[發明專利]一種仿生蜻蜓撲翼及旋動機構

在審

• 申請號: 201710200390.0
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN106828923A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 鐘山;許少強;吳家杰;李國偉;曾勇謀
• 申請（專利權）人: 梧州學院
• 主分類號: B64C33/02
• 分類號: B64C33/02
• 代理公司: 廣州市越秀區海心聯合專利代理事務所(普通合伙)44295
• 代理人: 蔡國

技術領域

本發明涉及飛行器領域，更具體地說，它涉及一種仿生蜻蜓撲翼及旋動機構。

背景技術

近年來，隨著對昆蟲飛行機理的深入了解和不斷完善空的氣動力學，以及相關的微電子機械技術、性能優異的新型材料、微電子控制系統技術、仿生學、空氣動力學、動力及能源系統、導航系統等快速發展。與仿生蜻蜓撲翼相關的技術已經成為一個前沿科技的研究課題，尤其是在軍事領域和民用領域均具有潛在的應用前景。

對仿生蜻蜓撲翼的探究具有十分重要的意義以及它所潛在的應用價值：

1、撲翼飛行器是一個多學科、多領域的研究，涉及空氣動力學的科學和技術、仿生學技術、結構力學和MEMS技術，以及微控制器、微傳感器、微執行器等的研究。通過對這些問題的研究不僅有利于撲翼飛行器的研究，還能積極推動相關技術領域的發展。

2、撲翼飛行器是一種全新理念研究的飛行器，其涉及的技術早已超越傳統飛行器設計的研究領域。需要研究與之相關的空氣動力學與非線性動力學它們之間內在的關聯以及對仿生機構如何設計的研究；還有如何對仿生撲翼運動控制的研究，都具有一定的前瞻性、先導性和通用性。

仿生蜻蜓撲翼飛行器是一種對昆蟲飛行原理模仿的飛行器，與傳統飛行器相比具有以下幾個明顯的優點：

1、具有優異的飛行機動性和可控的空中懸停能力，例如可以在原地進行起飛降落在空中懸停換向；

2、仿生蜻蜓撲翼機構設置舉升、懸停和推進三大功能，撲翼系統的變化可以靈活調整飛行運動參數，從而使整體結構精簡有利于能源的高效利用可實現長距離的飛行；

3、仿生蜻蜓撲翼飛行器具有重量輕、體積小，尺寸適中攜帶方便和飛行隱蔽性好及可操作性強等優點。

4、撲翼能產生高效率的推力。根據對撲翼的研究，發現撲翼機構能產生85.5％高效率的推力。與傳統推進系統的推進效率相比要高得多，能量轉化效果好。

目前仍存在許多的問題制約了撲翼飛行器的深入發展，若能攻克潛在的這些問題，那么撲翼飛行器將在微型化、集成化將會取得實質性的進展；目前所面臨解決的問題有以下幾個技術難點：

1、如何設計出新型，結構簡單，傳動高效的撲翼結構問題。

2、如何實現翅膀的旋動問題。

3、如何實現頭部搖擺機構的上下左右運動功能問題。

4、如何實現尾部變向、平衡搖擺機構的上下左右運動功能問題。

5、如何實現腿部支撐伸縮機構的運動功能問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術的上述不足，本發明提供了一種結構新穎、結構簡單、傳動高效、實現翅膀旋動的仿生蜻蜓撲翼及旋動機構。

為實現上述目的，本發明提供了一種仿生蜻蜓撲翼及旋動機構，包括對稱設置的中空的機架，所述機架的側面上設有至少兩組呈對稱布置并且可旋轉的轉動塊，所述轉動塊的外側鉸接有可擺動的蜻蜓翅膀，所述轉動塊上可旋轉的穿插有可伸入所述機架內腔的并且外端傾斜的彎曲軸，所述蜻蜓翅膀的根部設有鉸接在所述轉動塊的外端面上并且與所述彎曲軸的傾斜端相卡合而聯動的搖擺副，在所述機架的內腔設有帶動所述彎曲軸旋轉的驅動機構；在所述機架的側面上設有分別驅動各所述轉動塊旋轉的旋動機構。

進一步的，所述的搖擺副上設有與所述彎曲軸的傾斜端可旋轉的插入的卡合結構。

更進一步的，所述搖擺副上設有與所述彎曲軸錯開的缺口，所述的卡合結構為在所述缺口內橫向設有的兩上下平行布置的卡條，兩所述卡條之間的橫槽與所述彎曲軸的傾斜端相適應。

作為進一步的改進，所述的驅動機構包括在所述機架的內腔設有的兩平行布置并且與所述彎曲軸連接的傳動軸，兩所述傳動軸之間設有驅動軸，所述驅動軸與兩所述傳動軸之間均設有齒輪副，在所述驅動軸上方設有動力裝置。

更進一步的，所述的動力裝置包括在所述機架上設有的布置在所述驅動軸上方的吊架，所述的吊架上設有驅動電機，所述驅動電機的輸出端設有與所述驅動軸齒輪連接的主動齒輪。

更進一步的，所述的齒輪副包括在兩所述傳動軸的兩端分別設有的從動齒輪和在所述驅動軸的兩端設有的與兩所述從動齒輪相嚙合的驅動齒輪。

作為更進一步的改進，所述的旋動機構包括在每個所述轉動塊的內側設有的旋動齒輪，所述機架的側面上設有與所述旋動齒輪齒輪連接的旋動電機，所述旋動齒輪上設有可插接在所述轉動塊上的連接銷。

更進一步的，所述機架的側面上凸出設有與每個所述的轉動塊對應的圓筒。

有益效果