[go: up one dir, main page]

WO2020231244A1 - Parallelogrammatic oscillating foil mechanism and foil angular oscillation mechanism (group of inventions) - Google Patents

Parallelogrammatic oscillating foil mechanism and foil angular oscillation mechanism (group of inventions) Download PDF

Info

Publication number
WO2020231244A1
WO2020231244A1 PCT/KZ2019/000021 KZ2019000021W WO2020231244A1 WO 2020231244 A1 WO2020231244 A1 WO 2020231244A1 KZ 2019000021 W KZ2019000021 W KZ 2019000021W WO 2020231244 A1 WO2020231244 A1 WO 2020231244A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wing
shaft
foil
axis
angular
Prior art date
Application number
PCT/KZ2019/000021
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Ергалий ТАСБУЛАТОВ
Original Assignee
Ергалий ТАСБУЛАТОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ергалий ТАСБУЛАТОВ filed Critical Ергалий ТАСБУЛАТОВ
Publication of WO2020231244A1 publication Critical patent/WO2020231244A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/04—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction
    • B63H1/06—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction with adjustable vanes or blades
    • B63H1/08—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction with adjustable vanes or blades with cyclic adjustment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C29/00—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C33/00—Ornithopters
    • B64C33/02—Wings; Actuating mechanisms therefor

