專利名稱：一種微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)及微型撲翼飛行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及撲翼機(jī)構(gòu)，尤其涉及ー種微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)及具有該撲翼機(jī)構(gòu)的微型撲翼飛行器。
背景技術(shù)：
1992年，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DAPRA)在美軍智庫(kù)蘭德公司(RAND)舉辦一次未來(lái)軍事會(huì)議上提出了微型飛行器(MAV)的概念飛行器的各個(gè)方向尺寸不超過(guò)15厘米，重量小于100克，有效載荷1-18克，巡航速度30-60公里/小時(shí)，續(xù)航時(shí)間20-60分鐘，最大航程為1-10公里。經(jīng)過(guò)一系列研討會(huì)，專家們一致 認(rèn)為MAV應(yīng)有ー下特點(diǎn)(I)應(yīng)是適合軍用的系統(tǒng)；(2)能攜帯全天候的近距離成像系統(tǒng)，分辨率應(yīng)足以使操作人員分辨出發(fā)送區(qū)內(nèi)的重要細(xì)節(jié)；(3)應(yīng)具有準(zhǔn)確確定地理位置的能力；(4)重量輕、堅(jiān)固耐用，以便能夠放在士兵的背包里攜??；(5)價(jià)格低廉，甚至可一次性使用；(6)隱蔽性好，不易被敵人發(fā)現(xiàn)，不應(yīng)暴露使用人員的位置。概念ー經(jīng)提出就得到廣泛關(guān)注各國(guó)專家先后研制出“iBird-bot，，,“Microrobotic Fly，，,“蜂鳥 NAV，，“Delfly Micro” “SmartBird”等一系列仿生撲翼飛行器，在仿生前飛，后退，懸停等高難度動(dòng)作方面有了技術(shù)性的突破。微型飛行器按運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不同分為固定翼飛行器、旋翼飛行器和仿生撲翼飛行器。從仿生學(xué)角度講在微小尺寸下，撲翼飛行器相對(duì)于固定翼飛行器和旋翼飛行器有著更好的飛行性能。微型撲翼飛行器結(jié)構(gòu)尺寸與小型鳥類或昆蟲比較接近。從仿生學(xué)角度講小型鳥類和昆蟲的翅膀運(yùn)動(dòng)有三種上下?lián)鋭?dòng)、沿飛行方向前后運(yùn)動(dòng)(與上下?lián)鋭?dòng)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)為“O”型，“8”字型，雙“8”字型)，沿翅根方向的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及折翼運(yùn)動(dòng)等等?，F(xiàn)行的微型飛行器主要應(yīng)用單曲柄雙搖桿機(jī)構(gòu)，只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的上下?lián)鋭?dòng)，并且機(jī)翼左右運(yùn)動(dòng)具有不對(duì)稱性，増加了飛行器的飛行不穩(wěn)定性，并沒(méi)有像鳥類那樣擁有復(fù)雜靈活的機(jī)翼運(yùn)動(dòng)，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的飛行任務(wù)。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)及具有該撲翼機(jī)構(gòu)的微型撲翼飛行器，適用于仿生撲翼飛行器的低、中、高頻撲動(dòng)飛行，能夠?qū)崿F(xiàn)類似飛鳥ー樣上下?lián)鋭?dòng)、折翼和前翼沿翅根方向的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型提供了一種微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、連桿和前翼，所述機(jī)架上設(shè)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置和與所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置連接的減速機(jī)構(gòu),所述減速機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)輸出部，所述機(jī)架鉸接有平面連桿機(jī)構(gòu)，所述平面連桿機(jī)構(gòu)為平行四邊形機(jī)構(gòu)，所述連桿的一端與所述旋轉(zhuǎn)輸出部鉸接，所述連桿的另一端與所述平行四邊形機(jī)構(gòu)連接，所述平行四邊形機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)連桿、從動(dòng)連桿、第一平行連桿和第二平行連桿，所述第一平行連桿、第ニ平行連桿中的任意一個(gè)或其組合連接有主翼，所述第一平行連桿通過(guò)組合鉸鏈與所述前翼鉸接，所述第二平行連桿通過(guò)扭轉(zhuǎn)連塊與所述前翼鉸接，所述連桿、主翼、組合鉸鏈、扭轉(zhuǎn)連塊、前翼和平行四邊形機(jī)構(gòu)至少有ニ個(gè)并對(duì)稱設(shè)置。