[0001] 本发明涉及飞行器技术领域，具体是一种可折展机翼的扑翼飞行器。

[0002] 扑翼飞行器是一种模仿鸟类，昆虫，蝙蝠等进行扑翅飞行生物的新概念仿生飞行器，其结合了多个学科进行综合设计，有着飞行灵活，效率高，稳定性强，隐蔽性好等特点。有了这些特点，扑翼飞行器能在复杂地形和城市环境中进行低能见度的侦察与监视，故可用于军事侦察与监视，灾害救援，森林与湿地还有其他生态环境的检测等。

[0003] 已有的扑翼飞行器中，如公开号为CN115571334A所提到的一种扑翼飞行器，虽然它质量轻、机动性好、飞行效率高，且具有主动折叠机构来进行翅面的主动折叠变形，增强了整体飞行器的气动性，但其尾翼是固定尾翼，且折翅方式是类似蝙蝠的水平折翅运动，故其飞行的灵活性不佳；

[0004] 如公开号为CN117360813A提到的扑翼飞行器通过设置减速齿轮组和圆锥滚动组件，不需采用曲柄摇杆机构，即能为扑翼机构提供足够的动力，且结构紧凑、运动稳定，增强了扑翼飞行器的适用性，但其只有机翼的扑动运动，而没有机翼的折叠运动，使得其提供的气动性有限；

[0005] 又如公开号为CN116062164A提到的一种扑翼飞行器，通过合理的机构设置减少了动力源数量，使整机重量更轻，同时增加了机翼的运动自由度，有效地实现扑动、折叠和扭转运动，机翼末端轨迹呈空间“8”字形，能更好地仿生鸟类运动，整体上使扑翼飞行器运动更平稳。但该方案不能实现收纳式折展机翼，不便于携带，占据空间大和容易损坏；

[0006] 综上所述，当前所研究的大多为不可折展或可折展但效率低下的机翼，因此不方便携带、占据空间大一直是扑翼飞行器的诟病。

[0042] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0043] 如图1‑14所示，本发明提供一种可折展机翼的扑翼飞行器，包括机身1、摄像头2、控制模块3、折展机构4、机翼机构5和尾翼机构6，其中机身1包括鸟型机架11，鸟型机架11的内侧从头到尾通过螺钉依次固定有第一椭圆支架12、两组第二椭圆支架13、第三椭圆支架14和第四椭圆支架15；

[0044] 其中控制模块3包括固定支架31，固定支架31的顶部安装有电池组件32和电路板33，固定支架31的底部安装有双轴电机34；

[0045] 其中折展机构4分布在机身1的两侧，折展机构4包括阶梯轴一41，阶梯轴一41的中部安装有联轴器42，联轴器42的中部设置有传动球面杆43，传动球面杆43的端部通过球面副连接有球面杆组件44，球面杆组件44包括球面杆一441和球面杆二442，球面杆二442套设于球面杆一441的外表面，球面杆一441的端部连接有圆台45，圆台45与球面杆二442的内壁滑动连接，球面杆一441的外表面套设有抗压弹簧46；

[0046] 其中机翼机构5包括固定杆架51，固定杆架51的内部套设有折展转轴52，折展转轴52的两端均连接有方型凸台53，折展转轴52的外表面安装有两组轴肩54，轴肩54的外表面安装有扇形凸台一55，固定杆架51的一侧安装有扇形凸台二56，第二椭圆支架13的内侧安装有吊环螺钉57，吊环螺钉57与轴肩54通过抗拉弹簧58连接，固定杆架51的一面安装有阶梯轴二59，方型凸台53的一侧安装有中轴510和扇形凸台三511，中轴510的外表面套设有折展转杆512和扑翼连杆一513，中轴510的端部穿过扑翼连杆一513并连接有螺母，折展转杆
512的底部铰接有扑翼连杆二514，方型凸台53和扇形凸台四516之间设置有扭簧一515，扑翼连杆一513与扇形凸台四516之间设置有扭簧二520，折展转杆512顶部的一侧连接有扇形凸台四516，扑翼连杆一513和扑翼连杆二514的端部共同套设有扑翼连杆三517，扑翼连杆一513的外表面均匀的粘接有三组内段翅翼518，扑翼连杆三517的外表面均匀的粘接有四组外段翅翼519；

[0047] 其中尾翼机构6包括舵机固定板61，舵机固定板61安装在第三椭圆支架14和第四椭圆支架15之间，第四椭圆支架15的一侧通过固定尾杆62连接有尾翼固定支架63，尾翼固定支架63的内侧开设有固定轴连接孔68，固定轴连接孔68的内侧套设有转动凸台66，转动凸台66穿过固定轴连接孔68并通过插销铰接有飞行器尾翼65，尾翼固定支架63的上下两端均通过螺钉与鸟型机架11的尾部铰接，舵机固定板61的顶部安装有电动舵机64，电动舵机64通过舵机连杆67与飞行器尾翼65连接。

[0048] 通过固定杆架51与折展转轴52之间的配合，能够带动机翼机构5往机身1前方转动，使得折展转轴52转动并拉紧抗拉弹簧58，同时带动折展转杆512往机身1内侧转动，此时扭簧一515会被张紧，而扭簧二520维持原状以保持折展转杆512与扑翼连杆一513一间夹角，在这个过程中球面杆组件44会伸长，整个机翼完成收拢运动，从而方便整个飞行器的收纳，需要展开时，释放压紧左右机翼的双手，抗拉弹簧58和扭簧一515为了回复到初始位置而转动折展转轴52与折展转杆512，而在这个过程中扇形凸台一55与扇形凸台二56起到了对折展转轴52的限位作用，扇形凸台三511与扇形凸台四516起到了对折展转杆512的限位作用，与此同时球面杆组件44会缩短，回复到初始长度，整个机翼机构5完成展开运动。

