[实用新型]一种升降式仿生扑翼装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及仿生扑翼机器人领域，具体地讲是一种升降式仿生扑翼装置。

背景技术

自然界中的鸟类在飞行过程中，其扑翼上的羽毛会随着扑翼上摆、下摆舒展或收拢；在扑翼上摆时，羽片会随之展开，使上、下空气流通进行排风，以减小空气阻力；在扑翼下摆时，羽毛会随之闭合，令扑翼能够将下方的空气聚集进行兜风，增加扑翼下方的浮力。如果不充分考虑排风、兜风原理，仿生扑翼机器人的飞行高度与飞行距离将会受到较大限制。目前大部分仿生扑翼并没有充分考虑排风、兜风的原理，因此其工作效率并不够高。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型采用排风、兜风原理，提供了一种升降式仿生扑翼装置，能够提高仿生扑翼的工作效率，有利于提高仿生扑翼机器人的飞行高度并延长飞行距离。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种升降式仿生扑翼装置，包括外框架，所述外框架内嵌设有若干固定羽片，所述固定羽片铺设于外框架中且与外框架无间隙贴合，外框架与固定羽片上均设有密封条，所述相邻固定羽片之间开设有排风口。所述排风口的正下方设有面积不小于排风口的可升降的活动羽片，所述活动羽片下方设有一升降件，活动羽片与升降件之间通过若干升降轴固定连接。所述升降轴中部设有固定支架，固定支架固定于外框架上。所述升降件底部配合设有一凸轮，凸轮的转动侧边始终与升降件底面相贴，凸轮的中心与一步进电机的输出轴固定连接，步进电机固定于一安装支架上，且与凸轮平行设置。所述升降件底部还配合连接有拉簧，拉簧的另一端固定于安装支架上；所述安装支架与外框架固定连接。

进一步地，所述外框架为U形外框架，所述固定羽片为与U形外框架相适应的向上隆起的弧形弯片，所述活动羽片为与排风口相适应的向上隆起的弧形弯片。固定羽片与活动羽片的弧形设置，能够减小扑翼上方的阻力，增大扑翼下方的浮力，有利于增强仿生扑翼机器人的飞行能力。

进一步地，所述活动羽片可升降移动，从而挡住或打开排风口。

进一步地，密封条可密封活动羽片与外框架、活动羽片与固定羽片之间的缝隙。

进一步地，所述固定羽片底部或安装支架上设有用于监测扑翼速度的速度传感器。所述速度传感器用于监测仿生扑翼的摆动速度的大小与方向，以便控制步进电机转动。

进一步地，所述与每片活动羽片相连的升降轴个数为四个，分别设于活动羽片的四周，所述升降轴为中空轴，中空轴可以减轻扑翼的重量。

进一步地，所述固定支架上设有与升降轴相配合的孔，升降轴可沿固定支架上下滑动。

进一步地，所述升降件为工字形。

进一步地，所述拉簧能够保证凸轮与升降件始终接触。

本实用新型的工作原理及有益效果如下：本实用新型是采用兜风、排风原理的一种装置，该装置通过活动羽片的上升或下降挡住或打开排风口，从而把风兜住或排出。在扑翼向上摆动的过程中，活动羽片与固定羽片相分离，排风口处于打开状态，扑翼上方的空气从排风口中排出，扑翼上方的空气阻力随之减小；当扑翼摆动至最上端时，活动羽片与固定羽片相贴合，从而将排风口挡住。在扑翼向下摆动的过程中，排风口始终被活动羽片挡住，扑翼下方的空气被兜住，增加了空气浮力，提高了仿生扑翼的工作效率。

具体地讲，本实用新型装置中的活动羽片由步进电机驱动，经凸轮、升降件、升降轴传递运动后，实现上升或下移，从而将排风口挡住或打开。本装置能够减小扑翼上摆时的阻力，增大扑翼下摆时的浮力，提高仿生扑翼的工作效率，有利于实现仿生扑翼机器人高空、远距离飞行。本实用新型结构简单、传动可靠、飞行稳定且便于控制，主要适用于中型或大型的仿生扑翼机器人。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例整体示意图；

图2为本实用新型具体实施例底部结构图；

图3为本实用新型具体实施例左侧面图；

图4为本实用新型具体实施例正侧面图。

图中所示：外框架1、固定羽片2、排风口3、活动羽片4、升降轴5、固定支架6、升降件7、凸轮8、步进电机9、输出轴9a、安装支架10、速度传感器11、拉簧12、密封条13。

具体实施方式