[发明专利]一种基于电机反对称布设驱动的扑翼微型飞行器

权利要求书

1.一种基于电机反对称布设驱动的扑翼微型飞行器，其特征在于：包括机翼、驱动机构、旋转机构、拍动机构、电源装置；

所述机翼安装于机翼拍动杆两端，当机翼反对称安装时作为扑旋翼使用，当机翼对称安装时作为扑翼使用；单个机翼包括主梁、斜次梁、垂直次梁、翼膜、扭转件、扭转件挡片，所述机翼主梁、斜次梁和垂直次梁共同构成机翼骨架，翼膜粘接于各翼梁上；所述机翼主梁根部穿过扭转件挡片的孔，再穿过扭转件孔并将扭转件固连在距翼根端面一定距离，扭转件挡片与机翼拍动杆前端面固连，扭转件挡片的孔的尺寸大于机翼主梁尺寸，防止机翼扭转过程中摩擦的影响；

所述驱动机构包括机身、旋转电机、齿轮组、传动杆、推动套筒和机身主轴，驱动机构用于将旋转电机的旋转运动转化为机身主轴的直线往复运动，进而带动机翼扑动；所述机身整体为对称结构，以消除结构不对称时机身重量对飞行稳定性的影响，机身底部设有用于安装旋转电机的通孔；机身对称的竖杆各端设有齿轮固定轴；机身顶端中心设有用于固定下旋转机构下套筒底端的结构通孔；

所述旋转电机反对称安装于机身上，飞行时电机同时启动，电机主轴对称反转消除电机扭矩的影响；所述齿轮组为减速齿轮组，对称安装于机身上，每个旋转电机上方安装一组齿轮组；所述传动杆一端用销钉连接于推动套筒一侧，一端用销钉连接于一侧的齿轮组上，传动杆铰接两侧齿轮组的位置是反对称的，以保证传动杆转动时是反对称转动消除传动杆旋转扭矩的影响，进而消除单电机驱动带来的机身水平方向上的大幅度震颤，提高扑翼微型飞行器飞行时的稳定性；所述机身主轴底端垂直固连于推动套筒，中部穿过下旋转机构下套筒，顶部与上旋转机构上套筒固连；

所述旋转机构包括上旋转机构和下旋转机构两部分；当机翼作为扑旋翼使用，对应的旋转机构打开并转动，此时机翼即能够拍动又能够旋转；当机翼作为扑翼使用时对应的旋转机构锁住并不在旋转，此时机翼仅能拍动；所述上旋转机构包括机翼拍动杆安装架、上套筒轴承、上套筒；上套筒顶部穿过上套筒轴承内圈，与上套筒轴承内圈固连，机翼拍动杆安装架与上套筒轴承外圈固连为一个整体；所述机身主轴顶端穿过与上套筒轴承内圈固连的上套筒，并将上套筒底部固连于机身主轴顶端，使带有上套筒轴承的机翼拍动杆安装架能够绕机身主轴360°自由旋转，但不能沿机身主轴上下滑动；所述下旋转机构包括机翼支撑杆安装架、下套筒轴承、下套筒；所述下套筒顶部穿过下套筒轴承内圈，与下套筒轴承内圈固连，机翼支撑杆安装架与下套筒轴承外圈固连为一个整体，下套筒底端固连与机身顶端，所述机身主轴中部穿过与下套筒轴承内圈固连的下套筒，使带有下套筒轴承的机翼支撑杆安装架只能绕机身主轴360°自由旋转，而不能沿机身主轴滑动；

所述拍动机构包括机翼支撑杆、机翼拍动杆；所述机翼支撑杆底端与下旋转机构的机翼支撑杆安装架销钉连接，顶端穿过机翼拍动杆，与机翼拍动杆中部销钉连接，相当于机翼拍动时拍动的支撑点；所述机翼拍动杆除中部与机翼支撑杆销钉连接外，根部与机翼拍动杆安装架一端销钉连接，使机翼拍动杆能够在满足要求的拍动幅度范围内拍动。

2.如权利要求1所述的一种基于电机反对称布设驱动的扑翼微型飞行器，其特征在于：在反对称电机驱动的扑翼微型飞行器机翼根部设有用于机翼拍动时被动扭转的机构，所述机翼拍动杆前端设有用于供机翼扭转件扭转的扭转槽，用于装置机翼扭转件，使机翼在拍动过程中因气动力作用而进行被动扭转，机翼在拍动过程中受气动力影响被动改变机翼攻角，使机翼以小攻角姿态下拍获得较大有益气动升力并保持大攻角姿态上拍获得较小的气动阻力，借助扭转机构增加扑翼微型飞行器的平均有益气动升力；此外，通过反对称布设的电机驱动提供较高的拍动频率，加持被动扭转机构对气动升力的提高，使扑翼微型飞行器气动特性大幅度提升，进而使扑翼微型飞行器搭载能力和飞行效率均显著提高，远高于其他驱动类型的扑翼微型飞行器。

3.如权利要求2所述的一种基于电机反对称布设驱动的扑翼微型飞行器，其特征在于：所述扭转槽能够根据扑翼或扑旋翼微型飞行器不同飞行模式下最优的拍动模式设置最佳的扭转角度；所述扭转件挡片与机翼拍动杆卡槽端外侧固连，限制扭转件只能在机翼拍动杆的扭转槽中转动，而不能轴向移动。