專利名稱：內(nèi)齒嚙合撲翼升力生成裝置的制作方法
技術領域：
內(nèi)齒嚙合撲翼升力生成裝置，涉及撲翼飛行器及其模型技術領域，可廣泛應用于運輸、軍事、體育娛樂、玩具、農(nóng)林業(yè)等領域。
背景技術：
人類渴望像鳥一樣在空中自由飛翔，到目前為止，都沒實現(xiàn)真正意義上的撲翼飛行。傳統(tǒng)的連桿機抅撲翼靠上下煽動來產(chǎn)生升力，機構(gòu)復雜，且效率較低；專利號為 ZL200710071871.2公開了一種撲翼升力生成裝置，它是借助“處理同一水平面內(nèi)的兩根轉(zhuǎn)軸分別向內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，因離心力作用而向外滑動的兩個翼片撥動空氣向下運動并產(chǎn)生升力”， 其效率比傳統(tǒng)撲翼高，但翼展和產(chǎn)生升力的撲動范圍受到最小弦長、整流罩和弧狀窄條導軌的制約；公布號為CN101708775A，名稱為“撲翼升力生成裝置”的專利申請公開了一種靠撲翼提升機構(gòu)使撲翼復位的撲翼升力生成裝置，其效率較高，但機構(gòu)傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)均很復雜，運行機動性和可靠性不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種效率更高、結(jié)構(gòu)簡單且運行可靠的撲翼升力生成裝置。本發(fā)明采用的技術方案是包括主軸、前軸承、后軸承、齒輪、帶內(nèi)齒撲翼、前端板、 后端板和固定板；帶內(nèi)齒撲翼可看作由四塊厚度相等的等寬剛性板光滑連接而成，其中兩塊為矩形平板，它們互相平行，另兩塊為半圓弧形曲面板，它們對稱固連在兩塊平行矩形平板的兩端；帶內(nèi)齒撲翼的內(nèi)表面中部四周帶有能與齒輪嚙合的直齒；齒輪固定安裝在主軸上，主軸穿過帶內(nèi)齒撲翼通過前軸承和后軸承安裝在前端板和后端板上，使帶內(nèi)齒撲翼的一側(cè)外表面貼住固定板，主軸與撲翼飛行器前進方向一致，且與固定板平面平行；固定板上下對稱于過主軸軸線的水平面；前端板和后端板固定在固定板的同一側(cè)，固定板是剛性的， 它與撲翼飛行器機身固連，豎直布置，固定板也可以是機身的一部分，固定板貼近帶內(nèi)齒撲翼的一側(cè)是平面的，其高度大于帶內(nèi)齒撲翼翼展(即帶內(nèi)齒撲翼的長度)的兩倍，其寬度大于帶內(nèi)齒撲翼的弦長(即帶內(nèi)齒撲翼的寬度)。為減小帶內(nèi)齒撲翼緊貼固定板滑動時的摩擦，可以在固定板的適當位置均勻鑲上數(shù)個用以減小摩擦的滾珠或滾針。固定板有以下四個方面作用第一，用來限制帶內(nèi)齒撲翼向左側(cè)轉(zhuǎn)動；第二，用作帶內(nèi)齒撲翼上升運行導向；第三，同帶內(nèi)齒撲翼配合產(chǎn)生類似昆蟲的“相撲與急張”的運動效果；第四，用來固定前端板和后端板。齒輪包括齒在內(nèi)的最大外徑略小于帶內(nèi)齒撲翼內(nèi)側(cè)最小凈空間距，以免帶內(nèi)齒撲翼在運動過程中卡住。前端板和后端板大小相等，其高度和寬度都稍大于帶內(nèi)齒撲翼的總體厚度，它們除用來定位主軸外，還有一個作用是擋住帶內(nèi)齒撲翼，限制帶內(nèi)齒撲翼在前后方向移動，前端板和后端板的內(nèi)側(cè)是光滑的平面，它們的內(nèi)側(cè)間距以稍大于帶內(nèi)齒撲翼的弦長為宜。