Definitions

  • the invention relates to flapping propellers, in particular to a device for wing oscillation and can be used in aviation, sea transport and alternative energy (wind and hydropower plants).
  • the closest to the claimed technical solution of the flapping mover in terms of the combination of features is "Apparatus for oscillating and loti in a fluid" (US 2011/0255971 A 1, class B63H 1/36, 2011).
  • the mechanism proposed in the said patent is a device consisting of two crank-and-rocker mechanisms and a wing.
  • the first crankshaft-rocker mechanism provides translational movement of the wing up and down along the radius of the swinging sector of the rocker arm.
  • the second krivonshgsho-yoke mechanism provides wing oscillation with a certain amplitude.
  • the technical result consists in the development and creation of a parallel wing flapping mechanism, which provides a balanced balanced translational and oscillatory motion of the wing, and an effective angular oscillation mechanism of a wing with a swinging washer, which has a direct simple kinematic connection with a parallel gram wing flapping mechanism, and ensuring an even distribution of the wing torque along its entire length.
  • the specified technical result in the proposed parallelogram mechanism of a flapping wing is achieved by the fact that a mechanism containing a wing and a drive shaft with a fixed crank of the translational movement of the wing, which has a kinematic connection with the engine shaft and a mechanism of angular oscillations of the wing having a kinematic connection with a rotary wing, according to the invention, one or more driven shafts and cranks are additionally introduced, fixed in parallel on the driving and driven shafts, forming, together with the wing plane, a crank-connecting rod parallelogram, while all the cranks have the same size, and the driven shaft (s) is parallel to the drive shaft along the direction of travel of the vehicle, the wing is pivotally connected to the wing angular vibration mechanism, while the wing angular vibration mechanism (s) is attached to the crank pin (s) (s), and the wing oscillation axis extends perpendicular to the driven shaft axis (s) through the axes of the pins.
  • the driven shaft (s) have a kinematic connection with the drive shaft through a cardan shaft, a bevel angular gearbox and a belt-toothed transmission in the ratio 1/1, and also through the wing " where the wing acts as a connecting rod of the paraldelogram mechanism.
  • the driving and driven shafts have a second crank at opposite ends of the shafts with a wing with angular vibration mechanisms attached to them.
  • the phase angle between angular and translational oscillations is p / 2.
  • a mechanism of angular oscillations of the wing is additionally introduced, which includes a swinging washer containing an oblique shaft, which is a continuation of the crank pin; and also a washer with two pins diametrically located on it; a fork, pivotally mounted on the trunnions, with a cut-off bearing placed between the oblique shaft and the washer, the fork shaft is rigidly fixed on the wing pivot shaft, the axis of the diametrical trunnions is directed to the point of intersection of the oblique shaft axis, the pin axis and the wing vibration axis, while the axis the trunnions and the wing oscillation axis are mutually perpendicular, the fork is connected to the wing pivot shaft through a rezsh-metal hinge.
  • cranks forming, together with the wing plane, a crank parallelogram, provides a balanced balanced translational motion of the wing.
  • the parade lelogram mechanism (JIM) of the flapping wing includes a crank parallelogram and a mechanism for angular oscillations of the wing.
  • FIG. 1 shows a kinematic diagram of a parallelogram wing flapping mechanism.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of a parallelogram mechanism.
  • FIG. 3 shows the oscillatory and translational movements of the wing up and down.
  • FIG. 4 shows a schematic diagram of the antiparallelogram mechanism.
  • FIG. 5 depicts a two-parallelogram wing flapping mechanism.
  • FIG. 6 shows a two-parallelogram wing flapping mechanism with in-line arrangement of the wings one after the other.
  • FIG. 8 shows the mechanism of angular oscillations of the wing.
  • Fig. 9 shows an axonometric projection of the angular oscillation mechanism of the wing.
  • the parallelogram mechanism of the flapping wing (Fig. 1) consists of a drive shaft 1 and a driven shaft 2 ( ⁇ s), having a kinematic connection with the engine drive 3.
  • cranks 4 are rigidly fixed. 5 is connected to the fingers 6 of the crankshaft 4 through the hinges.
  • the wing axis 5 passes perpendicular to the axis of the shafts 1, 2 and through the axes of the fingers 6 of the cranks 4.
  • On the finger 6 of the crank 4 there is a mechanism 7 for angular oscillations of the wing which has a kinematic connection with the rotary wing 5 through the fork 8 and through the rubber-metal hinge (not indicated in the diagram ).
  • the driven crank shaft (s) 2 has an additional kinematic connection with the driving crank shaft 1 by means of angular gearboxes 9, a propeller shaft 10 and a toothed belt drive 11.
  • a counterweight 12 At the opposite end of the crank 4 there is a counterweight 12.
  • Parallelogram wing flapping mechanism works as follows (Fig. 1).
  • the drive shaft of the motor 3 by means of angular gearboxes 9, a cardan shaft 10 and a toothed belt drive 11 in the ratio rotation of the driving crank shaft 1.
  • Wing 5 playing the role of a connecting rod of the articulated parallelogram (Fig. 2), simultaneously performs circular and parallel movements around the axes of the crank shafts 1 and 2, while the rotary axis of the wing 5, located in the perpendicular plane relative to shafts 1 and 2 and a generatrix with cranks of a crank-connecting rod parallelogram (Fig. 2), performs linear movements up and down (Fig. 3).
  • the mechanism 7 of angular oscillations of the wing fixed on the pin b of the crank 4, makes the oscillatory movements of the wing 5 through the fork 8, rigidly fixed on the rotary shaft of the wing 5.
  • the phase shift angle between the angular oscillations of the angular oscillation of the wing and the progressive oscillations of the parallelogram mechanism of the flapping wing is i / 2.
  • the driven crank shaft 2 has an additional kinematic connection with the driving crank shaft 1 in a ratio of 1/1 by means of angular gearboxes 9, a cardan shaft 10 and: toothed belt transmission 11, to ensure strict synchronous rotation of the cranks 4 in one direction, due to the risk of the transition of a parallelogram (Fig. 2) into an anti-parallelogram (Fig. 4) in the limiting positions of the movement of the mechanism, due to inaccuracy in the manufacture and deformation of the base of fastening of crank shafts 1 and 2 and wing 5 when exposed to them centrifugal forces and other influences.
  • the flapping wing mechanism is recommended to be at least two-x-parallelogram.
  • FIG. 5 a special case of a two-parallelogram wing flapping mechanism.
  • Various versions are possible, including a sequential two-row arrangement of the wings one after another (Fig. B), where the most self-balancing balanced scheme is observed, as well as a multi-link single-row version (Fig. 7).
  • the fork shaft 8 is rigidly attached to the rotary shaft of the wing through a rubber-metal hinge 17.
  • the axle of the journal 15 is directed to the point of intersection of the swash plate 14 mutually perpendicular to the tilt axis and the wing 5 oscillation axis.
  • the angular oscillation mechanism provides the wing oscillations (Fig. 9) as follows.
  • the washer 14 carried away by the spit by the shaft 13, rigidly fixed on the pin 6 and held by the fork 8, makes a rotational movement around the oblique shaft 13 and angular oscillations.
  • the angular vibrations of the washer 14 through the fork 8 and the rubber-metal hinge 17 are transmitted to the wing shaft 5.
  • the propulsion device with the flapping wing mechanism proposed in the present invention can also be used in wind and hydropower in areas with a constant direction of air or water flows.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

The invention relates to oscillating propulsors. A parallelogrammatic oscillating foil mechanism comprises a foil, a drive shaft with a crank attached thereto for translational movement of the foil, said shaft having a kinematic link to an engine shaft, and a foil angular oscillation mechanism having a kinematic link to a pivotable foil, and further comprises one or more driven shafts, and cranks fastened thereto in parallel. The drive shaft and the driven shaft have a second crank on the opposite ends of the shafts, to which are fastened foils with angular oscillation mechanisms. A foil angular oscillation mechanism includes a wobble plate comprising a bevel shaft that is a continuation of the crank pin; a plate with two pivot pins diametrically arranged thereon; and a fork pivotally attached to said pivot pins. Between the bevel shaft and the plate there is a spacing bearing, and the shaft of the fork is rigidly attached to a pivotable shaft of the foil. The axis of the diametrically arranged pivot pins is directed at the point at which the axis of the bevel shaft, the axis of the crank pin and the axis of oscillation of the foil intersect. The axis of the pivot pins and the axis of oscillation of the foil are mutually perpendicular. The result is balanced translational and oscillatory movement of the foil and an even distribution of foil torque across the entire length of the foil.

