[发明专利]一种仿蝙蝠扑翼飞行器的翅膀拍动机构

说明书

一种仿蝙蝠扑翼飞行器的翅膀拍动机构，它涉及一种翅膀拍动机构。本发明为了解决现有扑翼飞行器的拍动机构无法在拍动的同时实现收拢展开功能，更无法真实的模拟蝙蝠翅膀的拍动，结构复杂以及飞行效率低的问题。本发明包括减速齿轮组和两个拍动收拢展开机构，减速齿轮组为二级减速齿轮组，两个拍动收拢展开机构对称安装在减速齿轮组上，并在减速齿轮组的带动下实现拍动、收拢和展开。具体利用了空间曲柄摇杆机构实现上下往复拍动功能，利用空间曲柄摇杆、锥齿轮、齿轮齿条及瓦特六连杆配合实现收拢展开运动功能，利用一个电机同时驱动拍动机构和收拢展开机构，使之下拍时翅膀展开，上拍时翅膀收拢。本发明用于扑翼飞行器领域。

技术领域

本发明涉及一种翅膀拍动机构，具体涉及一种能够在拍动过程中同时实现收拢展开的仿蝙蝠扑翼飞行器的拍动结构，属于扑翼飞行器领域。

背景技术

从20世纪90年代以来，随着空气动力学理论、新型材料及机电技术的发展，飞行器进入了发展的大潮流，世界各地对各类飞行器均展开了研究。其中仿生扑翼飞行器可以实现垂直起降、空中悬停、侧飞和倒飞，有的可以滑翔、高速飞行和长距离巡航，由于具备仿生的外形条件，所以其隐蔽性好、噪音低、机动性高。在军事侦查、科研及民用领域均有较大的发展前景。

蝙蝠是唯一会飞行的哺乳动物，也是飞行界的“飞行大师”，其灵活的翼手在扑翼时会进行收拢展开运动，既能高速平飞也能悬停，具有优秀的飞行能力。

目前大部分扑翼飞行器为仿昆虫和仿鸟飞行器，仿蝙蝠飞行器较少，目前仿生扑翼飞行器的拍动机构大部分都是利用空间曲柄连杆机构来实现二维方向的拍动，对于仿生蝙蝠飞行器来说，没有做到同时收拢展开运动，也就没有起到仿生的效果，飞行效率远不如生物蝙蝠。即使有的仿蝙蝠扑翼飞行器中加入了收拢展开的机构，由于两者并没有耦合，加大了控制难度，同时也受限于拍动频率与收拢展开频率难匹配，很容易造成飞行运动混乱，达不到预期的目标。

已有专利CN10988881A提出《一种仿生可折叠式双翼扑动机构》，该发明通过一根曲轴带动四个连接到前后主动杆上的曲柄实现拍动，电机正转实现向上拍动，并通过齿轮齿条实现折叠，反转实现向下拍动，通过弹簧实现展开。该发明机构运动需要靠电机的正反转来实现，加重了曲轴与曲柄的负荷，并且翅膀是在弹簧的作用下展开，运动存在滞后性。

已有专利CN109592032A提出一种《单侧多节点的仿生扑翼飞行器》，该发明能实现机翼的主动折叠，靠绳拉动翅膀实现收拢，靠弹簧实现展开，拍动幅度有限，在绳和弹簧的弹性作用下，会存在震荡扰动问题，也很难做到同步运动。

已有专利CN107719665A提出一种《扑翼飞行器的机翼及扑翼飞行器》，该发明公开了一种仿鸟多连杆扑翼翅膀及一种能实现收拢展开功能的飞行器，该发明利用两套锥齿轮动力机构驱动，分别控制拍动和移动，其中收拢展开是靠凸轮推动大型的平移装置推动连杆，摩擦损耗大，平移效率不高，并且整体机构过于复杂。

综上所述，现有的扑翼飞行器无法在拍动的同时实现收拢展开功能的拍动机构，更无法真实的模拟蝙蝠翅膀的拍动，结构复杂以及飞行效率低的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的扑翼飞行器无法在拍动的同时实现收拢展开功能的拍动机构，更无法真实的模拟蝙蝠翅膀的拍动，结构复杂以及飞行效率低的问题。进而提供一种仿蝙蝠扑翼飞行器的翅膀拍动机构。