在動力的驅(qū)動下，主軸帶動齒輪做順時針方向轉(zhuǎn)動，由于齒輪與帶內(nèi)齒撲翼的直齒嚙合，假設起始位置是帶內(nèi)齒撲翼處于豎直方向的最高位置，在齒輪的帶動下，帶內(nèi)齒撲翼繞主軸作順時針方向轉(zhuǎn)動，撥動空氣向下運動，產(chǎn)生向上的升力，再加上固定板與帶內(nèi)齒撲翼的共同作用，在固定板和帶內(nèi)齒撲翼之間產(chǎn)生類似昆蟲的“相撲與急張”的運動效果， 該裝置產(chǎn)生升力的效果更明顯，效率極高；當帶內(nèi)齒撲翼轉(zhuǎn)到豎直方向的最低位置，此時帶內(nèi)齒撲翼緊貼固定板，由于齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動，在齒輪的帶動下，帶內(nèi)齒撲翼緊貼固定板上行， 當帶內(nèi)齒撲翼上行到豎直方向的最高位置時又回到了假設的起始位置，隨后進入下一個工作周期。如此連續(xù)重復上述過程，該裝置能產(chǎn)生很大的升力，效率極高，但結(jié)構(gòu)簡單，安全可罪。


圖1 內(nèi)齒嚙合撲翼升力生成裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 圖1中齒輪及附近區(qū)域的局部放大圖；圖3 內(nèi)齒嚙合撲翼升力生成裝置的帶內(nèi)齒撲翼撲至水平位置時的從上往下看的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖1中大的帶箭頭的虛線半圓弧表示帶內(nèi)齒撲翼下?lián)鋾r離齒輪最遠點的運動軌跡，小的弧形箭頭表示齒輪的轉(zhuǎn)動方向。
具體實施例方式下面給出本發(fā)明的實施方式實例，并結(jié)合附圖1 3加以說明。如圖所示，內(nèi)齒嚙合撲翼升力生成裝置包括主軸1、前軸承2、后軸承3、齒輪4、帶內(nèi)齒撲翼5、前端板6、后端板7和固定板8 ；帶內(nèi)齒撲翼5可看作由四塊厚度相等的等寬剛性板光滑連接而成，其中兩塊為矩形平板，它們互相平行，另兩塊為半圓弧形曲面板，它們對稱固連在兩塊平行矩形平板的兩端；帶內(nèi)齒撲翼5的內(nèi)表面中部四周帶有能與齒輪4嚙合的直齒；齒輪4固定安裝在主軸1上，主軸1穿過帶內(nèi)齒撲翼5通過前軸承2和后軸承3 安裝在前端板6和后端板7上，使帶內(nèi)齒撲翼5的一側(cè)外表面貼住固定板8，主軸1與撲翼飛行器前進方向一致，且與固定板8平面平行；固定板8上下對稱于過主軸1軸線的水平面；前端板6和后端板7固定在固定板8的同一側(cè)，固定板8是剛性的，它與撲翼飛行器機身固連，豎直布置，固定板8也可以是機身的一部分，固定板8貼近帶內(nèi)齒撲翼5的一側(cè)是平面的，其高度大于帶內(nèi)齒撲翼5翼展(即帶內(nèi)齒撲翼5的長度)的兩倍，其寬度大于帶內(nèi)齒撲翼5的弦長(即帶內(nèi)齒撲翼5的寬度)。為減小帶內(nèi)齒撲翼5緊貼固定板8滑動時的摩擦，可以在固定板8的適當位置均勻鑲上數(shù)個用以減小摩擦的滾珠或滾針。固定板8有以下四個方面作用第一，用來限制帶內(nèi)齒撲翼5向左側(cè)轉(zhuǎn)動；第二，用作帶內(nèi)齒撲翼5上升運行導向；第三，同帶內(nèi)齒撲翼5配合產(chǎn)生類似昆蟲的“相撲與急張”的運動效果；第四，用來固定前端板6和后端板7。齒輪4包括齒在內(nèi)的最大外徑略小于帶內(nèi)齒撲翼5內(nèi)側(cè)最小凈空間距，以免帶內(nèi)齒撲翼5在運動過程中卡住。前端板6和后端板7大小相等，它們的高度和寬度都稍大于帶內(nèi)齒撲翼5的總體厚度，前端板6和后端板7除用來定位主軸1外，還有一個作用是擋住帶內(nèi)齒撲翼5，限制帶內(nèi)齒撲翼5在前后方向移動，前端板6和后端板7的內(nèi)側(cè)是光滑的平面，它們的內(nèi)側(cè)間距以稍大于帶內(nèi)齒撲翼5的弦長為宜。