作為本實(shí)用新型的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述連桿的端部為所述主動(dòng)連桿。作為本實(shí)用新型的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述前翼包括擺桿和與所述擺桿連接的前翼體，所述擺桿通過(guò)所述組合鉸鏈與所述第一平行連桿鉸接，所述擺桿通過(guò)所述扭轉(zhuǎn)連塊與所述第二平行連桿鉸接。作為本實(shí)用新型的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述組合鉸鏈包括第一鉸鏈體和第二鉸鏈體，所述第一鉸鏈體和第二鉸鏈體鉸接，所述第一鉸鏈體與所述第一平行連桿鉸接，所述第二鉸鏈體與所述前翼的擺桿鉸接。 作為本實(shí)用新型的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述第二鉸鏈體與所述前翼的擺桿通過(guò)連接桿鉸接。作為本實(shí)用新型的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述扭轉(zhuǎn)連塊包括相垂直的側(cè)面和端面，所述扭轉(zhuǎn)連塊的側(cè)面與所述第二平行連桿鉸接，所述扭轉(zhuǎn)連塊的端面與所述擺桿鉸接。作為本實(shí)用新型的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述扭轉(zhuǎn)連塊的側(cè)面與所述第二平行連桿鉸接的旋轉(zhuǎn)軸與所述扭轉(zhuǎn)連塊的端面與所述擺桿鉸接的旋轉(zhuǎn)軸相垂直。作為本實(shí)用新型的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述旋轉(zhuǎn)輸出部為電機(jī)，所述主翼與所述前翼之間連接有弾性薄膜。作為本實(shí)用新型的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述電機(jī)為空心杯電機(jī)。作為本實(shí)用新型的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述減速機(jī)構(gòu)為ニ級(jí)減速機(jī)構(gòu)。作為本實(shí)用新型的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述ニ級(jí)減速機(jī)構(gòu)包括與所述電機(jī)連接的第一齒輪、與所述第一齒輪嚙合的第二齒輪、與所述第二齒輪通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接的第三齒輪和與所述第三齒輪嚙合的第四齒輪，所述旋轉(zhuǎn)輸出部為第四齒輪，所述連桿的一端與所述第四齒輪的法面鉸接。本實(shí)用新型還提供了一種微型撲翼飛行器，包括如上述的任一項(xiàng)所述的微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)上述方案，具有撲動(dòng)、折翼、前翼扭轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)特性，具有良好的対稱性，増加了飛行器的飛行穩(wěn)定性，擁有復(fù)雜靈活的機(jī)翼運(yùn)動(dòng)，有利于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的飛行任務(wù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)単、緊湊，體積小，重量輕，適合對(duì)體積和重量要求比較高的微型撲翼飛行器。

圖I是本實(shí)用新型一種微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)的主視圖；圖2是本實(shí)用新型所述微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)的右視圖；圖3是本實(shí)用新型所述微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型所述微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)的另一視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4的局部放大圖A ;圖6是本實(shí)用新型所述微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖7是圖6的局部放大圖B。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖說(shuō)明及具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)ー步說(shuō)明。圖I至圖7中的附圖標(biāo)號(hào)為機(jī)架100 ;電機(jī)I ;ニ級(jí)減速機(jī)構(gòu)2 ;第ー齒輪21 ;第ニ齒輪22 ;第三齒輪23 ;第四齒輪24 ;連桿3 ;平行四邊形機(jī)構(gòu)4 ;第一平行連桿41 ;第二平行連桿42 ;組合鉸鏈5 ;扭轉(zhuǎn)連塊6 ;主翼7 ;前翼8 ;擺桿81 ;連接桿82。