一种翼片结构、机翼结构以及扑翼型航行器的制作方法

[0001]
本公开涉及航行装置领域，特别涉及一种翼片结构、机翼结构以及扑翼型航行器。


背景技术：

[0002]
现有技术中存在的航行器多采用固定翼结构或比较有限的可变型翼(morphing wing)结构，这样无法针对实际的航行或飞行环境或者复杂的流场进行调整，导致航行或飞行效率差，稳定性差，不能实现高机动动作。


技术实现要素：

[0003]
本公开实施例的目的在于提供一种用于航行器的机翼结构以及航行器，以解决现有技术中无法针对实际的航行或飞行环境或者复杂的流场进行调整、航行或飞行效率差、稳定性差、不能实现高机动动作的问题。
[0004]
为了解决上述技术问题，本公开的实施例采用了如下技术方案：一种用于航行器的翼片结构，包括多个翼片单元，相邻的所述翼片单元之间通过翼型控制单元和翼片外缘连接件连接，每个所述翼片单元包括多个相互连接的翼片边缘件和机翼连杆连接件，每个所述翼片单元中的所述机翼连杆连接件与航行器的机翼连杆组对应连接。
[0005]
在一些实施例中，多个所述翼片单元包括翼片前缘单元以及翼片后缘单元，在所述翼片前缘单元和所述翼片后缘单元之间设置至少一个翼片中部单元。
[0006]
在一些实施例中，所述翼片前缘单元包括翼片前缘弧形件、第一翼片边缘件、第八翼片边缘件以及机翼前缘连杆连接件，所述第一翼片边缘件的第一端和所述第八翼片边缘件的第一端分别与所述翼片前缘弧形件的第一端和第二端连接，所述第一翼片边缘件的第二端和所述第八翼片边缘件的第二端分别与第一转动轴承和第六转动轴承连接，所述第一转动轴承和所述第六转动轴承通过第一翼片单元支撑件连接，所述第一翼片单元支撑件穿过并与所述机翼前缘连杆连接件相连接。
[0007]
在一些实施例中，所述翼片后缘单元包括翼片后缘楔形件、第四翼片边缘件、第五翼片边缘件以及机翼后缘连杆连接件，所述第四翼片边缘件和所述第五翼片边缘件的第一端分别与所述翼片后缘楔形件的第一端和第二端连接，所述第四翼片边缘件的第二端和所述第五翼片边缘件的第二端分别与第三转动轴承和所述第四转动轴承连接，所述第三转动轴承和所述第四转动轴承通过第三翼片单元支撑件连接，所述第三翼片单元支撑件穿过并与所述机翼后缘连杆连接件相连接。
[0008]
在一些实施例中，所述翼片中部单元包括第二翼片边缘件、第三翼片边缘件、第六翼片边缘件、第七翼片边缘件以及机翼中部连杆连接件，所述第二翼片边缘件的第一端和所述第三翼片边缘件的第一端通过第二转动轴承连接，所述第六翼片边缘件的第一端和所述第七翼片边缘件的第一端通过第五转动轴承连接，所述第二转动轴承和所述第五转动轴承通过第二翼片单元支撑件连接，所述第二翼片单元支撑件穿过并与所述机翼中部连杆连接件相连接。
[0009]
在一些实施例中，相邻的所述翼片单元的所述翼片边缘件之间通过所述翼片外缘连接件连接，所述翼片外缘连接件包括柔性连接件和滑动盖板，所述柔性连接件将相邻的所述翼片边缘件可伸缩连接，所述滑动盖板的一端与一个所述翼片边缘件的端部固定连接，所述滑动盖板的另一端与相邻的另一个所述翼片边缘件的端部滑动连接。
[0010]
在一些实施例中，所述翼型控制单元包括滑环连杆、滑环和滑杆，所述滑环连杆的一端与第一翼片单元的第一机翼连杆连接件的侧面连接，所述滑环连杆的另一端与所述滑环连接，所述滑杆设置在与所述第一翼片单元相邻的第二翼片单元的第二机翼连杆连接件的侧面并朝向所述第一机翼连杆连接件的方向延伸，所述滑环套设在所述滑杆上并能够沿着所述滑杆往复滑动。
[0011]
在一些实施例中，在所述滑杆的顶部设置滑杆基座，在所述滑杆基座的相对的第一侧和第二侧分别设置两个滑杆基座铰支座，每个所述滑杆基座铰支座通过连杆组与所述滑环上对应的滑环铰支座连接。
[0012]
在一些实施例中，在所述滑杆基座的第一侧或者第二侧，所述连杆组包括相互连接的前杆和后杆，所述前杆的第一端与对应的所述滑杆基座铰支座连接，所述前杆的第二端通过一个铰接支座与对应的所述翼片边缘件连接，所述前杆的中部通过另一个铰接支座与所述后杆的第一端连接，所述后杆的第二端与所述滑环上对应的所述滑环铰支座连接。
[0013]
本公开实施例还提供一种机翼结构，其包括上述任一项技术方案中所述的翼片结构。