本發(fā)明裝置的工作原理在動力的驅(qū)動下，主軸1帶動齒輪4做順時針方向轉(zhuǎn)動， 由于齒輪4與帶內(nèi)齒撲翼5的直齒嚙合，假設起始位置是帶內(nèi)齒撲翼5處于豎直方向的最高位置，在齒輪4的帶動下，帶內(nèi)齒撲翼5繞主軸1作順時針方向轉(zhuǎn)動，在帶內(nèi)齒撲翼5自豎直方向的最高位置轉(zhuǎn)至水平位置的過程中，帶內(nèi)齒撲翼5與固定板8上半部分之間的空間逐漸變寬，形成低壓區(qū)，將空氣吸入，從而產(chǎn)生向上的升力；在帶內(nèi)齒撲翼5運行至水平位置后繼續(xù)轉(zhuǎn)動至豎直方向的最低位置的過程中，帶內(nèi)齒撲翼5與固定板8下半部分之間的空間逐漸變窄，兩者之間的空氣往下擠出，亦產(chǎn)生向上的升力。在固定板8和帶內(nèi)齒撲翼 5的共同作用下，它們之間產(chǎn)生類似昆蟲的“相撲與急張”的運動效果，該裝置產(chǎn)生升力的效果明顯，效率極高。當帶內(nèi)齒撲翼5轉(zhuǎn)到豎直方向的最低位置，此時帶內(nèi)齒撲翼5緊貼固定板8，由于齒輪4繼續(xù)轉(zhuǎn)動，在齒輪4的帶動下，帶內(nèi)齒撲翼5緊貼固定板8上行，當帶內(nèi)齒撲翼5上行到豎直方向的最高位置時又回到了假設的起始位置，隨后進入下一個工作周期。如此連續(xù)重復上述過程，該裝置能產(chǎn)生很大的升力，效率極高，但結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠。下面舉例簡單說明該內(nèi)齒嚙合撲翼升力生成裝置使用在撲翼飛行器上的情形例1、使用兩個相同的本發(fā)明裝置，從撲翼飛行器正后方往前看，兩裝置左右對稱排列于機身的兩側(cè)，兩裝置的固定板緊貼機身安裝，帶內(nèi)齒撲翼朝外，兩裝置的主軸都與撲翼飛行器前進方向一致，且兩主軸處于同一水平面內(nèi)，兩裝置的固定板與機身縱向?qū)ΨQ面平行，機身右邊裝置的帶內(nèi)齒撲翼在動力的驅(qū)動下做順時針下?lián)?，機身左邊裝置的帶內(nèi)齒撲翼在動力的驅(qū)動下做逆時針下?lián)洌瑑裳b置均產(chǎn)生向上的升力。兩裝置可以同步聯(lián)動驅(qū)動， 也可以獨立驅(qū)動，機動性能良好。將兩裝置的帶內(nèi)齒撲翼固定在接近水平位置時，撲翼飛行器可進行滑翔飛行，安全性能良好。例2、使用兩組本發(fā)明裝置，每組為三個結(jié)構(gòu)相同的該發(fā)明裝置前、中、后直線排列，每組中前面裝置和后面裝置完全相同，中間裝置除帶內(nèi)齒撲翼的寬度即弦長為前面裝置的一半外其它尺寸均與前面裝置相同，三裝置的主軸軸線處在同一直線上，三裝置的帶內(nèi)齒撲翼靠同一邊布置，前后裝置相位相同，中間裝置與前后裝置相位相差90°，即當中間裝置的帶內(nèi)齒撲翼處于水平位置時，前后裝置的帶內(nèi)齒撲翼剛好處于豎直方向的最高位置。從撲翼飛行器正后方往前看，兩組裝置左右對稱排列于機身的兩側(cè)，它們的固定板都靠內(nèi)，帶內(nèi)齒撲翼都靠外，兩組裝置的主軸都與撲翼飛行器前進方向一致，且所有主軸處于同一水平面內(nèi)，兩組裝置的固定板均與機身縱向?qū)ΨQ面平行，機身右邊裝置的帶內(nèi)齒撲翼在動力的驅(qū)動下做順時針下?lián)?，機身左邊裝置的帶內(nèi)齒撲翼在動力的驅(qū)動下做逆時針下?lián)洹?將兩組中的前后裝置的帶內(nèi)齒撲翼固定在接近水平位置時，撲翼飛行器可進行滑翔飛行， 安全性能良好。