如圖I至圖7所示，一種微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架100、連桿3和前翼8，所述機(jī)架100上設(shè)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置和與所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置 連接的減速機(jī)構(gòu)，所述減速機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)輸出部，所述機(jī)架100鉸接有平面連桿機(jī)構(gòu)，所述平面連桿機(jī)構(gòu)為平行四邊形機(jī)構(gòu)4，所述連桿3的一端與所述旋轉(zhuǎn)輸出部鉸接，所述連桿3的另一端與所述平行四邊形機(jī)構(gòu)4連接，所述平行四邊形機(jī)構(gòu)4包括主動(dòng)連桿、從動(dòng)連桿、第一平行連桿41和第二平行連桿42，所述第一平行連桿41、第二平行連桿42中的任意一個(gè)或其組合連接有主翼7，所述第一平行連桿41通過(guò)組合鉸鏈5與所述前翼8鉸接，所述第二平行連桿42通過(guò)扭轉(zhuǎn)連塊6與所述前翼8鉸接，所述連桿3、主翼7、組合鉸鏈5、扭轉(zhuǎn)連塊6、前翼8和平行四邊形機(jī)構(gòu)4至少有ニ個(gè)并對(duì)稱設(shè)置。所述機(jī)架100鉸接有平面雙曲柄雙搖桿機(jī)構(gòu)，所述雙曲柄雙搖桿機(jī)構(gòu)中的搖桿為平行四桿機(jī)構(gòu)，該平行四桿機(jī)構(gòu)至少有ニ個(gè)并對(duì)稱設(shè)置。如圖I至圖7所示，所述連桿3的端部為所述主動(dòng)連桿，即所述連桿3的端部分別與所述第一平行連桿41、第二平行連桿42的端部鉸接，形成所述主動(dòng)連桿。如圖I至圖7所示，所述前翼8包括擺桿81和與所述擺桿81連接的前翼體，所述擺桿81通過(guò)所述組合鉸鏈5與所述第一平行連桿41鉸接，所述擺桿81通過(guò)所述扭轉(zhuǎn)連塊6與所述第二平行連桿42鉸接。如圖I至圖7所示，所述組合鉸鏈5包括第一鉸鏈體51和第二鉸鏈體52，所述第一鉸鏈體51和第二鉸鏈體52鉸接，所述第一鉸鏈體51與所述第一平行連桿41鉸接，所述第二鉸鏈體52與所述前翼8的擺桿81鉸接。如圖I至圖7所示，所述第二鉸鏈體52與所述前翼8的擺桿81通過(guò)連接桿82鉸接。如圖I至圖7所示，所述扭轉(zhuǎn)連塊6包括相垂直的側(cè)面和端面，所述扭轉(zhuǎn)連塊6的側(cè)面與所述第二平行連桿42鉸接，所述扭轉(zhuǎn)連塊6的端面與所述擺桿81鉸接。如圖I至圖7所示，所述扭轉(zhuǎn)連塊6的側(cè)面與所述第二平行連桿42鉸接的旋轉(zhuǎn)軸與所述扭轉(zhuǎn)連塊6的端面與所述擺桿81鉸接的旋轉(zhuǎn)軸相垂直。如圖I至圖7所示，所述旋轉(zhuǎn)輸出部?jī)?yōu)選為電機(jī)1，所述主翼7與所述前翼8之間連接有弾性薄膜。如圖I至圖7所示，所述電機(jī)I優(yōu)選為空心杯電機(jī)。如圖I至圖7所示，所述減速機(jī)構(gòu)優(yōu)選為ニ級(jí)減速機(jī)構(gòu)2。如圖I至圖7所示，所述ニ級(jí)減速機(jī)構(gòu)2包括與所述電機(jī)I連接的第一齒輪21、與所述第一齒輪21嚙合的第二齒輪22、與所述第二齒輪22通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接的第三齒輪23和與所述第三齒輪23嚙合的第四齒輪24，所述旋轉(zhuǎn)輸出部為第四齒輪24，所述連桿3的一端與所述第四齒輪24的法面鉸接，所述第一齒輪21、第二齒輪22、第三齒輪23和第四齒輪24均安裝在所述機(jī)架100上，其中，所述第四齒輪24至少有ニ個(gè)并對(duì)稱設(shè)置，分別與ニ個(gè)連桿3鉸接，所述連桿3的一端與所述第四齒輪24的法面鉸接形成平面雙曲柄雙搖桿機(jī)構(gòu)，，該平行四桿機(jī)構(gòu)至少有ニ個(gè)并對(duì)稱設(shè)置?！N微型撲翼飛行器，包括如上述的任一項(xiàng)所述的微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型提供的一種微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)及具有該撲翼機(jī)構(gòu)的微型撲翼飛行器，適用于仿生撲翼飛行器的低、中頻撲動(dòng)飛行，能夠?qū)崿F(xiàn)類似飛鳥ー樣上下?lián)鋭?dòng)、折翼和前翼沿翅根方向的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，只有ー個(gè)自由度，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)翼的撲動(dòng)、折翼和扭轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，體積小，重量輕，適合對(duì)體積和重量要求比較高的微型撲翼飛行器。