[发明专利]一种实现扑固翼结构多角度精确转换的系统及方法

权利要求书

1.一种实现扑固翼结构多角度精确转换的系统，其特征在于，包括驱动装置、控制系统、大齿轮、三角式固定轴、机身主架、曲柄摇杆机构和机翼主翼梁，驱动装置通过传动机构连接一个大齿轮，大齿轮两侧分别设有一个与之同心的滑槽，滑槽两侧通过三角式固定轴连接控制系统；

大齿轮的中心两侧分别通过曲柄摇杆机构连接机翼主翼梁，机翼主翼梁与机身主梁转动连接，大齿轮的旋转带动机翼主翼梁实现扑打操作；

机翼主翼梁的扑打幅度由安装于机身主梁侧面的角度传感器检测，角度传感器将检测信号传至控制系统，控制系统控制三角式固定轴与滑槽内某一配合孔匹配，实现扑固翼转换；

具体包括以下步骤：

步骤(1)起飞阶段，运动模式为扑翼模式，驱动电机驱动大齿轮旋转，大齿轮通过曲柄带动传动摇杆摆动，传动摇杆通过转动轴承带动机翼主翼梁绕转动基座上下扑打；此时三角式固定轴悬空，不与大齿轮侧面滑槽接触；

步骤(2)巡航阶段，控制系统判断扑打频率是否满足设定阈值，并根据当前扑打角度信息计算扑打频率，以得到轴孔配合时间；通过控制初始角变化至固定角，使轴孔开始配合，且控制系统判断轴孔是否成功配合；轴孔成功配合后，转化成固定翼状态；

步骤(3)降落阶段，通过控制固定角变化至初始角，使三角式固定轴与配合孔脱离；当轴孔完全脱离时启动驱动电机，转化成扑翼状态；

所述巡航阶段，机翼幅度测算模块获取当前机翼扑打角度信息，计算扑打频率信号，并发送给轴孔配合时间控制模块，轴孔配合时间控制模块对当前角度与接收到的转换角度作差值，再根据当前扑打频率计算启动固定轴孔配合控制模块的时间；

其计算方法为：

其中，t_start为启动轴孔配合的延迟时间，t_k为三角式固定轴从初始角度旋转到固定角所需的时间，θ_g、θ_c分别表示转换为固定翼模式时的预定角度和当前机翼扑打角度，ω表示当前机翼扑打的角速度。

2.根据权利要求1所述的一种实现扑固翼结构多角度精确转换的系统，其特征在于，所述滑槽内间隔设定距离设置多个配合孔，三角式固定轴与不同配合孔连接时的扑打角不同。

3.根据权利要求1所述的一种实现扑固翼结构多角度精确转换的系统，其特征在于，所述大齿轮中心固定有中心轴，中心轴两端分别连接曲柄摇杆机构；

所述曲柄摇杆机构包括曲柄和传动摇杆，曲柄一端与中心轴相连，曲柄另一端与传动摇杆一端铰接；所述传动摇杆另一端分设为两段，且其与套设在机翼主翼梁架外侧的转动轴承铰接。

4.根据权利要求1所述的一种实现扑固翼结构多角度精确转换的系统，其特征在于，所述三角式固定轴包括两组，每一组三角式固定轴包括第一连杆和第二连杆；第一连杆与第二连杆的末端通过与滑槽相适配的连接轴相连。

5.根据权利要求4所述的一种实现扑固翼结构多角度精确转换的系统，其特征在于第一连杆和第二连杆首端分别与控制系统转动连接，并通过步进电机驱动以改变固定角大小。

6.根据权利要求1所述的一种实现扑固翼结构多角度精确转换的系统，其特征在于，所述机身主架两侧分别安装有转动基座，所述机翼主翼梁通过旋转轴与转动基座相连，转动基座侧面固定角度传感器。

7.根据权利要求1所述的一种实现扑固翼结构多角度精确转换的系统，其特征在于，所述驱动装置为驱动电机，驱动电机连接有与所述大齿轮相啮合的小齿轮。

8.根据权利要求1所述的一种实现扑固翼结构多角度精确转换的系统，其特征在于，所述控制系统包括箱体，箱体内部设置控制器，箱体底部通过转轴与三角式固定轴相连。

9.根据权利要求1所述的一种实现扑固翼结构多角度精确转换的系统，其特征在于，当扑打频率大于设定阈值时，控制系统控制驱动电机减速至扑打频率小于设定阈值。