一种往复直线运动电动滚筒翼升力装置.pdf

一种往复直线运动电动滚筒翼升力装置，属航空技术领域。主要包括主轴、机架、转盘、滑块、平动框、滚筒翼和电机。转盘水平安装于主轴的上端。滑块通过滑块轴安装在转盘的上表面。平动框是由导轨、前导杆、滚筒轴和后导杆围成的一个矩形框。前导杆通过前左直线轴承和前右直线轴承安装在机架上；后导杆通过后左直线轴承和后右直线轴承安装在机架上。导轨与滑块相连。滚筒翼固定套装在滚筒轴外周。滚筒轴的前段通过轴承安装在前导杆的右端，滚筒轴的前端与电机相连；滚筒轴的后端通过轴承安装在后导杆的右端。在电机控制器的控制器下电机能带动滚筒翼正反转动。在动力的驱动下，该装置能产生空气动力，可应用于垂直升降飞行器上作升力装置。

权利要求书
1.  一种往复直线运动电动滚筒翼升力装置，其特征在于：主要包括主轴（1）、机架（2）、转盘（3）、滑块（4）、平动框（5）、滚筒翼（6）和电机（7）；主轴（1）通过轴承安竖直安装在机架（2）上，转盘（3）水平安装于主轴（1）的上端；滑块（4）包括滑块体（42）和滑块轴（41），滑块（4）通过滑块轴（41）安装在转盘（3）的上表面，滑块体（42）能绕滑块轴（41）灵活转动；平动框（5）是由导轨（51）、前导杆（52）、滚筒轴（53）和后导杆（54）围成的一个矩形框；平动框（5）水平布置；前导杆（52）和后导杆（54）平行，导轨（51）和滚筒轴（53）平行；前导杆（52）通过前左直线轴承（521）和前右直线轴承（522）安装在机架（2）上；后导杆（54）通过后左直线轴承（541）和后右直线轴承（542）安装在机架（2）上；导轨（51）与滑块（4）相连，滑块（4）能沿导轨（51）前后灵活滑动；滚筒翼（6）固定套装在滚筒轴（53）外周，滚筒翼（6）是一个能绕滚筒轴（53）轴线灵活转动的滚筒；滚筒轴（53）的前段通过轴承安装在前导杆（52）的右端，滚筒轴（53）的前端与电机（7）的输出轴相连；滚筒轴（53）的后端通过轴承安装在后导杆（54）的右端；在电机控制器的控制器下电机（7）能带动滚筒翼（6）。