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)，其特征在于包括機(jī)架、連桿和前翼，所述機(jī)架上設(shè)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置和與所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置連接的減速機(jī)構(gòu)，所述減速機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)輸出部，所述機(jī)架鉸接有平面連桿機(jī)構(gòu)，所述平面連桿機(jī)構(gòu)為平行四邊形機(jī)構(gòu)，所述連桿的一端與所述旋轉(zhuǎn)輸出部鉸接，所述連桿的另一端與所述平行四邊形機(jī)構(gòu)連接，所述平行四邊形機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)連桿、從動(dòng)連桿、第一平行連桿和第二平行連桿，所述第一平行連桿、第二平行連桿中的任意一個(gè)或其組合連接有主翼，所述第一平行連桿通過(guò)組合鉸鏈與所述前翼鉸接，所述第二平行連桿通過(guò)扭轉(zhuǎn)連塊與所述前翼鉸接，所述連桿、主翼、組合鉸鏈、扭轉(zhuǎn)連塊、前翼和平行四邊形機(jī)構(gòu)至少有二個(gè)并對(duì)稱設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)，其特征在于所述前翼包括擺桿和與所述擺桿連接的前翼體，所述擺桿通過(guò)所述組合鉸鏈與所述第一平行連桿鉸接，所述擺桿通過(guò)所述扭轉(zhuǎn)連塊與所述第二平行連桿鉸接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)，其特征在于所述組合鉸鏈包括第一鉸鏈體和第二鉸鏈體，所述第一鉸鏈體和第二鉸鏈體鉸接，所述第一鉸鏈體與所述第一平行連桿鉸接，所述第二鉸鏈體與所述前翼的擺桿鉸接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)，其特征在于所述第二鉸鏈體與所述前翼的擺桿通過(guò)連接桿鉸接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)，其特征在于所述扭轉(zhuǎn)連塊包括相垂直的側(cè)面和端面，所述扭轉(zhuǎn)連塊的側(cè)面與所述第二平行連桿鉸接，所述扭轉(zhuǎn)連塊的端面與所述擺桿鉸接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)，其特征在于所述扭轉(zhuǎn)連塊的側(cè)面與所述第二平行連桿鉸接的旋轉(zhuǎn)軸與所述扭轉(zhuǎn)連塊的端面與所述擺桿鉸接的旋轉(zhuǎn)軸相垂直。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)輸出部為電機(jī)，所述主翼與所述前翼之間連接有彈性薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)，其特征在于所述減速機(jī)構(gòu)為二級(jí)減速機(jī)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)，其特征在于所述二級(jí)減速機(jī)構(gòu)包括與所述電機(jī)連接的第一齒輪、與所述第一齒輪嚙合的第二齒輪、與所述第二齒輪通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接的第三齒輪和與所述第三齒輪嚙合的第四齒輪，所述旋轉(zhuǎn)輸出部為第四齒輪，所述連桿的一端與所述第四齒輪的法面鉸接。
10.一種微型撲翼飛行器，其特征在于包括如權(quán)利要求I至9的任一項(xiàng)所述的微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)及微型撲翼飛行器。本實(shí)用新型提供了一種微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、連桿和前翼，所述機(jī)架上設(shè)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置和與所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置連接的減速機(jī)構(gòu)，所述減速機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)輸出部，所述機(jī)架鉸接有平面連桿機(jī)構(gòu)，所述平面連桿機(jī)構(gòu)為平行四邊形機(jī)構(gòu)，所述連桿的一端與所述旋轉(zhuǎn)輸出部鉸接。本實(shí)用新型還提供了一種微型撲翼飛行器。本實(shí)用新型的有益效果是具有撲動(dòng)、折翼、前翼扭轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)特性，具有良好的對(duì)稱性，增加了飛行器的飛行穩(wěn)定性，擁有復(fù)雜靈活的機(jī)翼運(yùn)動(dòng)，有利于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的飛行任務(wù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，體積小，重量輕，適合對(duì)體積和重量要求比較高的微型撲翼飛行器。
文檔編號(hào)B64C33/02GK202609083SQ20122023932
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者周超英, 何亞男, 周啟生 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院