[0014]
本公开实施例还提供一种航行器结构，其采用了上述技术方案中的机翼结构。
[0015]
本公开实施例具有大范围可变型翼的特征，所述机翼结构具有翼型可变、俯仰角度大范围可变的能力、沿航行器主体所在平面的大范围垂向摆动的能力以及沿航行器主体大范围纵向摆动的能力，能够针对复杂的流场或者环境进行调整，大幅度提升运动速度和运动效率，并可实现高机动动作。
附图说明
[0016]
图1为本公开实施例的具有三个多连杆组结构的机翼结构的结构示意图；
[0017]
图2为本公开实施例提供的翼片结构的剖视图；
[0018]
图3为本公开实施例提供的翼片结构的立体结构示意图；
[0019]
图4为本公开实施例提供的翼片结构的连接示意图；
[0020]
图5为本公开实施例的翼片结构中翼型控制单元的结构示意图；
[0021]
图6为本公开实施例的翼片结构中翼型控制单元的结构示意图；
[0022]
图7为本公开实施例的翼片结构中翼型控制单元的结构示意图；
[0023]
图8为本公开实施例的翼片结构中翼型控制单元的连接示意图；
[0024]
图9为本公开实施例的翼片结构中翼型控制单元的连接示意图；
[0025]
图10为本公开实施例的翼片结构中翼型控制单元的连接示意图；
[0026]
图11为本公开实施例的翼片结构的姿态变化示意图；
[0027]
图12为本公开实施例的翼片结构的姿态变化示意图；
[0028]
图13为本公开实施例的翼片结构的姿态变化示意图；
[0029]
图14为本公开实施例的翼片结构的姿态变化示意图；
[0030]
图15为本公开实施例的翼片结构的姿态变化示意图；
[0031]
图16为本公开实施例的翼片结构的姿态变化示意图；
[0032]
图17为本公开实施例的翼片结构的姿态变化示意图；
[0033]
图18为本公开实施例的翼片结构的姿态变化示意图。
[0034]
附图标记：
[0035]
100-机翼前缘连杆；200-机翼中部连杆；300-机翼后缘连杆；400-翼片外框架；110-机翼前缘连杆连接件；210-机翼中部连杆连接件；310-机翼后缘连杆连接件；500-第一翼型控制单元；600-第二翼型控制单元；
[0036]
1-翼片前缘弧形件；2-第一翼片边缘件；3-第一翼片外缘连接件；4-第二翼片边缘件；5-第三翼片边缘件；6-第二翼片外缘连接件；7-第四翼片边缘件；8-翼片后缘楔形件；9-第五翼片边缘件；10-第三翼片外缘连接件；11-第六翼片边缘件；12-第七翼片边缘件；13-第四翼片外缘连接件；14-第八翼片边缘件；15-第一转动轴承；16-第二转动轴承；17-第三转动轴承；18-第四转动轴承；19-第五转动轴承；20-第六转动轴承；21-第一翼片单元支撑件；22-第二翼片单元支撑件；23-第三翼片单元支撑件；24-第一滑环连杆；25-第一滑环；26-第一滑杆；27-第一直杆；28-第一u型杆；29-第一滑杆基座；30-第一滑杆基座铰支座；31-第二滑杆基座铰支座；32-第三滑杆基座铰支座；33-第四滑杆基座铰支座；34-第一杠杆组；35-第二杠杆组；36-第三杠杆组；37-第四杠杆组；38-第一滑环铰支座；39-第二滑环铰支座；40-第三滑环铰支座；41-第四滑环铰支座；42-第一杆；43-第二杆；44-第一铰支座；45-第二铰支座；46-第三杆；47-第四杆；48-第三铰支座；49-第四铰支座；50-第五杆；51-第六杆；52-第五铰支座；53-第六铰支座；54-第七杆；55-第八杆；56-第七铰支座；57-第八铰支座。
具体实施方式
[0037]
此处参考附图描述本公开的各种方案以及特征。
[0038]
应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。
[0039]
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。
[0040]
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本公开的这些和其它特性将会变得显而易见。
[0041]