2.  根据权利要求1所述的一种往复直线运动电动滚筒翼升力装置，其特征在于：滑块体（42）与滑块轴（41）之间靠轴承相连。

3.  根据权利要求1所述的一种往复直线运动电动滚筒翼升力装置，其特征在于：滚筒翼（6）与滚筒轴（53）通过轴承相连。

4.  根据权利要求1所述的一种往复直线运动电动滚筒翼升力装置，其特征在于：电机（7）采用锂电池供电。

5.  根据权利要求1或2或3或4所述的一种往复直线运动电动滚筒翼升力装置，其特征在于：利用两个结构相同的该装置制作垂直升降飞行器时，两个装置左右对称布置。

6.  根据权利要求1或2或3或4所述的一种往复直线运动电动滚筒翼升力装置，其特征在于：利用四个结构相同的该装置制作垂直升降飞行器时，四个装置两两对称左右布置。

说明书一种往复直线运动电动滚筒翼升力装置
技术领域
一种往复直线运动电动滚筒翼升力装置，属航空技术领域，尤其涉及一种滚筒翼升力生成装置。
背景技术
传统的飞行器是靠机翼或旋翼来产生升力，飞机的机翼和直升机的旋翼的结构相似，它们的截面均为翼型，靠空气流过翼的上下表面产生压差而产生升力，翼型确定时，它们产生升力的大小与攻角、翼面大小和来流速度有关，调整升力的大小是通过改变攻角、速度或翼面大小来实现的。机翼和旋翼的相对厚度均较薄，结构强度较差。固定翼飞机低速飞行性能不高，需要的机翼面积较大，且不能垂直升降。直升机的旋翼转速很高才能产生较大升力，且较难控制平衡。
发明内容
本发明的目的是克服传统机翼、旋翼及飞机和直升机的上述不足，发明一种适合制作垂直升降飞行器及方便控制平衡的往复直线运动电动滚筒翼升力装置。靠两个相同的装置左右对称布置实现平衡。
一种往复直线运动电动滚筒翼升力装置，主要包括主轴、机架、转盘、滑块、平动框、滚筒翼和电机。主轴通过轴承安竖直安装在机架上，转盘水平安装于主轴的上端。主轴的下端作为主动力的输入端。滑块包括滑块体和滑块轴，滑块通过滑块轴安装在转盘的上表面，滑块体与滑块轴之间靠轴承相连，滑块体能绕滑块轴灵活转动。平动框是由导轨、前导杆、滚筒轴和后导杆围成的一个矩形框。平动框水平布置。前导杆和后导杆平行，导轨和滚筒轴平行。前导杆通过前左直线轴承和前右直线轴承安装在机架上；后导杆通过后左直线轴承和后右直线轴承安装在机架上。导轨与滑块相连，滑块能沿导轨前后灵活滑动。滚筒翼固定套装在滚筒轴外周，滚筒翼是一个能绕滚筒轴轴线灵活转动的滚筒。滚筒轴的前段通过轴承安装在前导杆的右端，滚筒轴的前端与电机的输出轴相连；滚筒轴的后端通过轴承安装在后导杆的右端。电机采用锂电池供电，在电机控制器的控制器下电机能带动滚筒翼正反转动。带有滚筒翼的平动框能在转盘和滑块的带动下左右往复平动。
 本发明一种往复直线运动电动滚筒翼升力装置的工作原理是：主动力由主轴的下端输入，在主动力的驱动下主轴旋转带动转盘转动，转盘和滑块带动平动框和滚筒翼左右往复平动。滚筒翼随着平动框向左运动时，在电机控制器的控制下电机带动滚筒翼沿顺时针转动，左边的来流的大部分在滚筒翼的作用下向滚筒翼的上表面流动，根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该装置产生向上的升力。同样地，滚筒翼随着平动框向右运动时，在电机控制器的控制下电机带动滚筒翼沿逆时针转动，右边的来流的大部分在滚筒翼的作用下向滚筒翼的上表面流动，根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该装置也产生向上的升力。升力的大小与主轴的转速、滚筒翼的外径和电机的转速都成增函数关系，即主轴的转速越大，产生的升力越大；滚筒翼的外径越大，产生的升力越大；电机的转速越高，产生的升力越大。另外，滚筒翼随着平动框向左运动时，在电机控制器的控制下电机带动滚筒翼沿逆时针转动，左边的来流的大部分在滚筒翼的作用下向滚筒翼的下方流动，根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该装置产生向下的空气动力；同样地，滚筒翼随着平动框向右运动时，在电机控制器的控制下电机带动滚筒翼沿顺时针转动，右边的来流的大部分在滚筒翼的作用下向滚筒翼的下方流动，根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该装置也产生向下的空气动力。
 该装置应用于垂直升降飞行器上作升力装置。
附图说明
图1是本发明一种往复直线运动电动滚筒翼升力装置的正视示意图；图2是图1的俯视示意图。
 图中，1-主轴；2-机架；3-转盘；4-滑块，41-滑块轴，42-滑块体；5-平动框，51-导轨，52-前导杆，521-前左直线轴承，522-前右直线轴承，53-滚筒轴，54-后导杆，541-后左直线轴承，542-后右直线轴承；6-滚筒翼；7-电机。
具体实施方式
现结合附图对本发明加以具体说明：一种往复直线运动电动滚筒翼升力装置，主要包括主轴1、机架2、转盘3、滑块4、平动框5、滚筒翼6和电机7。主轴1通过轴承安竖直安装在机架2上，转盘3水平安装于主轴1的上端。主轴1的下端作为主动力的输入端。滑块4包括滑块体42和滑块轴41，滑块4通过滑块轴41安装在转盘3的上表面，滑块体42与滑块轴41之间靠轴承相连，滑块体42能绕滑块轴41灵活转动。平动框5是由导轨51、前导杆52、滚筒轴53和后导杆54围成的一个矩形框。平动框5水平布置。前导杆52和后导杆54平行，导轨51和滚筒轴53平行。前导杆52通过前左直线轴承521和前右直线轴承522安装在机架2上；后导杆54通过后左直线轴承541和后右直线轴承542安装在机架2上。导轨51与滑块4相连，滑块4能沿导轨51前后灵活滑动。滚筒翼6固定套装在滚筒轴53外周，滚筒翼6是一个能绕滚筒轴53轴线灵活转动的滚筒。滚筒轴53的前段通过轴承安装在前导杆52的右端，滚筒轴53的前端与电机7的输出轴相连；滚筒轴53的后端通过轴承安装在后导杆54的右端。电机7采用锂电池供电，在电机控制器的控制器下电机7能带动滚筒翼6正反转动。带有滚筒翼6的平动框5能在转盘3和滑块4的带动下左右往复平动。
该装置是这样工作的：主动力由主轴1的下端输入，在主动力的驱动下主轴1旋转带动转盘3转动，转盘3和滑块4带动平动框5和滚筒翼6左右往复平动。滚筒翼6随着平动框5向左运动时，在电机控制器的控制下电机7带动滚筒翼6沿顺时针转动，左边的来流的大部分在滚筒翼6的作用下向滚筒翼6的上表面流动，根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该装置产生向上的升力；同样地，滚筒翼6随着平动框5向右运动时，在电机控制器的控制下电机7带动滚筒翼6沿逆时针转动，右边的来流的大部分在滚筒翼6的作用下向滚筒翼6的上表面流动，根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该装置也产生向上的升力。升力的大小与主轴1的转速、滚筒翼6的外径和电机7的转速都成增函数关系，即主轴1的转速越大，产生的升力越大；滚筒翼6的外径越大，产生的升力越大；电机7的转速越高，产生的升力越大。另外，滚筒翼6随着平动框5向左运动时，在电机控制器的控制下电机7带动滚筒翼6沿逆时针转动，左边的来流的大部分在滚筒翼6的作用下向滚筒翼6的下方流动，根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该装置产生向下的空气动力；同样地，滚筒翼6随着平动框5向右运动时，在电机控制器的控制下电机7带动滚筒翼6沿顺时针转动，右边的来流的大部分在滚筒翼6的作用下向滚筒翼6的下方流动，根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该装置也产生向下的空气动力。
该装置能产生向上的升力和向下的推力，力的大小可通过调节主轴1和电机7的转速来实现，力的方向可通过调节电机7的转向来实现，调节十分方便。该装置应用于垂直升降飞行器上作升力装置。利用两个结构相同的该装置与适应的控制系统和动力系统组合制作垂直升降飞行器时，两个装置左右对称布置。利用四个结构相同的该装置与适应的控制系统和动力系统组合制作垂直升降飞行器时，四个装置两两对称左右布置。