[發明專利]一種可變減速比的微型拍動翼飛行器

有效

• 申請號: 201710106405.7
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106864749B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 張艷來;劉懿;吳江浩;孫茂
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64C33/02
• 分類號: B64C33/02
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文利

本發明公開了一種可變減速比的微型拍動翼飛行器，涉及微型飛行器領域；包括機架，搖臂，拍動翼，電機，齒輪a和齒輪b以及連桿機構；機架上設有一個溝槽，同時在中心線上留有一系列安裝孔；電機固定在機架背部，電機輸出軸自帶固定齒輪，同時該自帶齒輪嚙合固定在機架上的齒輪a；齒輪a嚙合齒輪b，且齒輪b固定在機架上的一系列安裝孔上，通過不同的安裝孔進行更換，用于實現不同減速比，同時不同齒輪b需要匹配不同電機；兩個齒輪共同把電機輸出的高速轉動進行減速，從而帶動連桿機構運動；連桿機構固接搖臂，搖臂鉸接拍動翼，實現由搖臂帶動拍動翼運動。本發明可設計多種減速比，更換方便，能夠適應多種任務載荷。

技術領域

本發明涉及微型飛行器領域，具體來說，是一種可變減速比的微型拍動翼飛行器。

背景技術

自二十世紀九十年代以來，隨著傳統飛行器設計技術的不斷成熟和微電子技術的大幅進步，微型飛行器被提出并快速發展。

由于微型飛行器具有體積小、重量輕和機動性強等特征，在國家安全和國民經濟建設方面具有廣泛的應用前景，適用于復雜環境下的偵查、勘探和協助救援等工作。

同時，隨著人們對自然生物飛行的不斷探索，仿生學設計被越來越多的應用于微型飛行器領域，開始出現模仿昆蟲飛行的微型拍動翼飛行器。

現有拍動翼布局的機構設計，大多數采用四桿機構以實現電機旋轉運動轉化為拍動運動。四連桿機構制造簡單、較容易獲得較高的精度，也容易實現復雜的運動規律和軌跡設計；不同的任務載荷時，負載不同，所需的電機輸出轉矩也不同。

但是傳統的拍動翼布局的機構設計一般為固定減速比，急需設計一種可簡捷更換減速比的拍動翼布局設計。

發明內容

本發明針對現有的微小型飛行器不能及時更換不同的電機，以及不能及時更換與工況適應的減速比，提出了一種可變減速比的微型拍動翼飛行器，通過簡單的機構實現高效的拍動方式，能提供足夠的升力和控制力矩，實現不同的任務載荷和飛行要求。

所述的微型拍動翼飛行器，包括機架，搖臂，拍動翼以及拍動驅動機構。

機架整體成型，整體為左右對稱結構；機架頂部的中間位置設有一個溝槽，溝槽所在的中心線上分別留有一系列安裝孔，同時在溝槽左右兩側，以及下方中心線兩側分別留有對稱的安裝孔。

搖臂共兩個，分別對稱安裝于機架兩側；每個搖臂上預留有三個安裝孔，且搖臂中間部分有切削。每個搖臂一端通過安裝孔與機架鉸接，另一端設有柱型空腔與拍動翼固接，實現由搖臂帶動拍動翼運動；同時，搖臂中間還通過安裝孔與拍動驅動機構的輸出端相連。

拍動驅動機構包括電機、齒輪減速機構和連桿機構；

電機通過電機安裝架固定在機架背部，方便更換電機；電機輸出軸自帶固定齒輪，同時該自帶齒輪嚙合齒輪減速機構；

齒輪減速機構包括齒輪a和齒輪b；齒輪a固定在機架溝槽正對下方的安裝孔上，齒輪a同時嚙合電機輸出軸上的自帶齒輪和齒輪b，同時齒輪b固定在機架的中心線下方一系列安裝孔上，通過不同的安裝孔更換不同的齒輪b，用于實現不同減速比，同時不同齒輪b需要匹配不同電機；兩個齒輪共同把電機輸出的高速轉動進行減速，從而帶動連桿結構運動。

連桿機構包括：兩個對稱的連桿a，兩個對稱的連桿b和一個連桿c；

連桿c一端通過安裝孔與齒輪b鉸接；另一端和機架上的溝槽相約束；每個連桿b上均預留有兩個安裝孔和一個條形溝槽；其中連桿b通過中間的安裝孔與機架鉸接固定；通過另一個頂端的安裝孔分別與一個連桿a相連；兩個條形溝槽與連桿c的安裝孔重疊在一起，中間貫通一鉚釘固定在機架上的溝槽。

連桿a為月牙形，預留有兩個安裝孔，兩端內部有切削，連桿a一端通過安裝孔與連桿b相連；另一端作為拍動驅動機構的輸出端連接在搖臂中間。