还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本公开进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本公开的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
[0042]
当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
[0043]
此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免
不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。
[0044]
本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。
[0045]
本公开的实施例提供一种翼片结构、机翼结构以及扑翼型航行器。
[0046]
这里的所述机翼结构由所述翼片结构组成，所述机翼结构安装在所述扑翼型航行器上，这里的扑翼型航行器可以基于机翼结构在空中或者水中的摆动等运动实现航行或飞行、滑行和其他高机动动作，这里的扑翼型航行器的结构可以是仿生鸟、仿生鱼等类似的仿生结构，也可以是飞机型双翼航行器等结构，本公开对航行器的具体结构不作限定。
[0047]
这里的机翼结构也可以称为“扑翼”，其设置在所述航行器的主体上的任意位置，例如可以设置在所述航行器的主体的侧面，可以单侧设置，也可以在所述航行器的主体的两个对称侧面设置，对于所述机翼结构的设置位置本公开在此也不作限定。
[0048]
本公开实施例中涉及的所述机翼结构可以通过多连杆结构将本公开实施例中的翼片结构连接，以实现机翼结构的扭曲变形。根据在每个所述翼片结构中采用的翼片单元和翼型控制单元的数量能够实现不同的机翼结构形式，从而实现不同的摆动姿态和摆动程度。
[0049]
具体地，本公开实施例中涉及的所述机翼结构包括至少一个多连杆结构，所述多连杆结构从所述航行器的主体向翼尖方向延伸布置，在所述多连杆机构之间设置本公开实施例涉及的翼片结构。在本公开以下的各实施例中，以所述机翼结构包括三个多连杆组结构为例，但是不作为数量的限定。如图1所示，在本公开实施例涉及的机翼结构中，在机翼前缘部分、机翼中部部分和机翼后缘部分分别从所述航行器的主体向翼尖方向依次延伸布置三个的多连杆结构，分别是从所述航行器的主体的头部到尾部的顺序依次布置的并且总长度依次减小的机翼前缘多连杆结构a、机翼中部多连杆结构b以及机翼后缘多连杆结构c，所述机翼前缘多连杆结构a、所述机翼中部多连杆结构b以及所述机翼后缘多连杆结构c都与所述航行器的主体上的支撑骨架d相连接，多连杆结构a、b、c的运动由其相应关节处的电机驱动转动，电机相对转动的方向不限。下面结合具体实施方式对所述翼片结构、所述机翼结构以及所述航行器进行具体描述：
[0050]
本公开实施例的第一方面提供一种可多维度可变形的翼片结构，每个所述翼片结构依次套设在机翼前缘多连杆结构、机翼中部多连杆结构以及机翼后缘多连杆结构上以形成所述机翼结构，如图2所示，所述机翼结构包括依次设置的机翼前缘连杆100、机翼中部连杆200以及机翼后缘连杆300，这里定义以所述机翼前缘连杆100、所述机翼中部连杆200和所述机翼后缘连杆300的延伸方向为第一方向，其中，所述机翼前缘连杆100、所述机翼中部连杆200和所述机翼后缘连杆300分别是所述前缘多连杆结构、所述中部多连杆结构以及所述后缘多连杆结构上的连杆部分。每个所述翼片结构沿着第二方向套设在所述机翼前缘连杆100、所述机翼中部连杆200和所述机翼后缘连杆300上，所述第二方向可以与所述第一方向相互垂直；所述机翼前缘连杆100、所述机翼中部连杆200和所述机翼后缘连杆300在驱动装置(例如电机)的驱动下的运动能够带动所述翼片结构的运动，从而使得带动所述机翼结构的整体运动。
[0051]
