[實用新型]“8”字軌跡撲翼機構及微型撲翼飛行器

有效

• 申請號: 201220239562.8
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN202574619U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 周超英;周啟生;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: B64C33/02
• 分類號: B64C33/02
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科;羅志強

技術領域

本實用新型涉及撲翼機構，尤其涉及一種“8”字軌跡撲翼機構及微型撲翼飛行器。

背景技術

1992年，美國國防高級研究計劃局（Defense?Advanced?Research?Project?Agency，簡稱DARPA）第一次提出微型飛行器（Micro?Air?Vehicles,?簡稱MAV）的概念，其主要特點是體積小。DARPA對微型飛行器提出的要求是：翼展和長度小于6英寸（152mm），總重量在80-150克之間，有效載荷為20克左右，續航時間20-60分鐘，飛行速度在30-60km/h，具有實時成像、導航和通訊能力。由于其獨特的戰略作用，微型飛行器逐漸成為各個國家的研究熱點。而仿生學和空氣動力學研究均表明：在低速和小型飛行器中，撲翼比固定翼和旋翼具有更高的飛行效率，而且撲翼可以應用仿生的特點，有更好的隱蔽性，因此撲翼飛行器成為了MAV領域研究的重點。

微撲翼飛行器的研究，牽涉到許多關鍵技術，如輕型機體結構、部件微型化、微型動力源、自主控制及數據傳輸等。其中部件微型化就部件的尺寸和重量提出了要求，因此撲翼機構早期的發展，經歷了很多形式，有壓電陶瓷機構和人工化學肌肉驅動機構等等，隨著微機電技術的發展，連桿結構被越來越多的采用，并且技術上已趨于成熟。連桿機構中應用較多的是單曲柄雙搖桿機構，這種機構的優點是尺寸小、重量輕，缺陷是左右翼撲動不對稱。這種機構多應用在單翅的情況。雙曲柄雙搖桿機構和簡單的空間搖桿機構是采用兩套曲柄搖桿機構分別驅動左右翼，這兩種機構可以很好的解決撲動不對稱問題，多應用在雙翅的情況。以上這些撲翼機構都只能實現簡單的撲動，而鳥類和昆蟲翅膀的運動是由多個運動組成的復合運動。目前，德國已經仿鳥研制出Smartbird，并且飛行效果可以達到以假亂真。因此，在撲翼空氣動力學不完善的情況下，仿生撲翼機構也成為了研究和發展的一個方向。

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“8”字軌跡撲翼機構及微型撲翼飛行器，能夠模仿昆蟲翅膀的“8”字撲動。

本實用新型提供了一種“8”字軌跡撲翼機構，包括至少兩個對稱設置的空間五連桿閉環機構，所述空間五連桿閉環機構包括機架、撲翼搖桿、中間連桿、耦合連桿和曲柄，所述機架上設有旋轉驅動部和與所述旋轉驅動部連接的減速機構，所述減速機構通過輸出軸與所述曲柄的一端連接，所述曲柄的另一端與所述耦合連桿的一端鉸接，所述耦合連桿的另一端與所述中間連桿的一端鉸接，所述中間連桿的另一端與所述撲翼搖桿的一端鉸接，所述撲翼搖桿的另一端與所述機架鉸接。

作為本實用新型的進一步改進，所述撲翼搖桿的另一端通過球形鉸鏈與所述機架鉸接。

作為本實用新型的進一步改進，所述撲翼搖桿的另一端通過組合鉸鏈與所述機架鉸接。

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機架鉸接，所述第二鉸鏈體與所述撲翼搖桿鉸接。

作為本實用新型的進一步改進，所述撲翼搖桿連接有撲翼。

作為本實用新型的進一步改進，所述旋轉驅動部為電機。

作為本實用新型的進一步改進，所述電機為無刷電機。

作為本實用新型的進一步改進，所述耦合連桿兩端的轉動副空間相互垂直。

作為本實用新型的進一步改進，所述減速機構為二級減速機構。

作為本實用新型的進一步改進，所述二級減速機構為二級齒輪減速機構，所述二級齒輪減速機構通過輸出軸與所述曲柄的一端連接。

本實用新型還提供了一種微型撲翼飛行器，包括如上述中任一項所述的“8”字軌跡撲翼機構。

本實用新型的有益效果是：通過上述方案，旋轉驅動部經減速機構減速之后，通過輸出軸帶動曲柄轉動，通過耦合連桿、中間連桿帶動撲翼搖桿進行“8”字撲動，能夠模仿昆蟲翅膀的“8”字撲動，同時可實現翼面的扭轉。

附圖說明

圖1是本實用新型一種“8”字軌跡撲翼機構的立體結構示意圖；

圖2是本實用新型所述“8”字軌跡撲翼機構的主視圖；

圖3是本實用新型所述“8”字軌跡撲翼機構的組合鉸鏈的結構示意圖；

圖4是本實用新型所述“8”字軌跡撲翼機構的空間五連桿閉環機構的結構示意圖；

圖5是本實用新型所述“8”字軌跡撲翼機構的空間五連桿閉環機構的主視圖。

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。