Description

ПАРАЛЛЕЛОГРАММ!! Ы Й МЕ А Н И М PARALLELOGRAM!! Y Y ME A N AND M
МАШУ Щ Е ГО К Р Ы Л А. MASHU SHE GO K R Y L A.
МЕХАНИЗМ УГЛОВЫХ КОЛЕБАНИЙ КРЫЛА WING ANGULAR VIBRATION MECHANISM
(группа изобретений) (group of inventions)
Область техники Technology area
Изобретение относится к машущим движителям, в частности к устройству для колебания крыла и может быть использовано в авиации, мор- ском транспорте и альтернативной энергетике (ветряные и гидроэнергетиче- ские установки). The invention relates to flapping propellers, in particular to a device for wing oscillation and can be used in aviation, sea transport and alternative energy (wind and hydropower plants).
Предшествующий у овень техники Preceding technique
Из предшествующего уровня техники известен, ряд патентов имею- щих общие решения, в которых используется кривошигшо-коромысяовый механизм. A number of patents having general solutions are known from the prior art, in which a crank-yoke mechanism is used.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению машущего движителя по совокупности признаков является «Apparatus for oscillating а loti in a fluid» (US 2011/0255971 A 1 , кл. B63H 1/36, 2011). Предложенный в указанно патенте механизм представляет собой устройства из двух криво- шипно-коромысловых механизмов и крыла. Первый кривошинно- коромысловый механизм обеспечивает поступательное перемещение крыла вверх и вниз по радиусу сектора качения коромысла. Второй кривоншгшо- коромысловый механизм обеспечивает колебание крыла с определенной ам- плитудой. The closest to the claimed technical solution of the flapping mover in terms of the combination of features is "Apparatus for oscillating and loti in a fluid" (US 2011/0255971 A 1, class B63H 1/36, 2011). The mechanism proposed in the said patent is a device consisting of two crank-and-rocker mechanisms and a wing. The first crankshaft-rocker mechanism provides translational movement of the wing up and down along the radius of the swinging sector of the rocker arm. The second krivonshgsho-yoke mechanism provides wing oscillation with a certain amplitude.
Недостатком данного технического решения является статическая и динамическая неуравновешенность, вызывающая критическую вибрацию и не дающая возможность увеличения частоты колебаний крыл, что приводит к увеличению размеров крыла и механизма. Ограничения частоты колебаний с использованием редукторов е большим передаточным отношением от приво- да двигателя не позволяют испол ьзование данного метода машущего крыла в авиации. The disadvantage of this technical solution is static and dynamic imbalance, which causes critical vibration and does not allow an increase in the oscillation frequency of the wings, which leads to an increase in the size of the wing and mechanism. Oscillation frequency limitation using gearboxes with a large gear ratio from the drive Yes, the engine does not allow the use of this method of flapping wings in aviation.
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
Задачей, на решение которой направлена заявляемая группа изобре- тений, является создание машущего движителя обеспечивающего сбаланси- рованное поступательное и колебательное движение крыла и эффективного механизма угловых колебаний крыла The task to be solved by the claimed group of inventions is the creation of a flapping propulsive device providing a balanced translational and oscillatory motion of the wing and an effective mechanism of angular oscillations of the wing
Технический результат заключается в разработке и создании паралле- лограммного механизма машущего крыла, обеспечивающего сбаланеирован- ное уравновешенное поступательное и колебательное движение крыла, и эф- фективного механизма угловых колебаний крыла с качающейся шайбой, имеющего прямую простую кинематическую связь с параллело грамм ньш механизмом машущего крыла, и обеспечивающего равномерное распределе- ние крутящего момента крыла по всей его длине. The technical result consists in the development and creation of a parallel wing flapping mechanism, which provides a balanced balanced translational and oscillatory motion of the wing, and an effective angular oscillation mechanism of a wing with a swinging washer, which has a direct simple kinematic connection with a parallel gram wing flapping mechanism, and ensuring an even distribution of the wing torque along its entire length.
Указанный технический результат в предлагаемом параллелограмм- ном механизме машущего крыла достигается тем, что в механизм, содержа- щмй крыло и ведущий вал с закрепленным кривошипом поступательных пе~ ремещеяий крыла, имеющий кинематическую связь с валом двигателя и ме- ханизм угловых колебаний крыла имеющий кинематическую связь с пово- ротным крылом, согласно изобретению дополнительно введены один и более ведомый вал и кривошипы, закрепленные параллельно на ведущем и ведо- мом (~ых) вале, образующие совместно с плоскостью крыла кривошипно- шатунный параллелограмм, при этом все кривошипы имеют единый размер, а ведомый вал (-ы) расположен параллельно ведущему валу вдоль направле- ния движения транспортного средства, крыло шарнирно соединено с меха- низмом угловых колебаний крыла, при этом механизм (-ы) угловых колеба- ний крыла закреплен на пальце (-ах) кривошипа (-ов), а ось колебани крыла проходит перпендикулярно оси ведомого (-ых) вала через оси пальцев кри- вошииов. Ведомый вал (-ы) имее т ню кинема тических связи с ведущим ва- лом через карданный вал, конический угловой редуктор и ременно-зубчатую передачу в соотношении 1/1 , а также через крыло» где