[实用新型]一种多自由度仿蜂鸟扑翼飞行器扑翼机构

说明书

本实用新型公开了一种多自由度仿蜂鸟扑翼飞行器扑翼机构，该扑翼机构包括单自由度扑翼机构和攻角控制机构；所述单自由度扑翼机构包括机架、无刷电机、齿轮一、齿轮二、传动杆、左传动臂一、右传动臂一、左传动臂二、右传动臂二、左传动臂三、右传动臂三，所述攻角控制机构包括锥齿轮一、锥齿轮二、舵机。本实用新型利用单自由度扑翼机构和攻角控制机构构成多自由度仿蜂鸟扑翼飞行器扑翼机构，具有结构新颖、可靠、原理简单、控制可行的特点，通过对舵机控制可以灵活实现各种扑翼攻角变化，既可以作为扑翼飞行器实现蜂鸟的仿生设计，也可以作为验证机构验证不同的攻角变化对扑翼机飞行性能的影响。

技术领域

本实用新型属于飞行器技术领域，具体涉及一种多自由度仿蜂鸟扑翼飞行器扑翼机构。

背景技术

自然界的飞行生物无一例外地采用扑翼飞行方式，另外空气动力学研究成果表明，对于主尺度小于15cm的微型飞行器，扑翼飞行方式比固定翼和旋翼飞行方式具有更大的升阻比，更强的抗扰动能力和更加灵活的机动性，因此扑翼飞行更具有优势。近些年，在昆虫空气动力学和电子机械技术快速发展的基础上，各国纷纷开始研究扑翼飞行的飞行器，使得微型扑翼飞行器成为机器人研究最为活跃的前沿领域。

扑翼飞行器扑翼机构目前主要是单自由度运动，即为平面上下扑动，这种扑动方式，如果是刚性翼，平均升力为零，只能依靠翼的被动柔性变形产生升力，由此产生的升力有限，需要提高扑翼频率来提高升力，因此又导致噪音增加，同时也给气动控制带来难度。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种多自由度仿蜂鸟扑翼飞行器扑翼机构，实现生物翼较复杂的扑动运动，而不需要依靠翼的柔性变形来实现。

为实现上述目的，本实用新型提供一种多自由度仿蜂鸟扑翼飞行器扑翼机构，包括单自由度扑翼机构和攻角控制机构；所述单自由度扑翼机构包括机架、无刷电机、齿轮一、齿轮二、传动杆、左传动臂一、右传动臂一、左传动臂二、右传动臂二、左传动臂三、右传动臂三，所述无刷电机、齿轮一、齿轮二均安装在机架上，所述无刷电机与齿轮一、齿轮二组成的齿轮传动系统相连，所述传动杆一端与齿轮二相连，所述传动杆另一端与互为镜像的左传动臂一及右传动臂一相连，所述左传动臂一及右传动臂一分别与互为镜像的左传动臂二及右传动臂二相连，所述左传动臂二及右传动臂二分别与互为镜像的左传动臂三及右传动臂三相连；所述攻角控制机构包括锥齿轮一、锥齿轮二、舵机，所述舵机安装在机壳上，并与锥齿轮二相连，所述锥齿轮二带动锥齿轮一转动，所述锥齿轮一与左传动臂三及右传动臂三相连。

进一步地，所述传动杆与左传动臂一及右传动臂一由穿过机架的滑槽的铆钉铰接，使传动杆在滑槽内往复滑动，带动左传动臂三及右传动臂三在机架左右两端往复转动。

进一步地，所述锥齿轮二在舵机的控制下转动，所述锥齿轮一绕机架公转，且自身在锥齿轮二的驱动下自转。

进一步地，上述扑翼机构还包括：翅框夹、翅框，所述锥齿轮一与翅框夹相连，所述翅框夹与翅框相连。

进一步地，所述翅框在翅框夹的带动下做往复‘8’字型运动。

本实用新型的有益效果是：本实用新型利用单自由度扑翼机构和攻角控制机构构成多自由度仿蜂鸟扑翼飞行器扑翼机构，具有结构新颖、可靠、原理简单、控制可行的特点，通过对舵机控制可以灵活实现各种扑翼攻角变化，既可以作为扑翼飞行器实现蜂鸟的仿生设计，也可以作为验证机构验证不同的攻角变化对扑翼机飞行性能的影响。

附图说明

图1是本实用新型的多自由度仿蜂鸟扑翼飞行器扑翼机构结构示意图；

图2是本实用新型的多自由度仿蜂鸟扑翼飞行器扑翼机构仰视图；

图3是本实用新型的单自由度扑翼机构示意图；

图4是本实用新型在前飞阶段的多自由度仿蜂鸟扑翼飞行器扑翼机构示意图；