(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211147814.9 (22)申请日 2022.09.19 (71)申请人 西安交通大 学 地址 710049 陕西省西安市碑林区咸宁西 路28号 (72)发明人 马祺敏　张洋　王加浩　张家忠　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 张宇鸽 (51)Int.Cl. F01D 5/14(2006.01) F01D 7/00(2006.01) G06F 30/17(2020.01) (54)发明名称 一种仿水生蛇头部型线的仿生翼型、 仿生叶 片及制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种仿水生蛇头部型线的仿 生翼型、 仿生叶片及制备方法， 属于流体机械设 备技术领域， 本发明的仿生翼型由仿生翼型前缘 和基础翼型尾缘连接得到， 仿生翼型前缘根据基 础翼型尾缘连接端上下两端点的距离H1对水生 蛇头部轮廓线进行缩放得到； 本发明的仿生叶 片， 其翼型为上述仿生翼型， 结构包括内部中空 的仿生叶片前端、 仿生叶片尾部， 调节机构和柔 性连接结构， 所述仿生叶片前端、 仿生叶片尾部 的连接端通过柔性连接结构实现有间隔连接， 调 节机构设置在所述仿生叶片的空腔中用于调节 仿生叶片前端的运动状态， 本发 明的仿生翼型能 避免旋转叶轮和航空叶片在工作时遇到变工况 或者极端工况， 得到气动性能更优的叶片。 权利要求书2页 说明书6页 附图8页 CN 115419468 A 2022.12.02 CN 115419468 A 1.一种仿水生蛇头部型线的仿生翼型， 其特征在于， 由仿生翼型前缘(16)和基础翼型 尾缘(15)连接得到， 所述仿生翼型前缘(16)根据基础翼型尾缘(15)连接端 上下两端点的距 离H1对水生蛇头 部轮廓线 进行缩放得到 。 2.权利要求1所述的一种仿水生蛇头部型线的仿生翼型的制备方法， 其特征在于， 具体 步骤如下： S1以水生蛇头部最前缘点作为坐标原点建立x ‑y坐标系， 获取水生蛇头部横截面轮廓 外形的特 征点， 对特 征点进行非线性 光滑曲线拟合， 得到水生蛇头 部轮廓线； S2根据基础翼型尾缘(15)连接端上下两端 点的距离H1和水生蛇头部轮廓线 开口端上下 两端点的距离的H2对水生蛇头 部轮廓线 进行i倍的比例缩放， 得到 仿生翼型 前缘(16)； S3将仿生翼型前缘(16)的连接端和基础翼型尾缘(15)连接端连接得到仿水生蛇头部 型线的仿生翼型。 3.根据权利要求2所述的一种仿水生蛇头部型线的仿生翼型的制备方法， 其特征在于， S1中， 将提取的水生蛇头部特征点根据曲线弯曲特征分为曲线段A、 曲线段B和曲线段C， 并 对三个部 分的特征点分别进 行了非线性光滑曲线拟合， 得到了拟合曲线1、 拟合曲线2、 拟合 曲线3以及拟合曲线对应的控制方程y1、 y2和y3， 具体如下： 其中， k表示不同大小水生蛇头部特征之间 的差异度， y1k、 y2k和y3k为不同尺寸大小的水 生蛇头部拟合曲线对应的控制方程； 对控制方程y1k、 y2k和y3k的特征点进行离散化， 将得到的特征点依次相连即可获得水生 蛇头部轮廓线。 4.根据权利要求3所述的一种仿水生蛇头部型线的仿生翼型的制备方法， 其特征在于， S2中， 根据 基础翼型尾缘(15)连接端上下两端点的距离H1与水生蛇头部轮廓 线开口端上下 两端点的距离的H2之间的几何倍数关系对拟合曲线1、 拟合曲线2、 拟合曲线3进行比例缩 放， 即可获得适用于基础翼型尾缘(15)的仿生翼型 前缘轮廓线方程d1、 d2、 d3： 其中， i为缩放比例； 将仿生翼型 前缘轮廓线方程d1、 d2、 d3对应的曲线依次连接得到 仿生翼型 前缘16。 5.根据权利要求2所述的一种仿水生蛇头部型线的仿生翼型的制备方法， 其特征在于， 所述基础翼型尾缘(15)的弦长为 L2， L2＝(0.6‑0.85)×c， 其中， c为基础翼型的弦长 。 6.一种仿生叶片， 其特征在于， 其翼型为权利要求1所述仿生翼型， 结构包括内部中空权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115419468 A 2的仿生叶片前端(1)、 仿生叶片尾部(6)， 调节机构和柔性连接结构， 所述仿生叶片前端(1)、 仿生叶片尾部(6)的连接端通过柔性连接结构实现有间隔连接， 调节机构设置在所述仿生 叶片的空腔中用于调节仿生叶片前端(1)的运动状态。 7.根据权利要求6所述的一种仿生叶片， 其特征在于， 所述柔性连接结构为弹性柔性蒙 皮(2)， 仿生叶片前端(1)与仿生叶片尾部(6)连接端外表面 通过弹性 柔性蒙皮(2)连接 。 8.根据权利要求7所述的一种仿生叶片， 其特征在于， 所述弹性柔性蒙皮(2)通过固定 螺钉(7)固定在仿生叶片前端(1)与仿生叶片尾部(6)连接端的外表面上。 9.根据权利要求6所述的一种仿生叶片， 其特征在于， 所述调节机构包括舵盘(4)和舵 机(5)， 舵盘(4)通过舵盘安装支架(11)设置在仿生叶片前端(1)内腔中， 舵机(5)通过舵机 固定支架(10)固定在仿生叶片尾部(6)内腔中， 舵盘(4)通过其上的第二舵盘配合孔(13)与 舵机(5)的舵机轴(9)连接 。 10.根据权利要求6所述的一种仿生叶片， 其特征在于， 仿生叶片前端(1)有三个运动状 态， 分别为下 俯、 中间状态和上仰， 具体的： 下俯状态的下 俯角度‑30°≤θ <0°； 中间状态的角度 θ ＝0 °； 上仰状态的上仰角度0 °<θ ≤30°。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115419468 A 3