本公开实施例涉及的每个所述翼片结构包括多个翼片单元，相邻的所述翼片单元之间通过所述翼型控制单元和翼片外缘连接件连接，每个所述翼片单元包括多个翼片边缘件和机翼连杆连接件，每个所述翼片单元中的所述机翼连杆连接件与所述航行器的所述机翼连杆组连接，所述航行器的不同所述机翼连杆之间可以相对上下、左右等摆动，也就是发生相对位置变动，这里的所述机翼连杆组也就是所述机翼前缘连杆100、所述机翼中部连杆200或所述机翼后缘连杆300；在每个所述翼片结构中，所述翼片边缘件与所述翼片外缘连接件构成了所述翼片结构的翼片外框架400。
[0052]
在本公开实施例中，所述翼片结构包块一翼片前缘单元以及一翼片后缘单元，在一些实施方式中，在所述翼片前缘单元和所述翼片后缘单元之间可以设置至少一个翼片中部单元，其中，这里所述翼片中部单元的数量可以是一个，也可以是多个，所述翼片中部单元的数量根据所述翼片结构的整体长度、所述翼片结构的变形要求等设置。在本公开实施例中，所述翼片中部单元的数量为一个。所述翼片前缘单元、所述翼片中部单元以及所述翼片后缘单元分别与所述机翼前缘连杆100、所述机翼中部连杆200和所述机翼后缘连杆300相连接。进一步地，如图2所示，所述翼片前缘单元与所述翼片中部单元之间通过第一翼型控制单元500连接，所述翼片中部单元和所述翼片后缘单元之间通过第二翼型控制单元600连接。
[0053]
具体地，参见图3并结合图2所示，图3示出了所述翼片结构的结构示意图，所述翼片前缘单元位于所述翼片单元的前缘位置，其包括翼片前缘弧形件1、第一翼片边缘件2、第八翼片边缘件14以及机翼前缘连杆连接件110，所述第一翼片边缘件2的第一端和所述第八翼片边缘件14的第一端分别与所述翼片前缘弧形件1的第一端和第二端连接并且分别位于所述翼片前缘单元的上下两侧，其能够实现被动变形；所述第一翼片边缘件2的第二端和所述第八翼片边缘件14的第二端分别与第一转动轴承15和第六转动轴承20连接，所述第一转动轴承15和所述第六转动轴承20通过第一翼片单元支撑件21连接，所述第一翼片单元支撑件21穿过并与所述机翼前缘连杆连接件110相连接，其中，所述第一转动轴承15和所述第六转动轴承20可在所述第一翼片单元支撑件21上滑动。
[0054]
所述翼片中部单元位于所述翼片单元的中部位置，其包括第二翼片边缘件4、第三翼片边缘件5、第六翼片边缘件11、第七翼片边缘件12以及机翼中部连杆连接件210，其中，所述第二翼片边缘件4和所述第三翼片边缘件5位于所述翼片中部单元的上侧，所述第六翼片边缘件11和所述第七翼片边缘件12位于所述翼片中部单元的下侧，这里的翼片边缘件能够实现被动变形；所述第二翼片边缘件4的第一端和所述第三翼片边缘件5第一端通过第二转动轴承16连接，所述第六翼片边缘件11和所述第七翼片边缘件12通过第五转动轴承19连接，所述第二转动轴承16和所述第五转动轴承19通过第二翼片单元支撑件22连接，所述第二翼片单元支撑件22穿过并与所述机翼中部连杆连接件210相连接；其中，图4示例性地示出了所述第二翼片边缘件4的第一端通过所述第二转动轴承16与所述第三翼片边缘件5的第一端连接，这种连接结构适用于其他转动轴承；所述第二转动轴承16和所述第五转动轴承19可在所述第二翼片单元支撑件22上滑动。在一些实施例中，所述第二翼片边缘件4、所述第三翼片边缘件5、所述第六翼片边缘件11以及所述第七翼片边缘件12也可以用刚性连杆代替。
[0055]
所述翼片后缘单元位于所述翼片单元的后缘位置，其包括翼片后缘楔形件8、第四
翼片边缘件7、第五翼片边缘件9以及机翼后缘连杆连接件310，所述第四翼片边缘件7和所述第五翼片边缘件9的第一端分别与所述翼片后缘楔形件8的第一端和第二端连接并且分别位于所述翼片后缘单元的上下两侧，其能够实现被动变形；所述第四翼片边缘件7的第二端和所述第五翼片边缘件9的第二端分别与第三转动轴承17和所述第四转动轴承18连接，所述第三转动轴承17和所述第四转动轴承18通过第三翼片单元支撑件23连接，所述第三翼片单元支撑件23穿过并与所述机翼后缘连杆连接件310相连接，其中，所述第三转动轴承17和所述第四转动轴承18可在所述第三翼片单元支撑件23上滑动。
[0056]
进一步地，所述机翼前缘连杆连接件110、所述机翼中部连杆连接件210和所述机翼后缘连杆连接件310分别设置在所述机翼前缘连杆100、所述机翼中部连杆200和所述机翼后缘连杆300上。
