[实用新型]“8”字轨迹扑翼机构及微型扑翼飞行器

说明书

技术领域

本实用新型涉及扑翼机构，尤其涉及一种“8”字轨迹扑翼机构及微型扑翼飞行器。

背景技术

1992年，美国国防高级研究计划局（Defense Advanced Research Project Agency，简称DARPA）第一次提出微型飞行器（Micro Air Vehicles, 简称MAV）的概念，其主要特点是体积小。DARPA对微型飞行器提出的要求是：翼展和长度小于6英寸（152mm），总重量在80-150克之间，有效载荷为20克左右，续航时间20-60分钟，飞行速度在30-60km/h，具有实时成像、导航和通讯能力。由于其独特的战略作用，微型飞行器逐渐成为各个国家的研究热点。而仿生学和空气动力学研究均表明：在低速和小型飞行器中，扑翼比固定翼和旋翼具有更高的飞行效率，而且扑翼可以应用仿生的特点，有更好的隐蔽性，因此扑翼飞行器成为了MAV领域研究的重点。

微扑翼飞行器的研究，牵涉到许多关键技术，如轻型机体结构、部件微型化、微型动力源、自主控制及数据传输等。其中部件微型化就部件的尺寸和重量提出了要求，因此扑翼机构早期的发展，经历了很多形式，有压电陶瓷机构和人工化学肌肉驱动机构等等，随着微机电技术的发展，连杆结构被越来越多的采用，并且技术上已趋于成熟。连杆机构中应用较多的是单曲柄双摇杆机构，这种机构的优点是尺寸小、重量轻，缺陷是左右翼扑动不对称。这种机构多应用在单翅的情况。双曲柄双摇杆机构和简单的空间摇杆机构是采用两套曲柄摇杆机构分别驱动左右翼，这两种机构可以很好的解决扑动不对称问题，多应用在双翅的情况。以上这些扑翼机构都只能实现简单的扑动，而鸟类和昆虫翅膀的运动是由多个运动组成的复合运动。目前，德国已经仿鸟研制出Smartbird，并且飞行效果可以达到以假乱真。因此，在扑翼空气动力学不完善的情况下，仿生扑翼机构也成为了研究和发展的一个方向。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种“8”字轨迹扑翼机构及微型扑翼飞行器，能够模仿昆虫翅膀的“8”字扑动。

本实用新型提供了一种“8”字轨迹扑翼机构，包括至少两个对称设置的空间五连杆闭环机构，所述空间五连杆闭环机构包括机架、扑翼摇杆、中间连杆、耦合连杆和曲柄，所述机架上设有旋转驱动部和与所述旋转驱动部连接的减速机构，所述减速机构通过输出轴与所述曲柄的一端连接，所述曲柄的另一端与所述耦合连杆的一端铰接，所述耦合连杆的另一端与所述中间连杆的一端铰接，所述中间连杆的另一端与所述扑翼摇杆的一端铰接，所述扑翼摇杆的另一端与所述机架铰接。

作为本实用新型的进一步改进，所述扑翼摇杆的另一端通过球形铰链与所述机架铰接。

作为本实用新型的进一步改进，所述扑翼摇杆的另一端通过组合铰链与所述机架铰接。

作为本实用新型的进一步改进，所述组合铰链包括第一铰链体和第二铰链体，所述第一铰链体和第二铰链体铰接，所述第一铰链体与所述机架铰接，所述第二铰链体与所述扑翼摇杆铰接。

作为本实用新型的进一步改进，所述扑翼摇杆连接有扑翼。

作为本实用新型的进一步改进，所述旋转驱动部为电机。

作为本实用新型的进一步改进，所述电机为无刷电机。

作为本实用新型的进一步改进，所述耦合连杆两端的转动副空间相互垂直。

作为本实用新型的进一步改进，所述减速机构为二级减速机构。

作为本实用新型的进一步改进，所述二级减速机构为二级齿轮减速机构，所述二级齿轮减速机构通过输出轴与所述曲柄的一端连接。

本实用新型还提供了一种微型扑翼飞行器，包括如上述中任一项所述的“8”字轨迹扑翼机构。

本实用新型的有益效果是：通过上述方案，旋转驱动部经减速机构减速之后，通过输出轴带动曲柄转动，通过耦合连杆、中间连杆带动扑翼摇杆进行“8”字扑动，能够模仿昆虫翅膀的“8”字扑动，同时可实现翼面的扭转。

附图说明

图1是本实用新型一种“8”字轨迹扑翼机构的立体结构示意图；

图2是本实用新型所述“8”字轨迹扑翼机构的主视图；

图3是本实用新型所述“8”字轨迹扑翼机构的组合铰链的结构示意图；

图4是本实用新型所述“8”字轨迹扑翼机构的空间五连杆闭环机构的结构示意图；

图5是本实用新型所述“8”字轨迹扑翼机构的空间五连杆闭环机构的主视图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。