翼动力装置

技术领域

本发明属于换向动力装置，具体是一种轨道环旋转扑翼动力装置。

背景技术

垂直起降技术是不需要滑跑就可以起飞和着陆的技术；垂直起降飞机减少或基本摆脱了对跑道的依赖，只需要很小的平地就可以拔地而起和垂直着陆，这种技术可以使飞机飞散配置，便于灵活出击、转移和伪装隐蔽，提高飞机战场生存率；垂直起降飞行器大致可分为旋翼类飞行器、喷气发动机推力转向飞机、倾转旋翼飞机、尾座式螺旋桨动力飞行器、涵道风扇动力飞行器。

但是以上垂直起降飞行器由于其自身可不克服的缺点，没有办法大面积推广和使用。比如使用大型螺旋桨作为垂直起降和平飞动力装置的倾转旋翼机，虽然在起降的运载能力以及平飞速度都有不错的表现，但是其巨大的螺旋桨也只能在开阔和较为平坦的地域使用，当在狭小空间或者障碍物较多的地方，如楼宇街道之间则无法展开，容易造成螺旋桨与周边物体碰撞。而以喷气发动机动力为基础的垂直起降方案虽然在使用空间上要求较低，但其推力的能效较低，同时高温高压喷射产生的尾气会对附近物体造成伤害；这种垂直起降方式能效较低且使用危险性较高，喷射尾流容易引起地面烤焦或者引燃周边物体，从而对起降场地有较高的要求，在其他场地方无法使用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种轨道环旋转扑翼动力装置。

本发明的技术方案如下：

一种轨道环旋转扑翼动力装置，由支架、发动机、联轴器、主轴、轨道环支撑架、轨道环连接体、轨道环连接轴承、核心轨道环、滑套、滑套支架、滑块、滑块轴、滑块轴轴承、小滑轮、主动摇臂、主动摇臂轴承、中轴连接块、从动摇臂、从轴连接块、叶片分配轮、叶片、叶片支架、叶片远端轴承、分段式自组合扇叶组成；其中，发动机固定在支架上，发动机转动轴和联轴器相连，联轴器、轨道环连接轴承、滑套支架、叶片支架、叶片远端轴承分别固定安装在主轴上；核心轨道环固定在轨道环连接体上，轨道环连接体固定在轨道环支撑架上，轨道环支撑架固定在支架上；核心轨道环、轨道环连接体、轨道环支撑架、轨道环连接轴承贯穿于主轴；滑块轴贯穿固定在滑块上，滑块轴轴承固定安装在滑块轴内侧一端，主动摇臂轴承固定安装在滑块轴外侧一端；每个滑块上固定装配有多个小滑轮，滑块可在滑套内移动；滑块轴轴承内切于核心轨道环；滑套固定安装在滑套支架上；主动摇臂一端通过主动摇臂轴承安装固定在滑块轴上，主动摇臂另一端安装在中轴连接块上；从动摇臂两端分别装配在中轴连接块和从轴连接块上；中轴连接块和从轴连接块固定安装在滑套支架上；叶片分配轮固定安装在中轴连接块和从轴连接块上；叶片一端固定安装在叶片分配轮上，另一端安装在叶片支架上，分段式自组合扇叶由叶片组成。

所述滑套支架、叶片支架、分段式自组合扇叶是十字形的。

所述每个滑块上固定装配有16个小滑轮。

所述核心轨道环相对于轨道环连接体向上凸起。

所述核心轨道环是不规则环形轨道环，由上下两段圆弧形和两侧连接两段圆弧形的直线段部组成，并且上部的圆弧形半径大于下部的圆弧形半径。

当发动机带动主轴转动工作时，滑套支架转动运行，滑套支架上滑套内的滑块通过滑块轴轴承沿着核心轨道环运动，从而带动滑块在滑套内运动，滑块在滑套内运动同时，滑块轴带动主动摇臂动作，使中轴连接块进行旋转转动，中轴连接块旋转动作拉动从动摇臂动作，从而使从轴连接块旋转转动；中轴连接块和从轴连接块转动带动叶片分配轮的转动，实现叶片以及分段式自组合扇叶的旋转扑翼。

本发明的一种轨道环旋转扑翼动力装置，通过轨道环这一较为简单的结构，实现叶片的打开和闭合，在轨道环的控制下，可以通过连杆机构将分组的小叶片进行组合连接，这样可以任意扩大叶片数，达到扩大和减小叶片面积的作用。分组叶片的优势在于把一个大叶片分成若干小叶片，在工作时自动分离组合的方式，大为减小叶片在开合过程中的旋转力臂，达到减小阻力的目的。本发明可以有效的为飞行器提供垂直起降的动力，具有产生动力效率高、控制效果好、成本低、应用场景广泛等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的内部部分结构示意图1；