крыло выполняет роль шатуна паралделограммного механизма. Ведущий и ведомый валы имеют второй кривошип на противоположных концах валов с закрепленным на них крылом с механизмами угловых колебаний. Угол сдвига фаз между угловы- ми и поступательными колебаниями равен p/2. The specified technical result in the proposed parallelogram mechanism of a flapping wing is achieved by the fact that a mechanism containing a wing and a drive shaft with a fixed crank of the translational movement of the wing, which has a kinematic connection with the engine shaft and a mechanism of angular oscillations of the wing having a kinematic connection with a rotary wing, according to the invention, one or more driven shafts and cranks are additionally introduced, fixed in parallel on the driving and driven shafts, forming, together with the wing plane, a crank-connecting rod parallelogram, while all the cranks have the same size, and the driven shaft (s) is parallel to the drive shaft along the direction of travel of the vehicle, the wing is pivotally connected to the wing angular vibration mechanism, while the wing angular vibration mechanism (s) is attached to the crank pin (s) (s), and the wing oscillation axis extends perpendicular to the driven shaft axis (s) through the axes of the pins. The driven shaft (s) have a kinematic connection with the drive shaft through a cardan shaft, a bevel angular gearbox and a belt-toothed transmission in the ratio 1/1, and also through the wing " where the wing acts as a connecting rod of the paraldelogram mechanism. The driving and driven shafts have a second crank at opposite ends of the shafts with a wing with angular vibration mechanisms attached to them. The phase angle between angular and translational oscillations is p / 2.
Указанный технический результат достигается также тем, что соглас- но изобретению дополнительно введен механизм угловых колебаний крыла, в который входит качающаяся шайба, содержащая косой вал, являющийся продолжением пальца кривошипа; а также шайба с двумя диаметрально рас- положенными на ней цапфами; вилка, шарнирно закрепленная на цапфах, при этом между косым валом и шайбой помещен отсекающий подшипник, вал вилки жестко закреплен на поворотном валу крыла, ось диаметральных цапф направлена в точку пересечения оси косого вала, оси пальца и оси ко- лебаний крыла, при этом ось цапф и ось колебаний крыла взаимно перненди- кудярны, Вилка соединяется с поворотным валом крыла через резш-гометал- лический шарнир. The specified technical result is also achieved by the fact that according to the invention a mechanism of angular oscillations of the wing is additionally introduced, which includes a swinging washer containing an oblique shaft, which is a continuation of the crank pin; and also a washer with two pins diametrically located on it; a fork, pivotally mounted on the trunnions, with a cut-off bearing placed between the oblique shaft and the washer, the fork shaft is rigidly fixed on the wing pivot shaft, the axis of the diametrical trunnions is directed to the point of intersection of the oblique shaft axis, the pin axis and the wing vibration axis, while the axis the trunnions and the wing oscillation axis are mutually perpendicular, the fork is connected to the wing pivot shaft through a rezsh-metal hinge.
Введение одного и более ведомых валов с кривошипами, образу ющи- ми совместно с плоскостью крыла кривошипно-шатунный параллелограмм, обеспечивает сбалансированное уравновешенное поступательное движение крыла. The introduction of one or more driven shafts with cranks forming, together with the wing plane, a crank parallelogram, provides a balanced balanced translational motion of the wing.
Введение механизма угловых колебаний крыла с механизмом качаю- щейся шайбы на кривошипах, содержащей косой вал, являющийся продол- жением пальца кривошипа, позволяет равномерно распределить крутящий момент колебаний крыла. The introduction of the mechanism of angular oscillations of the wing with the mechanism of the swinging washer on the cranks, containing the oblique shaft, which is an extension of the crank pin, makes it possible to uniformly distribute the torque of the wing oscillations.
Принцип единства предлагаемых технических решений заключен в следующей взаимосвязи. Парад лелограммный механизм (JIM) машущего крыла включает в свой состав кривошипно-шатунный параллелограмм и ме- ханизм угловых колебаний крыла. Краткое описание чертежей The principle of unity of the proposed technical solutions is concluded in the following relationship. The parade lelogram mechanism (JIM) of the flapping wing includes a crank parallelogram and a mechanism for angular oscillations of the wing. Brief Description of Drawings
Для лучшего понимания сущность предлагаемых технических ренте- ний поясняется с привлечением графических материалов, где на фиг. 1 пред- ставлена кинематическая схема параллелограммного механизма машущего крыла. На фиг. 2 изображена принципиальная схема параллелограммного механизма. На фиг. 3 показаны колебательные и поступательные движения крыла вверх и вниз. На фиг. 4 представлена принципиальная схема антипа- раллелограммного механизма. На фиг. 5 изображен двух-яараллелограммный механизм машущего крыла. На фиг. 6 изображен двух-паралделограммный механиз машущего крыла с рядным расположение крыльев друг за другом. На фиг. 7 - многозвенный параллелограммный механизм машущего крыла. На фиг. 8 представлен механизм угловых колебаний крыла. На фиг.9 иоказа- на аксонометрическая проекция механизма угловых колебаний крыла. For a better understanding, the essence of the proposed technical rent is explained using graphic materials, where Fig. 1 shows a kinematic diagram of a parallelogram wing flapping mechanism. FIG. 2 shows a schematic diagram of a parallelogram mechanism. FIG. 3 shows the oscillatory and translational movements of the wing up and down. FIG. 4 shows a schematic diagram of the antiparallelogram mechanism. FIG. 5 depicts a two-parallelogram wing flapping mechanism. FIG. 6 shows a two-parallelogram wing flapping mechanism with in-line arrangement of the wings one after the other. FIG. 7 - multi-link parallelogram wing flapping mechanism. FIG. 8 shows the mechanism of angular oscillations of the wing. Fig. 9 shows an axonometric projection of the angular oscillation mechanism of the wing.
