[发明专利]一种基于行星轮传动的无相位差扑翼机构

说明书

本发明涉及一种基于行星轮传动的无相位差扑翼机构，属于机械加工技术领域；包括行星轮传动部分和扑动运动部分；所述行星轮传动部分，是利用带有偏心摇臂的行星轮通过与齿圈啮合将微电机的转动运动转变成摇臂的往复直线运动，直线运动频率数值与微电机每秒转速相同；所述扑动运动部分，是将机翼通过连接杆一端安装在做往复直线运动的摇臂上，并穿过在固定位置可做转动运动的套筒，把摇臂的往复直线运动转变成扑动运动。对比现有技术，本发明扑翼运动机构拥有对称的结构，其扑动方式为无运动相位差的对称扑动，避免了由运动相位差引起的飞行不稳定；并且由于结构紧凑，相对曲柄摇杆机构套筒的安装位置距离中心线更近，使扑翼幅度相对更大。

技术领域

本发明涉及齿轮传动与扑翼机构，特别涉及一种基于行星轮传动的无相位差扑翼机构，属于机械加工技术领域。

背景技术

扑翼机构是扑翼式仿生飞行器的执行机构，扑翼式仿生飞行器是指使机翼模仿鸟类或者昆虫的扑翼方式运动产生升力和动力的仿生飞行器。扑翼机构作为其关键部件之一，对其研究设计相当重要。

目前扑翼式仿生飞行器中应用最广泛的扑翼机构是微电机驱动的曲柄摇杆机构和滑块摇杆机构。这两种机构结构简单，制造成本低。但是曲柄摇杆机构是一种典型的非对称扑动机构，在扑动过程中左右扑动轴之间存在扑动角度的相位差，即扑动轴左右两侧在扑动时不完全相同，存在滞后或者超前的现象。这就使得左右翅膀的扑动幅度不同，且惯性力不对称，对整体的稳定性会有影响。滑块摇杆机构解决了曲柄摇杆机构的运动不对称性，但是由于导向杆和滑块摩擦较大，并且导向杆偏离微电机中心，造成重心偏离，体积增大。

相对于曲柄摇杆机构，行星轮传动机构是一种对称扑动机构，不会产生扑动角度的相位差。此外，其结构紧凑，可以大大减小飞行器体积，且容易控制重心位置，对于微小型扑翼式飞行器的发展更加具有意义。目前存在的扑翼式仿生飞行器以及研究文献中还未出现基于行星轮传动的扑翼机构。

发明内容

本发明方法的目的是为了解决扑翼机构存在运动相位差，结构重心偏离，体积较大的问题，提出了一种基于行星轮传动的无相位差扑翼机构，其结构紧凑，重心基本在驱动微电机中心线上，可实现扑动时无运动相位差。

本发明的原理是将微电机的转动运动转变成往复直线运动，并驱动机翼扑动。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于行星轮传动的无相位差扑翼机构，包括两个部分：行星轮传动部分和扑动运动部分；

所述行星轮传动部分，是利用带有偏心摇臂的行星轮通过与齿圈啮合将微电机的转动运动转变成摇臂的往复直线运动，直线运动频率数值与微电机每秒转速相同；

所述扑动运动部分，是将机翼通过连接杆一端安装在做往复直线运动的摇臂上，并穿过在固定位置可做转动运动的套筒，把摇臂的往复直线运动转变成扑动运动。

上述本发明的一种具体实现方式如下：

一种基于行星轮传动的无相位差扑翼机构，该机构包括两个部分：行星轮传动部分和扑动运动部分；

所述行星轮传动部分包括微电机，电机架，曲柄，连接轴，行星轮，齿圈，导轨；

微电机用于输出动力驱动整套机构运动；

电机架用于固定微电机并作为整套机构的底座稳固支撑其上各部件；

曲柄用于将微电机的自转传递给行星轮，转化为行星轮绕中心轴的公转运动；曲柄中心设有一中心孔，用于与电机轴匹配，随同电机轴的转动而转动，在曲柄偏离中心位置设有一偏心孔，偏心孔的轴心线与中心孔的轴心线平行，用以通过与偏心孔紧配安装的连接轴连接行星轮，使行星轮可绕连接轴转动；