[0057]
如上所述，所述翼片单元之间通过翼型控制单元连接，具体地，所述机翼前缘连杆连接件110、机翼中部连杆连接件210和机翼后缘连杆连接件310之间通过翼型控制单元连接，具体地，所述机翼前缘连杆连接件110和所述机翼中部连杆连接件210之间通过第一翼型控制单元500连接，所述机翼中部连杆连接件210和所述机翼后缘连杆连接件310之间通过第二翼型控制单元600连接。其中，考虑到所述机翼前缘连杆100、所述机翼中部连杆200和所述机翼后缘连杆300在驱动装置(例如电机)的驱动下的运动能够带动所述翼片结构的整体运动，所述机翼前缘连杆连接件110、所述机翼中部连杆连接件210和所述机翼后缘连杆连接件310可以是例如电机的转子，也可以是轴套，故可以实现主动驱动运动或被动运动，具体的选择基于航行器的需求、位置等因素确定，本公开在此不做限定。
[0058]
进一步地，如上所述，不同的翼片单元的翼片边缘件之间通过翼片外缘连接件连接，在本公开实施例中，所述翼片前缘单元与所述翼片中部单元之间在上下两侧分别通过第一翼片外缘连接件3和第四翼片外缘连接件13连接，所述翼片中部单元与所述翼片后缘单元之间在上下两侧分别通过第二翼片外缘连接件6和第三翼片外缘连接件10连接。其中，在所述翼片结构的一侧，所述第一翼片外缘连接件3包括可伸缩的第一柔性连接件301和第一滑动盖板302，所述第一柔性连接件301和所述第一滑动盖板302设置在所述翼片前缘单元的所述第一翼片边缘件2和所述翼片中部单元的所述第二翼片边缘件4的端面之间；所述第二翼片外缘连接件6包括可伸缩的第二柔性连接件601和第二滑动盖板602，所述第二柔性连接件601和所述第二滑动盖板602设置在所述翼片中部单元的所述第三翼片边缘件5和所述第四翼片边缘件7的端面之间。在所述翼片结构的另一侧，所述第三翼片外缘连接件10包括可伸缩的第三柔性连接件1001和第三滑动盖板1002，所述第三柔性连接件1001和所述第三滑动盖板1002设置在所述翼片后缘单元的所述第五翼片边缘件9和所述翼片中部单元的所述第六翼片边缘件11的端面之间；所述第四翼片外缘连接件13包括可伸缩的第四柔性连接件1301和第四滑动盖板1302，所述第四柔性连接件1301和所述第四滑动盖板1302设置在所述翼片中部单元的所述第七翼片边缘件12和所述翼片前缘单元的所述第八翼片边缘件14的端面之间。
[0059]
如上所述，所述翼片前缘单元与所述翼片中部单元之间通过第一翼型控制单元500连接，具体地，所述机翼前缘连杆连接件110和所述机翼中部连杆连接件210之间通过第一翼型控制单元500连接，如图5-7所示，其中，图5示出了所述第一翼型控制单元500的三维结构以及其与所述机翼前缘连杆连接件110和所述机翼中部连杆连接件210之间的连接关
系，图6和图7分别从两个侧面进一步展示了所述第一翼型控制单元500的结构以及其与所述机翼前缘连杆连接件110和所述机翼中部连杆连接件210之间的连接关系，
[0060]
其中，所述第一翼型控制单元500包括第一滑环连杆24、第一滑环25和第一滑杆26，具体地，所述第一滑环连杆24的一端与所述机翼前缘连杆连接件110与所述机翼中部连杆连接件210相对的侧面连接，所述第一滑环连杆24的另一端与所述第一滑环25连接，所述第一滑杆26设置在所述机翼中部连杆连接件210与所述机翼前缘连杆连接件110相对的侧面上，所述第一滑环25套设在所述第一滑杆26上并能够沿着所述第一滑杆26往复滑动。
[0061]
具体地，所述第一滑环连杆24包括第一直杆27和第一u型杆28，所述第一直杆27的一端与所述机翼前缘连杆连接件110的侧面连接，如图8所示，所述第一直杆27与所述机翼前缘连杆连接件110可以采用球铰连接的方式，所述第一直杆27的另一端与所述第一u型杆28的底边连接，所述第一u型杆28的两个长边分别与所述第一滑环25相连接，所述第一滑杆26从所述第一滑环25的中部穿过并位于两个所述长边的中间。
[0062]