Лучший вариант осуществления изобретения Best Mode for Carrying Out the Invention
Параллелограммный механизм машущего крыла (фиг. 1) состоит из ведущего вала 1 и ведомого 2 вала (~ов), имеющих кинематическую связь с приводом двигателя 3. По обоим концам ведущего 1 и ведомого 2 вала (~ов) жестко закреплены кривошипы 4. Крыло 5 соединено с пальцами 6 кривошн- пов 4 через шарниры. Ось крыла 5 проходит перпендикулярно оси валов 1, 2 и через оси пальцев 6 кривошипов 4. На пальце 6 кривошипа 4 расположен механизм 7 угловых колебаний крыла имеющий кинематическую связь с по- воротным крыло 5 через вилку 8 и через резинометаллический шарнир (на схеме не указан). Ведомый кривошипный ва (-ы) 2 имеет дополнительную кинематическую связь с ведущи кривошипным валом 1 посредством угло- вых редукторов 9, карданного вала 10 и зубчато-ременной передачи 11. На противоположном конце кривошипа 4 расположен противовес 12. The parallelogram mechanism of the flapping wing (Fig. 1) consists of a drive shaft 1 and a driven shaft 2 (~ s), having a kinematic connection with the engine drive 3. At both ends of the driving shaft 1 and driven shaft 2 (~ s), cranks 4 are rigidly fixed. 5 is connected to the fingers 6 of the crankshaft 4 through the hinges. The wing axis 5 passes perpendicular to the axis of the shafts 1, 2 and through the axes of the fingers 6 of the cranks 4. On the finger 6 of the crank 4 there is a mechanism 7 for angular oscillations of the wing, which has a kinematic connection with the rotary wing 5 through the fork 8 and through the rubber-metal hinge (not indicated in the diagram ). The driven crank shaft (s) 2 has an additional kinematic connection with the driving crank shaft 1 by means of angular gearboxes 9, a propeller shaft 10 and a toothed belt drive 11. At the opposite end of the crank 4 there is a counterweight 12.
Параллелограммный механизм машущего крыла работает следующим образом (фиг. 1). Parallelogram wing flapping mechanism works as follows (Fig. 1).
Вал привода двигателя 3 посредством угловых редукторов 9, кардан- ного вала 10 и зубчато-ременной передачи 11 в соотношении Шприводит во вращение ведущий кривошипный вал 1. Крыло 5, исполняющее роль шатуна шарнирного параллелограмма (фиг. 2), одновременно выполняет круговые и параллельные движения вокруг осей кривошипных валов 1 и 2, при этом по- воротная ось крыла 5, расположенная в перпендикулярной плоскости отно- сительно валов 1 и 2 и образующая с кривошипами кривошипно-шатунный параллелограмм (фиг. 2), выполняет линейные перемещения вверх и вниз (фиг. 3). Механиз 7 угловых колебаний крыла, закрепленный на пальце б кривошипа 4, совершает колебательные движения крыла 5 через вилку 8, жестко закрепленную на поворотном вале крыла 5. Угол сдвига фаз между угловыми колебаниями механизма угловых колебаний крыла и поступатеяь- нымн колебаниями параллелограммного механизма машущего крыла равен я/2. The drive shaft of the motor 3 by means of angular gearboxes 9, a cardan shaft 10 and a toothed belt drive 11 in the ratio rotation of the driving crank shaft 1. Wing 5, playing the role of a connecting rod of the articulated parallelogram (Fig. 2), simultaneously performs circular and parallel movements around the axes of the crank shafts 1 and 2, while the rotary axis of the wing 5, located in the perpendicular plane relative to shafts 1 and 2 and a generatrix with cranks of a crank-connecting rod parallelogram (Fig. 2), performs linear movements up and down (Fig. 3). The mechanism 7 of angular oscillations of the wing, fixed on the pin b of the crank 4, makes the oscillatory movements of the wing 5 through the fork 8, rigidly fixed on the rotary shaft of the wing 5. The phase shift angle between the angular oscillations of the angular oscillation of the wing and the progressive oscillations of the parallelogram mechanism of the flapping wing is i / 2.
Ведомый кривошипный вал 2 имеет дополнительную кинематиче- скую связь с ведущим кривошипны валом 1 в соотношении 1/1 посредство угловых редукторов 9, карданного вал 10 и: зубчато-ременной передачи 11, для обеспечения строгого синхронного вращения кривошипов 4 в одном направлении, из-за риска возникновения перехода параллелограмма (фиг. 2) в анти-параллелограм (фиг. 4) в предельных положениях движения меха- низма, из-за неточности при изготовлении и деформации основания крепле- ния кривошипных валов 1 и 2 и крыла 5 при воздействии на них центробеж- ных сил и других воздействий. Для обеспечения статической и динамической уравновешенности, механизм машущего крыла рекомендуется выполнять, как минимум, дву х-паралллеграммным . Соответственно устанавливаются дополнительные кривошипы 6 на противоположных концах валов 1 и 2, при этом на кривошипах могу т бы ть закреплены противовесы 12. На