[實用新型]一種單自由度可實現二維運動的撲翼機構

有效

• 申請號: 201220113581.6
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN202481312U
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 周啟生;周超英;何亞男
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: B64C33/00
• 分類號: B64C33/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所 44248
• 代理人: 胡吉科;熊偉

技術領域

本實用新型涉及撲翼飛行器的撲翼機構，尤其涉及一種單自由度可實現二維運動的撲翼機構。

背景技術

1992年，美國國防高級研究計劃局（DAPRA）在美軍智庫蘭德公司（RAND）舉辦一次未來軍事會議上提出了微型飛行器（MAV）的概念：飛行器的各個方向尺寸不超過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，續航時間20-60?分鐘，最大航程為1-10?公里。經過一系列研討會，專家們一致認為MAV應有一下特點：(1)應是適合軍用的系統；(2)能攜帶全天候的近距離成像系統，分辨率應足以使操作人員分辨出發送區內的重要細節；(3)應具有準確確定地理位置的能力；（4）重量輕、堅固耐用，以便能夠放在士兵的背包里攜帶；（5）價格低廉，甚至可一次性使用；（6）隱蔽性好，不易被敵人發現，不應暴露使用人員的位置。概念一經提出就得到廣泛關注：各國專家先后研制出“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，懸停等高難度動作方面有了技術性的突破。

微型飛行器按運動機構不同分為：固定翼飛行器、旋翼飛行器和仿生撲翼飛行器。從仿生學角度講：在微小尺寸下，撲翼飛行器相對于固定翼飛行器和旋翼飛行器有著更好的飛行性能。

微型撲翼飛行器結構尺寸與小型鳥類或昆蟲比較接近。從仿生學角度講：小型鳥類和昆蟲的翅膀運動有三種：上下撲動、沿飛行方向前后運動（與上下撲動運動的合運動為“O”型，“8”字型，雙“8”字型），沿翅根方向的扭轉運動以及折翼運動等等。現行的微型飛行器主要應用單曲柄雙搖桿機構，只能實現簡單的上下撲動，并且機翼左右運動具有不對稱性，增加了飛行器的飛行不穩定性，并沒有像鳥類那樣擁有復雜靈活的機翼運動，難以實現復雜的飛行任務。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本實用新型提供了一種單自由度可實現二維運動的撲翼機構。

本實用新型提供了一種單自由度可實現二維運動的撲翼機構，包括機架、驅動電機、減速機構、兩個對稱設置的曲柄連桿機構、扭轉連塊和撲翼搖桿，其中，所述驅動電機通過所述減速機構分別與兩個所述曲柄連桿機構連接，所述曲柄連桿機構包括曲柄、組合鉸鏈和連桿，所述減速機構與所述曲柄的一端鉸接，所述曲柄的另一端與所述組合鉸鏈鉸接，所述組合鉸鏈與所述連桿的一端鉸接，所述連桿的另一端與所述扭轉連塊鉸接，所述扭轉連塊與所述撲翼搖桿鉸接，所述撲翼搖桿與所述機架鉸接。

作為本實用新型的進一步改進，所述組合鉸鏈包括第一連接塊和第二連接塊，所述曲柄的另一端與所述第一連接塊鉸接，所述第二連接塊與所述第一連接塊鉸接，所述連桿與所述第二連接塊固定連接。

作為本實用新型的進一步改進，所述曲柄的另一端與所述第一連接塊鉸接的旋轉軸為第一旋轉軸，所述第二連接塊與所述第一連接塊鉸接的旋轉軸為第二旋轉軸，所述第一旋轉軸與所述第二旋轉軸相垂直。

作為本實用新型的進一步改進，所述扭轉連塊連接有撲翼。

作為本實用新型的進一步改進，所述驅動電機和減速機構固定在所述機架上。

作為本實用新型的進一步改進，所述驅動電機為無刷電機。

作為本實用新型的進一步改進，所述驅動電機連接有電機軸齒輪，所述電機軸齒輪與所述減速機構連接。

作為本實用新型的進一步改進，所述減速機構包括相嚙合的一級齒輪和二級齒輪，所述一級齒輪與所述電機軸齒輪相嚙合，所述二級齒輪與所述曲柄相鉸接。

作為本實用新型的進一步改進，所述二級齒輪與所述曲柄鉸接的旋轉軸為第三旋轉軸，所述第三旋轉軸與所述第一旋轉軸相平行。

作為本實用新型的進一步改進，所述機架上設有鉸接凹槽座，所述撲翼搖桿與所述鉸接凹槽座鉸接。

本實用新型的有益效果是：通過上述方案，具有一個自由度，傳動靈活，可同時實現機翼的撲動和扭轉兩個運動，具良好的對稱性和飛行穩定性，可進行靈活的機翼運動，有利于實現復雜的飛行任務。

附圖說明

圖1是本實用新型一種單自由度可實現二維運動的撲翼機構的結構示意圖；

圖2是本實用新型所述單自由度可實現二維運動的撲翼機構的主視圖；

圖3是本實用新型所述單自由度可實現二維運動的撲翼機構的俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖說明及具體實施方式對本實用新型進一步說明。