[发明专利]一种单曲柄双摇杆机构的扑翼飞行器

说明书

本发明公开了一种基于单曲柄双摇杆机构的可悬停式扑翼飞行器，该扑翼飞行器包括机架、两个左右对称布置的动力机构、两个行星减速器、两个数字舵机、两个驱动电机、脚撑架，该扑翼飞行器使用单曲柄双摇杆机构作为驱动的具有Wei s‑Fogh效应的扑翼执行机构，使用一体化设计的行星减速器机构实现驱动电机减速增扭，使用两个数字舵机通过驱动转杆调整翅膜的扑动角度实现扑翼飞行器的机动性，该扑翼飞行器的四个可控参数分别为左右两个驱动电机的转速、左右两个数字舵机的舵量，该扑翼飞行器结构简单、可微程度高、结构对称、受力模型简单，具有较好的可操控性。

技术领域

本发明涉及一种飞行器，尤其涉及一种单曲柄双摇杆机构的扑翼飞行器。

背景技术

现有的垂直起降方式的仿生扑翼机器人大多采用外啮合齿轮减速方案，通过双曲柄双摇杆机构驱动两个翅膜向相对或相反方向扇动。亦即分别利用两个传动组件分别带动左右两对翅膜活动，结构较为复杂，导致扑翼飞行器整体体积较大，微型化程度较低，使整机的体积和重量都较大。而体积、重量在达不到优化的情况下，会影响到机器的续航能力。采用如上所述结构的扑翼飞行器结构上的不对称性也会导致物理受力模型较为复杂，一定程度上影响了飞行器的可操控性。

发明内容

本发明目的在于提供一种单曲柄双摇杆机构的扑翼飞行器，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种单曲柄双摇杆机构的扑翼飞行器，包括机架，所述机架上设置有：左动力机构，其包括驱动电机、翅侧缘、传动组件、第一翅前缘、第一翅膜、第二翅前缘、第二翅膜，所述第一翅前缘与所述第二翅前缘分别向左延伸设置于所述传动组件上，所述翅侧缘沿前后方向延伸设置于所述机架上，所述第一翅膜连接于所述第一翅前缘与所述翅侧缘之间，所述第二翅膜连接于所述第二翅前缘与所述翅侧缘之间，所述驱动电机可通过所述传动组件带动所述第一翅膜与第二翅膜相互分开与合拢；右动力机构，其与所述左动力机构互为左右对称结构。

该技术方案至少具有如下的有益效果：第一翅膜连接于第一翅前缘与翅侧缘之间，第二翅膜连接于第二翅前缘与翅侧缘之间，驱动电机转动时通过传动组件可带动第一翅前缘与第二翅前缘摆动，而第一翅前缘则带动第一翅膜绕翅侧缘摆动，第二翅前缘则带动第二翅膜绕翅侧缘摆动，实现第一翅膜与第二翅膜的分开与合拢，同样的，由于右动力机构与左动力机构互为左右对称结构，右动力机构内同样具有可以实现分开与合拢的两个翅膜，如此整体通过一个传动组件带动两个翅膜运动，整个机械结构更加简单，有利于实现模块化、微型化。

作为上述技术方案的进一步改进，所述传动组件包括减速器、第一传动杆、第二传动杆、第三传动杆、第四传动杆，所述驱动电机连接于所述机架上，所述驱动电机驱动连接于减速器，所述第一传动杆的一端与所述第三传动杆的一端同轴地转动连接于所述减速器上，所述第一传动杆的旋转轴线与所述驱动电机的输出端的旋转轴线不共线，所述第二传动杆的中部与所述第四传动杆的中部同轴地转动连接于所述机架上，所述第一传动杆的另一端转动连接于所述第二传动杆的一端，所述第一翅前缘连接于所述第二传动杆的另一端，所述第三传动杆的另一端转动连接于所述第四传动杆的一端，所述第二翅前缘连接于所述第四传动杆的另一端，所述第一传动杆的旋转轴线、第二传动杆的旋转轴线均沿前后方向延伸。第一传动杆与第三传动杆连接在减速器上，与驱动电机的输出端为偏心设置，当驱动电机带动减速器转动时，第一传动杆的一端与第三传动杆的一端被减速器带动绕驱动电机的输出端转动，由于第二传动杆的中部与第四传动杆的中部转动连接在机架上，亦即第二传动杆的中部与第四传动杆的中部相对机架的位置是不变的，第一传动杆、第二传动杆、第三传动杆与第四传动杆之间形成单曲柄双摇杆机构，从而通过第一翅前缘、第二翅前缘分别带动第一翅膜、第二翅膜张开与合拢。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二传动杆连接于所述第一传动杆的一端与所述第四传动杆连接于所述第三传动杆的一端相互背离。第二传动杆与第四传动杆的弯折设计可调节第一翅膜与第二翅膜的最大可张开角度。