进一步地，在所述第一滑杆26的顶部设置第一滑杆基座29，所述第一滑杆基座29限制在所述第一u型杆28和所述第一滑环25围成的环形区域内，所述第一滑杆基座29的上侧并排设置第一滑杆基座铰支座30和第二滑杆基座铰支座31,相应地，所述第一滑杆基座29的下侧并排设置第三滑杆基座铰支座32和第四滑杆基座铰支座33，其中，所述第一滑杆基座铰支座30与第一杠杆组34的一端连接，所述第一杠杆组34的另一端与所述第一滑环25相连接，所述第二滑杆基座铰支座31与第二杠杆组35的一端连接，所述第二杠杆组35的另一端与所述第一滑环25相连接，所述第三滑杆基座铰支座32与第三杠杆组36的一端连接，所述第三杠杆组36的另一端与所述第一滑环25相连接，所述第四滑杆基座铰支座33与第四杠杆组37的一端连接，所述第四杠杆组37的另一端与所述第一滑环25相连接。这样，所述第一滑杆基座29通过四个连杆组与所述第一滑环25可转动连接。
[0063]
进一步地，在位于所述第一滑环25的第一侧的端部设置第一滑环铰支座38和第二滑环铰支座39，所述第一杠杆组34的另一端与所述第一滑环25的所述第一滑环铰支座38转动连接，所述第二杠杆组35的另一端与所述第一滑环25的第二滑环铰支座39转动连接，在位于所述第一滑环25的第二侧的端部设置第三滑环铰支座40和第四滑环铰支座41，所述第三杠杆组36的另一端与所述第一滑环25的第三滑环铰支座40转动相连接，所述第四杠杆组37的另一端与所述第一滑环25的第四滑环铰支座41转动连接。
[0064]
具体地，所述第一杠杆组34包括第一杆42和第二杆43，所述第一杆42的第一端部与所述第一滑杆基座铰支座30转动连接，在所述第一杆42的第二端部和中部分别设置第一铰支座44和第二铰支座45，其中，所述第一杆42的第二端部通过所述第一铰支座44与所述第一翼片边缘件2相连接，所述第二杆43的第一端部通过所述第二铰支座45与所述第一杆42连接，所述第二杆43的第二端部与所述第一滑环铰支座38转动连接。
[0065]
所述第二杠杆组35包括第三杆46和第四杆47，所述第三杆46的第一端部与所述第二滑杆基座铰支座31转动连接，在所述第三杆46的第二端部和中部分别设置第三铰支座48和第四铰支座49，其中，所述第三杆46的第二端部通过所述第三铰支座48与第二翼片边缘件4相连接，所述第四杆47的第一端部通过所述第四铰支座49与所述第三杆46连接，所述第四杆47的第二端部与所述第二滑环铰支座39转动连接。
[0066]
所述第三杠杆组36包括第五杆50和第六杆51，所述第五杆50的第一端部与所述第
三滑杆基座铰支座32转动连接，在所述第五杆50的第二端部和中部分别设置第五铰支座52和第六铰支座53，其中，所述第五杆50的第二端部通过第五铰支座52与第八翼片边缘件14相连接，所述第六杆51的第一端部通过所述第六铰支座53与所述第五杆50连接，所述第六杆51的第二端部与所述第三滑环铰支座40转动连接。
[0067]
所述第四杠杆组37包括第七杆54和第八杆55，所述第七杆54的第一端部与所述第四滑杆基座铰支座33转动连接，在所述第七杆54的第二端部和中部分别设置第七铰支座56和第八铰支座57，其中，所述第七杆54的第二端部通过第七铰支座56与第七翼片边缘件12相连接，所述第八杆55的第一端部通过所述第八铰支座57与所述第七杆54连接，所述第八杆55的第二端部与所述第四滑环铰支座41转动连接。
[0068]
这样，每个杠杆组都可以通过铰支座与所述翼片外框架400中的翼片边缘件之间形成转动连接，从而实现所述翼型控制单元与所述翼片外框架400之间的联动关系。下面针对位于翼片前部的所述第一翼型控制单元500的运动控制进行具体描述：
[0069]
在所述翼片结构实际的运动中，只要所述机翼前缘连杆100和所述机翼中部连杆200之间发生相对位置变动，不管是在水平面内摆动，在竖直面内摆动，还是在水平和竖直面内的组合运动，都会使得所述第一滑杆26相对于所述第一滑环25发生相对运动；进一步地，由于翼型控制单元与所述翼片外框架之间具有联动关系，通过固接在所述第一滑环25和所述第一滑杆26上的所述第一滑杆基座铰支座30、所述第二滑杆基座铰支座31、所述第三滑杆基座铰支座32、所述第四滑杆基座铰支座33、所述第一滑环铰支座38、所述第二滑环铰支座39、所述第三滑环铰支座40以及所述第四滑环铰支座41将所述第一滑杆