фиг. 5 - частный случай двух-параллелограммно го механизма машущего крыла. Воз- можны различны варианты исполнения, в том числе, последовательное двухрядное расположение крыльев друг за другом (фиг. б), где наблюдается наиболее самоуравновешивающаяся сбалансированная схема, а так же мно- гозвенного однорядного варианта исполнения (фиг. 7). Механизм угловых колебаний - качающаяся шайба (фиг. 8 и 9) со- держит косой вал 13, являющийся продолжением пальца 6 кривошипа 4; шайбу 14 с двумя диаметрально расположенными на шайбе цапфами 15; вил- ку 8, шарнирно закрепленную на цапфах 15; при этом между косым валом 13 и шайбой 14 помещен отсекающий подшипник 16. Вал вилки 8 жестко за- креплен на поворотно вале крыла через резинометаллический шарнир 17. Ось цапфы 15 направлена в точку пересечения взаимно перпендикулярных оси наклона качающейся шайбы 14 и оси колебаний крыла 5. The driven crank shaft 2 has an additional kinematic connection with the driving crank shaft 1 in a ratio of 1/1 by means of angular gearboxes 9, a cardan shaft 10 and: toothed belt transmission 11, to ensure strict synchronous rotation of the cranks 4 in one direction, due to the risk of the transition of a parallelogram (Fig. 2) into an anti-parallelogram (Fig. 4) in the limiting positions of the movement of the mechanism, due to inaccuracy in the manufacture and deformation of the base of fastening of crank shafts 1 and 2 and wing 5 when exposed to them centrifugal forces and other influences. To ensure static and dynamic balance, the flapping wing mechanism is recommended to be at least two-x-parallelogram. Accordingly, additional cranks 6 are mounted on opposite ends of shafts 1 and 2, while counterweights 12 can be attached to the cranks 12. In FIG. 5 - a special case of a two-parallelogram wing flapping mechanism. Various versions are possible, including a sequential two-row arrangement of the wings one after another (Fig. B), where the most self-balancing balanced scheme is observed, as well as a multi-link single-row version (Fig. 7). The mechanism of angular vibrations - a swinging washer (Figs. 8 and 9) contains an oblique shaft 13, which is a continuation of the pin 6 of the crank 4; washer 14 with two pins 15 diametrically located on the washer; fork 8, pivotally attached to the pins 15; a cut-off bearing 16 is placed between the oblique shaft 13 and the washer 14. The fork shaft 8 is rigidly attached to the rotary shaft of the wing through a rubber-metal hinge 17. The axle of the journal 15 is directed to the point of intersection of the swash plate 14 mutually perpendicular to the tilt axis and the wing 5 oscillation axis.
Механизм угловых колебаний, обеспечивает колебания крыла (фиг. 9) следующим образом. The angular oscillation mechanism provides the wing oscillations (Fig. 9) as follows.
При вращении кривошипных валов 1 и 2 шайба 14, увлекаемая косы валом 13, жестко закрепленным на пальце 6 и удерживаемая вилкой 8, со- вершает вращательное движение вокруг косого вала 13 и угловые колебания. Угловые колебания шайбы 14 через вилку 8 и резинометаллический шарнир 17 передаются валу крыла 5. When the crank shafts 1 and 2 rotate, the washer 14, carried away by the spit by the shaft 13, rigidly fixed on the pin 6 and held by the fork 8, makes a rotational movement around the oblique shaft 13 and angular oscillations. The angular vibrations of the washer 14 through the fork 8 and the rubber-metal hinge 17 are transmitted to the wing shaft 5.
Промышленная применимость Industrial applicability
Применение в авиации, предлагаемого в настоящем изобретении ме- ханизма машущего крыла, позволит использовать эффект Коанда для само- летав короткого взлета и посадки (STOL), подобно ранее заявленным патенту RU 2457154С2 «Самолет с колеблющимися предкрылками» и проекту «FanWing».(htp://www.fanwing.com). The use of the flapping wing mechanism of the present invention in aviation will allow the use of the Coanda effect for short take-off and landing (STOL) aircraft, similar to the previously declared patent RU 2457154C2 “Aircraft with swinging slats” and the “FanWing” project. (Htp : //www.fanwing.com).
При дополнительном введении туннельного воздуховода должно обеспечиться увел ичение тяги, подобно недавно заявленному проекту Voleri- ап (https://voleiian.com), для которого предложенный механизм машущего крыла является достойной альтернативой, потому как наилучшие пропуль- сивмые качества но силе тяги и коэффициен ту полезного действия достига- ются в случае возвратно-поступательных вертикальных и угловых колебаний крыла. With the additional introduction of a tunnel duct, an increase in thrust should be ensured, similar to the recently announced Voleriap project (https://voleiian.com), for which the proposed flapping wing mechanism is a worthy alternative, because the best propulsive qualities in terms of thrust and These useful actions are achieved in the case of reciprocating vertical and angular oscillations of the wing.
Применение на морском транспорте предлагаемых движителей поз- волит увеличить коэффициент полезного дейс твия. Движитель с предлагаемым в настоящем изобретении механизмом машущего крыла может быть использован также в ветро- и гидроэнергетике на участках имеющих постоянное направление потоков воздуха или воды. Application of the proposed propellers to sea transport will increase the efficiency. The propulsion device with the flapping wing mechanism proposed in the present invention can also be used in wind and hydropower in areas with a constant direction of air or water flows.

