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(In Japanese)羽ばたき式飛行装置

Patent code P09S000276
Posted date Jan 15, 2010
Application number P2007-533258
Patent number P4150799
Date of filing Aug 29, 2006
Date of registration Jul 11, 2008
International application number JP2006316989
International publication number WO2007026701
Date of international filing Aug 29, 2006
Date of international publication Mar 8, 2007
Priority data
  • P2005-249996 (Aug 30, 2005) JP
Inventor
  • (In Japanese)平木 講儒
  • (In Japanese)後藤 尚史
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人九州工業大学
Title (In Japanese)羽ばたき式飛行装置
Abstract (In Japanese)回転駆動されるクランク部材(19)が内側に配置された胴体部(11)と、胴体部(11)の軸心の直上に設けられた背骨材(40)と、背骨材(40)の前端部に内側端部が回動可能に連結された左右の翼前支持材(24、25)、及び背骨材(40)を中心にして左右の翼前支持材(24、25)の間に張られかつ中央部で折れ曲がり可能な翼シート(30)を有する左右の翼体(12、13)と、胴体部(11)に揺動可能に取付けられて、翼前支持材(24、25)の中間部をそれぞれ支持する揺動支持部材(41、42)と、背骨材(40)の前端部に一定角度で上端部が固定され、下端部はクランク部材(19)に連結されたクランクロッド(22)とを有し、クランク部材(19)の回転駆動によってクランクロッド(22)を昇降し、翼体(12、13)を上下に動かすフラッピング運動と翼体(12、13)に捩じり動作を与えるフェザリング運動とを同時に与える。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


翼の羽ばたき動作の主運動である翼の打ち上げ及び打ち下ろしの往復運動(フラッピング運動ともいう)は、胴体に搭載したモータ等の回転動力源により発生させた回転運動をクランクを利用してある支点回りの往復回転運動に変換することで実現している。ここで、図18に示すように、羽ばたき式飛行装置100を、図示しない胴体に搭載された図示しない回転動力源と、胴体の中央部に取付けられた翼支持部材102と、翼支持部材102に中央の屈曲部103を介して折れ曲がり可能に連結される左右一対の翼104、105と、回転動力源に連結され進行方向に対して垂直な面内(左右に延びる垂直面内)で回転運動を行なうクランクピン106と、クランクピン106の先端部と翼104、105の各支持部107、108を接続するクランクシャフト109、110とを有して構成した場合、左右の翼104、105を打ち上げる(クランクピン106が下死点から上死点に向かう)とき及び左右の翼104、105を打ち下げる(クランクピン106が上死点から下死点に向かう)とき、クランクピン106に連結された2つのクランクシャフト109、110は対称的な運動を行なうことができない。このため、左右の翼104、105の動きは完全に対称とはならず、左右の翼104、105の動作には位相差が発生する。このため、羽ばたき式飛行装置100では左右のバランスが崩れて、羽ばたき式飛行装置100は左右に揺れ動きながら飛行を行なうことになる。



一方、実際の鳥の翼の動かし方は、フラッピング運動だけではなく、翼の捩じりに関する往復運動(フェザリング運動又はピッチング運動ともいう)、翼を前方に押し出したり後退させたりする運動(リードラグ運動ともいう)、翼の支点自身を上下動する運動(ヒービング運動ともいう)等の各種運動を組み合わせた自由度の大きな運動となっており、飛行中は各種運動を状況に応じて使い分けている。



このため、翼の動作に、例えば、フラッピング運動とフェザリング運動を実現させるためには、フラッピング運動用とフェザリング運動用の回転動力源をそれぞれ搭載すればよいが、2つの回転動力源を搭載すると、胴体のサイズや重量が大きくなるため、飛行の面で不利となる。そこで、例えば、日本国特開2004-237975号公報に提案されているように、1つの回転動力源からフラッピング運動とフェザリング運動を得る羽ばたき装置として、回転している円板上でストッパーのついた小径円板を転がすことで、翼を前後方向に打ち上げ打ち下ろしするフラッピング運動を行なうと共に、打ち上げ打ち下ろしの切り返しのタイミングで揚力が大きくなるように翼を捩じるフェザリング運動を与える装置が提案されている。
しかしながら、日本国特開2004-237975号公報に記載された発明では、翼を捩じるフェザリング運動が円板上を小径円板が転がるという2次的な運動によって与えられるため、動力の伝達効率が悪く、実用的には揚力の向上を期待できないという問題がある。



本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、1つの回転動力源から大きな推進力及び揚力を発生させるフラッピング運動とフェザリング運動を同時に行なうことが可能な羽ばたき式飛行装置を提供することを目的とする。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、胴体部の両側に設けられた翼を羽ばたかせて推進力と揚力を発生させて飛行する羽ばたき式飛行装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
(1)胴体部と、
(2)回転駆動源によって回転駆動され、回転軸が前記胴体部に対して左右方向を向いて該胴体部内に配置されるクランク部材、及び該クランク部材に連結されて前後動すると共に上下動するクランクロッドを有するクランク機構と、
(3)前記胴体部の軸心の直上にあって、前記クランクロッドの上端部にその前端部が一定角度で連結された背骨材と、
(4)前記背骨材の前端部に内側端部が回動可能に連結された左右の翼前支持材と、前記背骨材を中心にして左右の前記翼前支持材の間に張られかつ中央部で前記背骨材に固定されて折れ曲がり可能な翼シートとを有する左右対となる翼体と、
(5)前記胴体部に揺動可能に取付けられて、前記左右の翼前支持材の中間部をそれぞれ支持する左右の揺動支持部材とを有し、
前記クランク部材の回転によって前記クランクロッドを昇降し、前記対となる翼体を上下に動かすフラッピング運動と、前記対となる翼体に捩じり動作を与えるフェザリング運動とを同時に与え、
しかも、前記左右の揺動支持部材は、それぞれ前記胴体部に下端部が連結される前側斜め部材と後側斜め部材とを有することを特徴とする羽ばたき式飛行装置。

【請求項2】
 
請求項1記載の羽ばたき式飛行装置において、前記クランク部材は回転円板と、その周囲に設けられたピンを有し、前記クランクロッドの下端部は前記ピンに回転自由に連結されていることを特徴とする羽ばたき式飛行装置。

【請求項3】
 
請求項1及び2のいずれか1項に記載の羽ばたき式飛行装置において、前記前側斜め部材及び前記後側斜め部材のいずれか一方又は双方は、前後動調整可能に前記胴体部に取付けられていることを特徴とする羽ばたき式飛行装置。

【請求項4】
 
請求項1~3のいずれか1項に記載の羽ばたき式飛行装置において、前記前側斜め部材及び前記後側斜め部材のいずれか一方又は双方は、上下動調整可能に前記胴体部に取付けられていることを特徴とする羽ばたき式飛行装置。

【請求項5】
 
請求項1~4のいずれか1項に記載の羽ばたき式飛行装置において、前記前側斜め部材及び前記後側斜め部材のいずれか一方又は双方は、伸縮調整可能になっていることを特徴とする羽ばたき式飛行装置。

【請求項6】
 
請求項1~5のいずれか1項に記載の羽ばたき式飛行装置において、前記クランクロッドは、伸縮調整可能になっていることを特徴とする羽ばたき式飛行装置。

【請求項7】
 
請求項1~6のいずれか1項に記載の羽ばたき式飛行装置において、前記クランク部材の回転駆動源として、ゴム巻き動力、モータ又はエンジンを有することを特徴とする羽ばたき式飛行装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2007533258thum.jpg
State of application right Registered
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