26和所述第一滑环25间的相对运动分别传递给所述第一杆42、所述第二杆43、所述第三杆46、所述第四杆47、所述第五杆50、所述第六杆51、所述第七杆54以及所述第八杆55，其中，所述第一杆42和所述第二杆43之间通过所述第二铰支座45产生联动关系，所述第三杆46和所述第四杆47之间通过第四铰支座49产生联动关系，所述第五杆50和所述第六杆51之间通过第六铰支座53产生联动关系,所述第七杆54和所述第八杆55之间通过第八铰支座57产生联动关系；此外，由于将所述第一滑环25和所述第一滑杆26的相对运动传递给第一铰支座44、第三铰支座48、第五铰支座52以及第七铰支座56，从而将所述第一滑环25和所述第一滑杆26的相对运动传递给可被动变形的所述第一翼片边缘件2、所述第二翼片边缘件4、所述第七翼片边缘件12和所述第八翼片边缘件14，这样，使得可被动变形的所述第一翼片边缘件2、所述第二翼片边缘件4、所述第七翼片边缘件12和所述第八翼片边缘件14能够跟随所述第一滑环25和所述第一滑杆26的相对运动实现运动。
[0070]
进一步地，随着所述第一翼片边缘件2、所述第二翼片边缘件4、所述第七翼片边缘件12和所述第八翼片边缘件14的运动，使得相邻的所述翼片边缘件之间形成柔性连接的所述第一密封柔性连接件301和所述第四密封柔性连接件1301也会产生伸缩运动，其中，所述第一滑动盖板302的一端与所述第一翼片边缘件2固定连接，另一端(运动端)与所述第二翼片边缘件4可滑动连接，随着所述第一翼片边缘件2和所述第二翼片边缘件4的相对运动，所述第一滑动盖板302的运动端始终紧密贴合所述第二翼片边缘件4，所述第四滑动盖板1302一端固定在所述第八翼片边缘件14上，另一端作为运动端与所述第七翼片边缘件12可滑动连接，随着所述第八翼片边缘件14和所述第七翼片边缘件12的相对运动，所述第四滑动盖板1302的运动端始终紧密贴合所述第七翼片边缘件12。
[0071]
为了使得翼片前部的所述第一翼型控制单元500在所述第一翼片边缘件2、所述第二翼片边缘件4、所述第七翼片边缘件12和所述第八翼片边缘件14的复杂变形下仍然能够实现翼型控制能力，能够传递所述第一滑环25和所述第一滑杆26的相对运动，因此，所述第一滑环连杆24与所述机翼前缘连杆连接件110之间采用球铰方式连接，所述第一滑杆26与所述机翼中部连杆连接件210之间采用球铰方式连接，进一步地，以图9为例，所述第三铰支座48通过转48a与所述第二翼片边缘件4连接，同理地，所述第一铰支座44通过转轴44与所述第一翼片边缘件2连接，所述第五铰支座52通过转轴与所述第八翼片边缘件14连接，第四铰支座56通过转轴与所述第七翼片边缘件12连接，这样，从而保证在所述翼片外框架400的变形下，所述第一滑杆26可以在所述第一滑环25上轻易滑动。
[0072]
如上所述，所述机翼中部连杆连接件210和所述机翼后缘连杆连接件310之间通过第二翼型控制单元600连接，如图10所示，图10示出了所述第二翼型控制单元600的三维结构以及其与所述机翼中部连杆连接件210和所述机翼后缘连杆连接件310之间的连接关系，第二翼型控制单元600与所述第一翼型控制单元500的结构相同，本公开这里就不再过多阐述。
[0073]
通过本实施例的所述翼片结构，基于翼型控制单元的调整，例如通过所述机翼连杆组的运动或者相对位置的改变，能够实现所述翼片结构的运动，也就是多种翼型变形，从而实现平面翼型变换的基本动作，其中，图11和图12为翼型攻角改变示意图，通过所述机翼结构的运动使得所述机翼前缘连杆100、所述机翼中部连杆200、所述机翼后缘连杆300所在的所述翼片结构的截面处于同一直线，从而实现图11所示的下附动作以及图12所示的上仰动作。当然，如图13和图14所示，本公开实施例还能够实现所述翼片结构的改变，也就是翼型伸缩变形，例如由两个所述翼型控制单元驱动所述翼片结构缩小，例如通过所述第一滑环连杆24与所述第一滑杆26之间的相对运动，使得所述机翼前缘连杆100、所述机翼中部连杆200、所述机翼后缘连杆300之间的距离缩短，从而实现图13所示的翼型缩小动作，或者由两个翼型控制单元驱动所述翼片结构的增大，也就是使得所述机翼前缘连杆100、所述机翼中部连杆200、所述机翼后缘连杆300之间的距离增大，从而实现图14所示的翼型增大动作。本公开实施例还可以实现翼型平面弯曲动作，图15和图16为所述翼片结构的翼型平面弯曲动作示意图，其中，图15示出了所述翼片结构上弯的示意图，图16示出了所述翼片结构下弯的示意图。