[0049] 如图2、12所示，摄像头2为两组且固定在第一椭圆支架12上，摄像头2相对于鸟型机架11对称分布，固定支架31通过螺钉固定在两组第二椭圆支架13的中部，双轴电机34两端的输出轴通过联轴器42与传动球面杆43固定。

[0050] 通过摄像头2的设计，能有效侦察周围环境，能在复杂地形和城市环境中进行低能见度的侦察与监视，通过双轴电机34和传动球面杆43之间的配合，能够控制球面杆组件44进行转动，从而可以将动力传送至左右两侧的机翼机翼机构5上，使得机翼机翼机构5进行扑动运动。

[0051] 如图8、9、11所示，抗压弹簧46弹性支撑于圆台45与球面杆二442的内壁之间，球面杆二442的球面与扑翼连杆一513通过球面副连接，扭簧一515的刚度系数要大于扭簧二520的刚度系数。

[0052] 通过球面杆一441与球面杆二442之间的配合，使得球面杆组件44进行伸缩移动时，会对抗压弹簧46造成压缩，此时由于抗压弹簧46为压缩状态，因此会对圆台45进行支撑，从而在球面杆组件44伸缩时会起到缓冲的作用。

[0053] 如图12、13所示，固定杆架51通过螺栓固定在第二椭圆支架13的一侧，阶梯轴二59固定在第二椭圆支架13与固定杆架51之间，两组轴肩54分别于两组固定杆架51接触，扇形凸台一55与扇形凸台二56抵接，扇形凸台四516与扇形凸台三511抵接。

[0054] 通过扇形凸台一55与扇形凸台二56之间的配合，能够限制折展转轴52的旋转角度和旋转方向，通过扇形凸台三511与扇形凸台四516之间的配合，能够限制折展转杆512的旋转方向和角度，从而在抗拉弹簧58和扭簧一515的弹力带动机翼机构5复位时，机翼机构5能够展开到初始角度。

[0055] 如图1所示，机翼机构5的翼展长度为鸟型机架11长度的70％‑85％，且两个机翼机构5所在平面与鸟型机架11所在平面垂直。

[0056] 如图4所示，内段翅翼518的翼弦长度为机翼机构5翼展长度的40％～50％，外段翅翼519的翼弦长度为机翼机翼机构5翼展长度的20％～30％。

[0057] 如图3所示，第一椭圆支架12垂直距离H1＝0.6～0.7H0，鸟型机架11的喙部到第一椭圆支架12纵向距离L1＝0.2～0.3L0，第一椭圆支架12横向距离B1＝0.6～0.7B0，其中H0表示第二椭圆支架13的高度，L0表示鸟型机架11长度，B0表示第二椭圆支架13宽度，上述单位均为mm。

[0058] 如图6所示，舵机连杆67的两端呈球状，且舵机连杆67的两端分别于电动舵机64和飞行器尾翼65通过球面副连接。

[0059] 通过舵机连杆67与电动舵机64和飞行器尾翼65之间的配合，在两个电动舵机64同时拉两个舵机连杆67时，整个飞行器尾翼65会向上扬，在同时推动两个舵机连杆67时飞行器尾翼65会向下扬，而在拉动一组舵机连杆67，推动另一组舵机连杆67时，会向左侧或者右侧偏转，从而整个飞行器尾翼65能有多种位姿，能实现整个飞行器的俯仰，转向等飞行姿态的变化。

[0060] 如图3、4所示，第一椭圆支架12、第二椭圆支架13、第三椭圆支架14和第四椭圆支架15的椭圆面与正面对机身的平面平行，且相对于鸟型机架11左右对称，外段翅翼519和内段翅翼518为翼型薄环结构，在其最宽处设有横梁。

[0061] 通过设置第一椭圆支架12、第二椭圆支架13、第三椭圆支架14和第四椭圆支架15，能够对鸟型机架11支撑，使其整体更加稳固，且模拟鸟类身体的流线型，降低风阻，同时由于内段翅翼518和外段翅翼519为翼型薄环结构，通过镂空的设计，能够降低机翼机构5的重量，从而降低飞行器的负荷，且在内段翅翼518和外段翅翼519的最宽处设置横梁对内段翅翼518和外段翅翼519加固，且便于粘接在扑翼连杆一513和扑翼连杆三517的外侧。

[0062] 工作原理：

[0063] 在需要对飞行器收纳时，同时固定杆架51与折展转轴52之间的配合，能够用手将机翼机构5往机身1前方转动，使得折展转轴52发生转动并拉紧抗拉弹簧58，随后利用工具协助将折展转杆512往机身1内侧转动，此时扭簧一515会被张紧，而扭簧二520会维持原状以保持折展转杆512与扑翼连杆一513之间的夹角，在这个过程中球面杆组件44会伸长，整个机翼完成收拢运动，方便整个飞行器的收纳；

[0064] 在需要对飞行器展开时，释放压紧左右机翼的双手，通过抗拉弹簧58的拉力将会转动折展转轴52复位，而扭簧一515的弹力会带动折展转杆512旋转复位，而在这个过程中扇形凸台一55与扇形凸台二56起到了对折展转轴52的限位作用，扇形凸台三511与扇形凸台四516起到了对折展转杆512的限位作用，与此同时球面杆组件44会缩短，回复到初始长度，整个机翼机构5完成展开运动。

[0065] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。