一种抗强风风筝
技术领域
本发明涉及一种抗强风风筝。
背景技术
生物启发的风筝是要在强风中飞行而不失败。风筝的飞行速度最好在10公里/小时左右。任何接近或超过20公里/小时的风都足以击碎大多数类型的风筝，这也解释了为什么破碎的风筝经常出现在放风筝的地方。
发明内容
本发明目的是，受到昆虫翅膀的启发，设计并制作了3D打印风筝，这些风筝可以在时速超过50公里的强风中飞行并成功存活。
本发明采用的技术方案是：一种抗强风风筝，包括风筝本体、风筝骨架、纵向加强管、两段横向加强管和风行线，
风筝本体的平面正投影为对角线棱形，风筝本体采用聚乳酸长丝在三维打印工艺上制作而成，在风筝本体的外表面上覆盖一层薄聚乳酸膜，风筝骨架固定在风筝本体的一侧平面上，风筝骨架为十字交叉的两根直杆，分别为纵向直杆和横向直杆，纵向直杆位于风筝本体的长对角线上，横向直杆位于风筝本体的短对角线上；纵向直杆的两端延伸至风筝本体的长对角线的两尖点处，横向直杆的两端延伸至风筝本体的短对角线的两尖点处；横向直杆在与纵向直杆的相交处分割为两段，两段横向直杆的端头与纵向直杆的杆壁之间留有间距；
纵向加强管套设在纵向直杆上且位于纵向直杆的相交处，两段横向加强管分别套设在分割为两段的横向直杆上，两段横向加强管位于横向直杆的相交处；纵向加强管与两段横向加强管在相交处设置柔性连接的交叉构件；
交叉构件包括一根橡胶带、两个挂钩、两块弹性橡胶连接块和一个连接凸起，连接凸起设置在纵向加强管上，两块弹性橡胶连接块分别设置在两段横向加强管的端部，两块弹性橡胶连接块关于连接凸起对称设置，两块弹性橡胶连接块与连接凸起的外表面之间留有间隙；两个挂钩分别设置两段横向加强管的另一端端部处，橡胶带套在两个挂钩上；
风行线两端间隔固定，风行线一端固定在纵向直杆的杆壁上，风行线另一端固定在纵向加强管的管壁上。
本发明的风筝，在昆虫翅膀的关节的启发下，在风筝中实现了柔性连接，其中加强元件平分。在交叉构件上设计的两个挂钩之间放置一条直径为70 mm的薄乳胶橡胶带。这使我们能够创造一个轻微的弦拱，这是为了提高风筝在飞行中的稳定性。在连接处的纵向加强管上做了一个连接凸起，以在带过度拉伸的情况下通过激活尖头来控制风筝的外倾角。连接凸起的尖峰活化能进一步加强风筝的刚度，避免在飞行中承受过大载荷而丧失承载能力。
对本发明技术方案的优选，薄聚乳酸膜的厚度为0.15mm。
对本发明技术方案的优选，定义风筝本体相邻的两条边为短边，另两条边为长边，短边的长度均为24cm，长边的长度均为27cm。
对本发明技术方案的优选，连接凸起与纵向加强管一体成型。
对本发明技术方案的优选，风筝还包括设置在纵向直杆上的第一尾翼和设置在风筝本体上的第二尾翼，第一尾翼由两块四边形板呈“V”字型固定在纵向直杆的杆壁上，第一尾翼位于纵向直杆一端的端部，第一尾翼与第二尾翼靠近。
对本发明技术方案的优选，连接凸起由底部向上逐渐减小，且顶部形成尖峰。连接凸起在带过度拉伸的情况下通过激活尖头来控制风筝的外倾角。尖峰活化能进一步加强风筝的刚度，避免在飞行中承受过大载荷而丧失承载能力。
对本发明技术方案的优选，纵向直杆和横向直杆采用弧形半管制成。管状元素的存在加强了风筝的结构。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：
本发明的风筝，在风筝的设计中使用柔性关节表现出有希望的结果，管状元素的存在加强了风筝的结构，柔性接头的加入增强了风筝的耐久性。风筝的承载力足以为飞行提供升力，而且仍然足够耐用，能够抵抗强风中的任何故障。
附图说明
图1是本实施例风筝的结构示意图。
图2是交叉构件的安装结构放大示意图。
图3是连接凸起、纵向加强管以及纵向直杆的剖视图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
为使本发明的内容更加明显易懂，以下结合附图1-图3和具体实施方式做进一步的描述。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种抗强风风筝，包括风筝本体1、风筝骨架4、纵向加强管2、两段横向加强管3、风行线6、第一尾翼11和第二尾翼12。