[0074]
当然，上述翼型变化动作通过组合能够实现平面翼型变换复杂动作：此类变换是采用平面翼型基本动作的排列组合，属于组合运动，实现翼型的复杂变换，本公开这里就不再过多阐述。
[0075]
通过本实施例的所述翼片结构，基于翼型控制单元的调整，能够实现多种翼型变形，还能实现空间翼型变换的复杂动作，此类复杂变换，基于平面翼型变换基本动作攻角改变、相似拉伸压缩变形、平面弯曲，并可增加由所述机翼前缘连杆100、所述机翼中部连杆200以及所述机翼后缘连杆300的不平行运动引发翼片侧面扭曲的基本运动。由于空间翼型变换难以以二维图像详尽描述，在这里仅将翼片侧面扭曲运动进行补充，空间翼型复杂变换是基于攻角改变、相似变形、平面弯曲和侧面扭曲四种基本运动的排列组合。图17和图18示出了所述翼片结构侧面扭曲的两侧扭曲的示意图。
[0076]
本公开实施例的第二方面提供一种机翼结构，其包括上述任意实施方式中的所述
翼片结构。这里的所述机翼结构由所述翼片结构组成，其设置在航行器主体上的任意位置，例如可以设置在航行器主体的侧面，可以单侧设置，也可以在航行器主体的两个对称侧面设置，对于机翼结构的设置位置本公开在此也不作限定。
[0077]
本公开实施例中的所述机翼结构包括至少一个多连杆结构以及所述翼片结构。这样，可以通过多连杆结构组成以实现所述机翼结构的扭曲变形。根据在所述机翼结构中采用的多连杆结构的数量能够实现不同的机翼结构形式，从而实现不同摆动的姿态和程度。
[0078]
本公开实施例中的所述机翼结构具有大范围可变型翼的特征，所述机翼结构具有翼型可变、俯仰角度大范围可变的能力、沿航行器主体所在平面进行大范围垂向摆动的能力以及沿航行器主体进行大范围纵向摆动的能力，能够针对复杂的流场或者环境进行调整，大幅度提升运动速度和运动效率，并可实现高机动动作。
[0079]
本公开实施例的第三方面提供一种扑翼型航行器，其包括上述任意实施方式中的所述机翼结构。这里的扑翼型航行器可以基于机翼结构在空中或者水中的摆动等运动实现航行或飞行、滑行和其他高机动动作，这里的航行器的结构可以是仿生鸟、仿生鱼等类似的仿生结构，也可以是飞机型双翼航行器等结构，本公开对航行器的具体结构不作限定。
[0080]
本公开实施例中的所述翼片结构、所述机翼结构以及所述扑翼型航行器在弦向和展向上都具有大范围可变型翼的特征，所述机翼结构具有翼型可变、俯仰角度大范围可变的能力、沿航行器主体所在平面进行大范围垂向摆动的能力以及沿航行器主体进行大范围纵向摆动的能力，能够针对复杂的流场或者环境进行调整，大幅度提升运动速度和运动效率，并可实现高机动动作。
[0081]
此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本公开的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。
[0082]
以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本公开的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。
[0083]
本公开的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。以上实施例仅为本公开的示例性实施例，不用于限制本公开，本公开的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本公开的实质和保护范围内，对本公开做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本公开的保护范围内。

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