Claims

Ф О Р М У Л А F O R M U L A
1. Параллелофаммный механизм машущего крыла, содержащий крыло и ведущий вал с закрепленным кривошипом поступательных перемещени крыла, и еющий кинематическую связь с валом двигателя и механизм угло- вых колебаний крыла, имеющи кинематическую связь с поворотным кры- лом о т л и ч а ю щ и й с я тем, что дополнительно введены один и более ведомый (-ые) вал (~ы) и, имеющие единый размер, закрепленные параллель- но на ведущем и ведомом (-ых) валах кривошипы, при это ведомый (-ые) вал (~ы) имеет кинематическую связь с ведущим валом в соотношении 1/1 и расположен параллельно ведущему валу вдоль направления движения транс- портного средства, крыло шарнирно соединено с механизмом угловых коле- баний крыла и механиз (-ы) угловых колебаний крыла закреплен (-ы) на пальце (-ах) кривошипа, а ось колебаний крыла проходит перпендикулярно оси ведомого (-ых) вала (-ов) и через оси пальцев кривошипов, кроме того, ведущий и ведомый вал (-ы) могут иметь второй кривошип на противогю- ложиых концах валов с закрепленными на них крылами с механизмами утло- вых колебаний крыла. 1. parallels f ammny flapping wing mechanism having a wing and a drive shaft with a fixed crank translational movement of the wing, and eyuschy kinematic connection with the motor shaft and the angular gear O wing oscillations having a driving connection with the rotary kry- scrap of m and n and h with the fact that one or more driven shaft (s) are additionally introduced and, having a single size, cranks fixed in parallel on the driving and driven shafts (s), while the driven (- s) the shaft (~ s) has a kinematic connection with the drive shaft in a ratio of 1/1 and is located parallel to the drive shaft along the direction of movement of the vehicle, the wing is pivotally connected to the mechanism of angular oscillations of the wing and the mechanism (s) of angular oscillations of the wing fixed on the crank pin (s), and the wing oscillation axis runs perpendicular to the axis of the driven shaft (s) and through the axes of the crank pins, in addition, the drive and driven shaft (s) can have a second a crank at the opposite ends of the shafts with wings fixed on them with mechanisms of wing eccentric oscillations.
2. Параллелофаммный механизм машущего крыла по п.2 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что ведомый вал (-ы) имеет вторую кинематическую связь с ведущим валом через карданный вал, конический угловой редуктор и ремен- но-зубчагую передачу. 2. The parallel-phase mechanism of a flapping wing according to claim 2 is based on the fact that the driven shaft (s) has a second kinematic connection with the drive shaft through a cardan shaft, a bevel angular gearbox and a belt gear transmission.
3. Механизм угловых колебаний крыла, имеющий кинематическую связь с ведущим валом и с поворотной осью крыла, включающий качающую- ся шайбу, содержащую косой вал, являющийся продолжением пальца кри- вошипа; шайбу с двумя диаметрально расположенными на шайбе цапфами; и шарнирно закрепленную на цапфах вилку, при этом между косым валом и шайбой помещен отсекающий подшипник, а вал вилки жестко закреплен на поворотном вале крыла, при этом ось диаметральных цапф направлена в точ- ку пересечения оси косого вала, оси пальца и оси колебаний крыла, а ось цапф и ось колебаний крыла взаимно перпендикулярны, и угол сдвига фаз между угловыми колебаниями механизма угловых колебаний крыла и посту- нательными колебаниями парал лело грамм ного механизма машущего крыла равен p/2. 3. The mechanism of angular oscillations of the wing, which has a kinematic connection with the drive shaft and with the rotary axis of the wing, including a swinging washer containing an oblique shaft, which is a continuation of the crank pin; washer with two pins diametrically located on the washer; and a fork pivotally mounted on the pins, with a cut-off bearing placed between the oblique shaft and the washer, and the fork shaft is rigidly fixed on the wing pivot shaft, while the axis of the diametrical trunnions is directed to the point of intersection of the oblique shaft axis, the pin axis and the wing vibration axis, and the axle of the pins and the axis of the wing oscillations are mutually perpendicular, and the phase shift angle between the angular oscillations of the angular oscillation mechanism of the wing and the transient oscillations of the parallel wing flapping mechanism is p / 2.
4. Механизм угловых колебаний крыла по п.З отличающийся тем, что вилка имеет соединение е поворотным валом крыла через резинометал- лический шарнир. 4. The mechanism of angular oscillations of the wing according to claim 3, characterized in that the fork has a connection with the rotary shaft of the wing through a rubber-metal hinge.
PCT/KZ2019/000021 2019-05-16 2019-11-13 Parallelogrammatic oscillating foil mechanism and foil angular oscillation mechanism (group of inventions) WO2020231244A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KZ20190346 2019-05-16
KZ2019/0346.1 2019-05-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020231244A1 true WO2020231244A1 (en) 2020-11-19

