[发明专利]一种仿生蜻蜓扑翼及旋动机构

说明书

技术领域

本发明涉及飞行器领域，更具体地说，它涉及一种仿生蜻蜓扑翼及旋动机构。

背景技术

近年来，随着对昆虫飞行机理的深入了解和不断完善空的气动力学，以及相关的微电子机械技术、性能优异的新型材料、微电子控制系统技术、仿生学、空气动力学、动力及能源系统、导航系统等快速发展。与仿生蜻蜓扑翼相关的技术已经成为一个前沿科技的研究课题，尤其是在军事领域和民用领域均具有潜在的应用前景。

对仿生蜻蜓扑翼的探究具有十分重要的意义以及它所潜在的应用价值：

1、扑翼飞行器是一个多学科、多领域的研究，涉及空气动力学的科学和技术、仿生学技术、结构力学和MEMS技术，以及微控制器、微传感器、微执行器等的研究。通过对这些问题的研究不仅有利于扑翼飞行器的研究，还能积极推动相关技术领域的发展。

2、扑翼飞行器是一种全新理念研究的飞行器，其涉及的技术早已超越传统飞行器设计的研究领域。需要研究与之相关的空气动力学与非线性动力学它们之间内在的关联以及对仿生机构如何设计的研究；还有如何对仿生扑翼运动控制的研究，都具有一定的前瞻性、先导性和通用性。

仿生蜻蜓扑翼飞行器是一种对昆虫飞行原理模仿的飞行器，与传统飞行器相比具有以下几个明显的优点：

1、具有优异的飞行机动性和可控的空中悬停能力，例如可以在原地进行起飞降落在空中悬停换向；

2、仿生蜻蜓扑翼机构设置举升、悬停和推进三大功能，扑翼系统的变化可以灵活调整飞行运动参数，从而使整体结构精简有利于能源的高效利用可实现长距离的飞行；

3、仿生蜻蜓扑翼飞行器具有重量轻、体积小，尺寸适中携带方便和飞行隐蔽性好及可操作性强等优点。

4、扑翼能产生高效率的推力。根据对扑翼的研究，发现扑翼机构能产生85.5％高效率的推力。与传统推进系统的推进效率相比要高得多，能量转化效果好。

目前仍存在许多的问题制约了扑翼飞行器的深入发展，若能攻克潜在的这些问题，那么扑翼飞行器将在微型化、集成化将会取得实质性的进展；目前所面临解决的问题有以下几个技术难点：

1、如何设计出新型，结构简单，传动高效的扑翼结构问题。

2、如何实现翅膀的旋动问题。

3、如何实现头部摇摆机构的上下左右运动功能问题。

4、如何实现尾部变向、平衡摇摆机构的上下左右运动功能问题。

5、如何实现腿部支撑伸缩机构的运动功能问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种结构新颖、结构简单、传动高效、实现翅膀旋动的仿生蜻蜓扑翼及旋动机构。

为实现上述目的，本发明提供了一种仿生蜻蜓扑翼及旋动机构，包括对称设置的中空的机架，所述机架的侧面上设有至少两组呈对称布置并且可旋转的转动块，所述转动块的外侧铰接有可摆动的蜻蜓翅膀，所述转动块上可旋转的穿插有可伸入所述机架内腔的并且外端倾斜的弯曲轴，所述蜻蜓翅膀的根部设有铰接在所述转动块的外端面上并且与所述弯曲轴的倾斜端相卡合而联动的摇摆副，在所述机架的内腔设有带动所述弯曲轴旋转的驱动机构；在所述机架的侧面上设有分别驱动各所述转动块旋转的旋动机构。

进一步的，所述的摇摆副上设有与所述弯曲轴的倾斜端可旋转的插入的卡合结构。

更进一步的，所述摇摆副上设有与所述弯曲轴错开的缺口，所述的卡合结构为在所述缺口内横向设有的两上下平行布置的卡条，两所述卡条之间的横槽与所述弯曲轴的倾斜端相适应。

作为进一步的改进，所述的驱动机构包括在所述机架的内腔设有的两平行布置并且与所述弯曲轴连接的传动轴，两所述传动轴之间设有驱动轴，所述驱动轴与两所述传动轴之间均设有齿轮副，在所述驱动轴上方设有动力装置。

更进一步的，所述的动力装置包括在所述机架上设有的布置在所述驱动轴上方的吊架，所述的吊架上设有驱动电机，所述驱动电机的输出端设有与所述驱动轴齿轮连接的主动齿轮。

更进一步的，所述的齿轮副包括在两所述传动轴的两端分别设有的从动齿轮和在所述驱动轴的两端设有的与两所述从动齿轮相啮合的驱动齿轮。

作为更进一步的改进，所述的旋动机构包括在每个所述转动块的内侧设有的旋动齿轮，所述机架的侧面上设有与所述旋动齿轮齿轮连接的旋动电机，所述旋动齿轮上设有可插接在所述转动块上的连接销。

更进一步的，所述机架的侧面上凸出设有与每个所述的转动块对应的圆筒。

有益效果