權(quán)利要求
1.內(nèi)齒嚙合撲翼升力生成裝置，其特征在于它包括主軸(1)、前軸承(2)、后軸承(3)、 齒輪(4)、帶內(nèi)齒撲翼(5)、前端板(6)、后端板(7)和固定板(8)；帶內(nèi)齒撲翼(5)可看作由四塊厚度相等的等寬剛性板光滑連接而成，其中兩塊為矩形平板，它們互相平行，另兩塊為半圓弧形曲面板，它們對稱固連在兩塊平行矩形平板的兩端；帶內(nèi)齒撲翼(5)的內(nèi)表面中部四周帶有能與齒輪(4)嚙合的直齒；齒輪(4)固定安裝在主軸(1)上，主軸(1)穿過帶內(nèi)齒撲翼(5)通過前軸承(2)和后軸承(3)安裝在前端板(6)和后端板(7)上，使帶內(nèi)齒撲翼(5)的一側(cè)外表面貼住固定板(8)，主軸(1)與撲翼飛行器前進方向一致，且與固定板 (8)平面平行；固定板(8)上下對稱于過主軸(1)軸線的水平面；前端板(6)和后端板(7) 固定在固定板(8)的同一側(cè)，固定板(8)是剛性的，它與撲翼飛行器機身固連，豎直布置，固定板(8)也可以是機身的一部分，固定板(8)貼近帶內(nèi)齒撲翼(5)的一側(cè)是平面的，其高度大于帶內(nèi)齒撲翼(5)的長度的兩倍，其寬度大于帶內(nèi)齒撲翼(5)的寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)齒嚙合撲翼升力生成裝置，其特征在于它的固定板(8) 貼近帶內(nèi)齒撲翼(5)的一側(cè)可以均勻鑲上數(shù)個用以減小摩擦的滾珠或滾針。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)齒嚙合撲翼升力生成裝置，其特征在于它的齒輪(4)包括齒在內(nèi)的最大外徑略小于帶內(nèi)齒撲翼(5)內(nèi)側(cè)最小凈空間距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)齒嚙合撲翼升力生成裝置，其特征在于它的前端板(6) 和后端板(7)大小相等，它們的高度和寬度都稍大于帶內(nèi)齒撲翼(5)的總體厚度，前端板 (6)和后端板(7)的內(nèi)側(cè)是光滑的平面，它們的內(nèi)側(cè)間距以稍大于帶內(nèi)齒撲翼(5)的弦長為且。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的內(nèi)齒嚙合撲翼升力生成裝置，其特征在于可以在同一飛行器上使用兩個或6個該裝置，它們成對地對稱排列于機身的左右兩側(cè)，它們的主軸(1)與撲翼飛行器前進方向一致，它們的固定板(8)與飛行器的縱向?qū)ΨQ面平行且成對地對稱固連在機身的左右兩側(cè)。
全文摘要
內(nèi)齒嚙合撲翼升力生成裝置，屬撲翼飛行器及其模型技術領域，包括主軸、前軸承、后軸承、齒輪、帶內(nèi)齒撲翼、前端板、后端板和固定板，安裝有齒輪的主軸穿過帶內(nèi)齒撲翼安裝在前端板和后端板的前軸承和后軸承上，齒輪與帶內(nèi)齒撲翼的直齒嚙合。在動力的驅(qū)動下，齒輪帶動帶內(nèi)齒撲翼下?lián)洚a(chǎn)生升力，由于固定板的限制，帶內(nèi)齒撲翼轉(zhuǎn)動半圈后直線上升。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，效率很高，可用于飛行器及其模型做升力裝置。
文檔編號B64C33/02GK102180264SQ20111008942
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者王志成 申請人:王志成