Family

ID=73289660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KZ2019/000021 WO2020231244A1 (en) 2019-05-16 2019-11-13 Parallelogrammatic oscillating foil mechanism and foil angular oscillation mechanism (group of inventions)

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2020231244A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024178889A1 (en) * 2023-02-27 2024-09-06 广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院 Dimension design method for two-degree-of-freedom flapping-wing driving mechanism

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2063367C1 (en) * 1993-06-10 1996-07-10 Алексей Алексеевич Леонтьев Flapping wing aeroplane
DE102004007682A1 (en) * 2003-11-16 2005-06-23 Ip2H Ag aircraft
RU2347718C2 (en) * 2007-01-10 2009-02-27 Анатолий Алексеевич Кохочев Rdw-2 (versions)
US20110255971A1 (en) * 2008-08-18 2011-10-20 Bas Goris DBA Oscillating Foul Development Apparatus for oscillating a foil in a fluid

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2063367C1 (en) * 1993-06-10 1996-07-10 Алексей Алексеевич Леонтьев Flapping wing aeroplane
DE102004007682A1 (en) * 2003-11-16 2005-06-23 Ip2H Ag aircraft
RU2347718C2 (en) * 2007-01-10 2009-02-27 Анатолий Алексеевич Кохочев Rdw-2 (versions)
US20110255971A1 (en) * 2008-08-18 2011-10-20 Bas Goris DBA Oscillating Foul Development Apparatus for oscillating a foil in a fluid

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024178889A1 (en) * 2023-02-27 2024-09-06 广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院 Dimension design method for two-degree-of-freedom flapping-wing driving mechanism

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4227856A (en) Reverse velocity rotor system for rotorcraft
RU2232105C2 (en) Aerodynamic lifting tractor propeller
US20030226933A1 (en) Power assembly for ornicopter
AU2016277772B2 (en) Energy-saving equilibrium mechanism, rotating machine and method of implementation
KR102446225B1 (en) Vertical ascending horizontal descending rotary flapping flight device
WO2018111059A1 (en) Rotating-blade propeller and mechanism for changing the pitch of blades of a cycloid propeller
RU2227107C2 (en) Method of creation of lifting force and horizontal thrust by aerodynamic surfaces
JP2631233B2 (en) A device that converts reciprocating rotary motion into unidirectional rotary motion and extracts it
WO2020231244A1 (en) Parallelogrammatic oscillating foil mechanism and foil angular oscillation mechanism (group of inventions)
CN111462573B (en) Platform is swayd to slope rotation axis formula
JP5023330B2 (en) Rotating blade mechanism, power generation device using the rotating blade mechanism, and moving device
JPH06199471A (en) Chopper folding device
CN1334905A (en) Continuously variable transmission
CN113086178B (en) Coaxial double-rotor two-rotation three-movement parallel driving device of helicopter
US3784319A (en) Coriolis-relieving aircraft rotor assembly
RU2147545C1 (en) Method of motion of lifting surface in fluid medium and device for realization of this method ("fly" and "fan" versions)
US3167130A (en) Reciprocating propeller
CN113306713B (en) Coaxial dual-rotor UAV based on parallelogram control rotor axis
RU84341U1 (en) HELICOPTER SCREW-SWEEP AUTOMATIC
CN112498638B (en) High-speed swing two-joint bionic fishtail device
US2934151A (en) Helicopter rotor
US3018984A (en) Device for producing relative motion
RU2351794C1 (en) Precessing vertical shaft windmill
RU2392165C1 (en) Vehicle propulsor
JP2009121540A (en) Crank device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19928825

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 04/04/2022)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19928825

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1