风筝本体1的平面正投影为对角线棱形，风筝本体1采用聚乳酸长丝在三维打印工艺上制作而成，在风筝本体1的外表面上覆盖一层薄聚乳酸膜，风筝骨架4固定在风筝本体1的一侧平面上，风筝骨架4为十字交叉的两根直杆，分别为纵向直杆41和横向直杆42，纵向直杆41位于风筝本体1的长对角线上，横向直杆42位于风筝本体1的短对角线上；纵向直杆41的两端延伸至风筝本体1的长对角线的两尖点处，横向直杆42的两端延伸至风筝本体1的短对角线的两尖点处；横向直杆42在与纵向直杆41的相交处分割为两段，两段横向直杆42的端头与纵向直杆41的杆壁之间留有间距10。
本实施例中优选，使用三维打印机Prusa i3 MK3（Prusa Research，Praha，捷克共和国），并采用聚乳酸（PLA）长丝制作风筝本体1。长丝直径：1.75 mm，打印温度：200-220°C。本实施例中优选，薄聚乳酸膜的厚度为0.15mm。定义风筝本体1相邻的两条边为短边，另两条边为长边，短边的长度均为24cm，长边的长度均为27cm。
如图3所示，纵向直杆41和横向直杆42采用弧形半管制成。管状元素的存在加强了风筝的结构。
如图1和2所示，纵向加强管2套设在纵向直杆41上且位于纵向直杆41的相交处，两段横向加强管3分别套设在分割为两段的横向直杆42上，两段横向加强管3位于横向直杆42的相交处；纵向加强管2与两段横向加强管3在相交处设置柔性连接的交叉构件。
如图2所示，交叉构件包括一根橡胶带5、两个挂钩7、两块弹性橡胶连接块8和一个连接凸起9，连接凸起9设置在纵向加强管2上，两块弹性橡胶连接块8分别设置在两段横向加强管3的端部，两块弹性橡胶连接块8关于连接凸起9对称设置，两块弹性橡胶连接块8与连接凸起9的外表面之间留有间隙13；两个挂钩7分别设置两段横向加强管3的另一端端部处，橡胶带5套在两个挂钩7上。
柔性连接的交叉构件，在昆虫翅膀的关节的启发下设计，其中加强元件平分。在交叉构件上设计的两个挂钩之间放置一条直径为70 mm的薄乳胶橡胶带。这使我们能够创造一个轻微的弦拱，这是为了提高风筝在飞行中的稳定性。在连接处的纵向元件上做了一个突起，以在带过度拉伸的情况下通过激活尖头来控制风筝的外倾角。尖峰活化能进一步加强风筝的刚度，避免在飞行中承受过大载荷而丧失承载能力）。
如图2和3所示，连接凸起9与纵向加强管2一体成型。连接凸起9由底部向上逐渐减小，且顶部形成尖峰。连接凸起在带过度拉伸的情况下通过激活尖头来控制风筝的外倾角。尖峰活化能进一步加强风筝的刚度，避免在飞行中承受过大载荷而丧失承载能力。
如图1所示，风行线6两端间隔固定，风行线6一端固定在纵向直杆41的杆壁上，风行线6另一端固定在纵向加强管2的管壁上。第一尾翼11设置在纵向直杆41上、第二尾翼12设置在风筝本体1上，第一尾翼11由两块四边形板呈“V”字型固定在纵向直杆41的杆壁上，第一尾翼11位于纵向直杆41一端的端部，第一尾翼11与第二尾翼12靠近。
本实施例的风筝，仿生柔性关节在钻石风筝中的应用，是一个独特的例子来证明关节在实践中的潜力。
本实施例的风筝，进行了飞行试验，以检验风筝在实际中的性能。在飞行试验之前，我们把尾巴和缰绳系在风筝上，这样我们就可以分别增加风筝的稳定性和控制它的攻角。这些风筝在基尔海岸（德国埃克恩费尔德24340号，柏林斯特拉德，苏德斯兰）进行了测试（GPS坐标：纬度：54.450432，经度：9.856988）。在风速为50公里/小时或以上的情况下，对风筝的飞行性能进行了多次测试（>20次））。
本实施例的风筝，在海滨开阔地带的飞行试验，风速高达50公里/小时，飞行持续稳定，整个飞行试验期间没有观察到失败的迹象。在风筝的设计中使用柔性关节表现出有希望的结果。管状元素的存在加强了风筝的结构。柔性接头的加入增强了风筝的耐久性。风筝的承载力足以为飞行提供升力，而且仍然足够耐用，能够抵抗强风中的任何故障。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