图3是本发明的内部部分结构示意图2；

图4是本发明的内部部分结构示意图3；

图5是本发明的第一种应用方式示意图；

图6是本发明的第二种应用方式示意图；

图7是本发明的第三种应用方式示意图；

图中，1支架、2发动机、3联轴器、4主轴、5轨道环支撑架、6轨道环连接体、7轨道环连接轴承、8核心轨道环、9滑套、10滑套支架、11滑块、12滑块轴、13滑块轴轴承、14小滑轮、15主动摇臂、16主动摇臂轴承、17中轴连接块、18从动摇臂、19从轴连接块、20叶片分配轮、21叶片、22叶片支架、23叶片远端轴承、24分段式自组合扇叶、25轨道环旋转扑翼动力装置、26飞行器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

如图1、图2、图3、图4所示，本发明轨道环旋转扑翼动力装置由支架1、发动机2、联轴器3、主轴4、轨道环支撑架5、轨道环连接体6、轨道环连接轴承7、核心轨道环8、滑套9、滑套支架10、滑块11、滑块轴12、滑块轴轴承13、小滑轮14、主动摇臂15、主动摇臂轴承16、中轴连接块17、从动摇臂18、从轴连接块19、叶片分配轮20、叶片21、叶片支架22、叶片远端轴承23、分段式自组合扇叶24组成。

其中，发动机2固定在支架1上，发动机转动轴和联轴器3相连，联轴器3、轨道环连接轴承7、滑套支架10、叶片支架22、叶片远端轴承23分别固定安装在主轴4上；核心轨道环8固定在轨道环连接体6上，轨道环连接体6固定在轨道环支撑架5上，轨道环支撑架5固定在支架1上；核心轨道环8、轨道环连接体6、轨道环支撑架5、轨道环连接轴承7贯穿于主轴4；滑块轴12贯穿固定在滑块11上，滑块轴轴承13固定安装在滑块轴12内侧一端，主动摇臂轴承16固定安装在滑块轴12外侧一端。滑套支架10、叶片支架22、分段式自组合扇叶24是十字形的。

如图1、图2、图3、图4所示，每个滑块上固定装配16个小滑轮14，滑块11可在滑套9内运动；滑块轴轴承13内切于核心轨道环8；滑套9固定安装在滑套支架10上；主动摇臂15一端通过主动摇臂轴承16安装固定在滑块轴12上，主动摇臂15另一端安装在中轴连接块17上；从动摇臂18两端分别装配在中轴连接块17和从轴连接块19上；中轴连接块17和从轴连接块19固定安装在滑套支架10上；叶片分配轮20固定安装在中轴连接块17和从轴连接块19上；叶片21一端固定安装在叶片分配轮20上，另一端安装在叶片支架22上。

当发动机2通过联轴器3带动主轴4转动工作时，滑套支架10转动运行，滑套支架10上滑套9内的滑块11通过滑块轴轴承13沿着核心轨道环8运动，从而带动滑块11在滑套9内运动，滑块11在滑套9内运动同时，滑块轴12带动主动摇臂15动作，使中轴连接块17进行旋转转动，中轴连接块17旋转动作拉动从动摇臂18动作，从而使从轴连接块19旋转转动；中轴连接块17和从轴连接块19转动带动叶片分配轮20的转动实现叶片21的旋转扑翼。

其中，如图4所示，核心轨道环8为经过仿真计算的不规则环形轨道环，核心轨道环8相对于轨道环连接体6向上凸起，核心轨道环8由上下两段圆弧形和两侧连接两段圆弧形的直线段部组成，并且上部的圆弧形半径大于下部的圆弧形半径；滑块11通过沿着核心轨道环8运行，当遇到轨道圆弧路径改变处时，可实现叶片21从0到90度旋转；分段式自组合扇叶24由叶片21组成，叶片21从0到90度的旋转实现分段式自组合扇叶24的旋转扑翼，达到了产生垂直起降的动力效果。通过轨道环控制和分组叶片构成的系统，在轨道固有轨迹的控制下叶片在下扑时自动组合成一个整体下压做功，在另外半个过程中则叶片收起与空气不发生作用，这样在一个循环周期内不断的做功和收起相互交替进行，使整个机器获得一个有效的向上抬升的动力，使整机飞行器取得垂直起降的效果。

如图5、图6、图7所示，本发明的轨道环旋转扑翼动力装置，可以根据实际需要以多种方式对称安装应用在不同飞行器上，为飞行器提供垂直起降的动力。

本发明提出的轨道环旋转扑翼动力装置可以有效的为飞行器提供垂直起降的动力，具有产生动力效率高、控制效果好、容易操作、成本低、应用场景广泛、灵活飞行等优点，具有十分积极的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。