[發明專利]一種耦合驅動仿生撲翼飛行器

有效

• 申請號: 201710482542.0
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107200129B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 李詩雷;侯宇;華兆敏;屠凱
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: B64C33/02
• 分類號: B64C33/02;B64D35/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明公開了一種耦合驅動仿生撲翼飛行器，包括機身支架、支撐盤、控制器、兩個翅翼、以及曲柄搖桿機構和曲柄滑塊機構，支撐盤水平的固定在機身支架上，支撐盤中間設有豎直的滑槽和安裝在滑槽內的水平軸，水平軸兩端分別與兩個翅翼的端部通過萬向聯軸器相連，兩個翅翼還通過翅翼支撐架以轉動副為鉸接點安裝在支撐盤邊緣處；所述曲柄滑塊機構通過電機驅動帶動水平軸在滑槽內上下運動，所述曲柄搖桿機構帶動水平軸來回轉動，水平軸的上下運動和來回轉動通過萬向聯軸器和翅翼支撐架耦合轉換為翅翼的上下撲動和小幅度來回旋轉，從而達到真正的仿鳥類翅膀飛行方式來帶動飛行器起飛。本裝置真實的模仿鳥類翅膀運動方式，能進行多飛行姿態調整。

技術領域

本發明涉及撲翼飛行器裝置領域，尤其涉及一種仿生飛行器，具體涉及一種耦合驅動仿生撲翼飛行器。

背景技術

隨著飛行器的發展，撲翼飛行方式的優越性越來越得到人們的重視，自然界飛行撲翼飛行生物翅翼運動方式的研究以及微機電系統設計的進展促使仿生撲翼飛行器得到快速發展，同時帶來能夠滿足合理飛行方式的仿生撲翼飛行器機構設計的需求。

現有的撲翼飛行裝置普遍存在如下缺點：1，驅動機構只能實現對稱的上下撲動而不能實現上下撲動與扭轉的非對稱耦合運動，與實際自然界生物撲翼運動方式不符；2，控制機構靈敏度不夠；3，缺乏合理的重心微調和合理的變形功能。

發明內容

為解決以上問題，本發明的目的是提供仿生撲翼飛行器驅動及控制機構(裝置)，該仿生撲翼飛行器驅動及控制裝置能夠實現撲動及扭轉運動的非對稱耦合運動方式，電磁控制重心的方式使得方向控制靈敏度更佳，同時增加了機構初始狀態的重心微調裝置和翅翼收攏展開功能。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種耦合驅動仿生撲翼飛行器，其特征在于：包括機身支架、支撐盤、控制器、兩個翅翼、以及耦合機構，所述支撐盤固定在機身支架上，支撐盤中間設有豎直的滑槽，所述耦合機構包括水平軸、曲柄搖桿機構和曲柄滑塊機構，所述水平軸安裝在支撐盤上的滑槽內，且水平軸可在滑槽自由的轉動和上下運動，水平軸兩端分別與兩個翅翼的端部通過萬向聯軸器相連，兩個翅翼還通過翅翼支撐架安裝在支撐盤邊緣處，所述翅翼支撐架包括橫軸和支撐桿，所述橫軸與支撐桿通過轉動副相連，兩個翅翼分別橫穿相應的橫軸，翅翼與橫軸也通過轉動副相連；所述曲柄滑塊機構包括第一搖桿、第二搖桿和撲動電機，所述第一搖桿一端與撲動電機的轉軸固定相連，另一端與第二搖桿的一端鉸接，第二搖桿的另一端與水平軸鉸接相連；所述曲柄搖桿機構包括第三搖桿、第四搖桿、第五搖桿和扭轉電機，所述第三搖桿一端與扭轉電機的轉軸固定相連，另一端與第四搖桿一端鉸接相連，第四搖桿的另一端與第五搖桿的一端鉸接相連，第五搖桿的另一端與水平軸固定相連；所述控制器通過控制撲動電機和扭轉電機的轉速來控制飛行器的飛行。

作為改進，所述機身支架上還設有尾翼和調整方向的尾舵，所述尾舵前端部通過豎直方向的轉動副安裝在機身支架尾部，尾舵前端上設有一個鐵磁體桿，尾舵兩側的機身支架上分別設有一個與鐵磁體桿位置對應的第一電磁鐵，所述第一電磁鐵通過控制器控制，尾舵前端的鐵磁體桿兩側分別設有一個機身支架相連的第一彈性體，所述第一彈性體保證尾舵處于與機身支架平行的初始位置。

作為改進，所述機身支架尾端上設有滑軌，滑軌內設有兩個自由滑動的鐵磁體配重，滑軌中間設有可分別與兩個鐵磁體配重相吸的第二電磁鐵，兩個鐵磁體配重分別與滑軌兩端通過第二彈性體相連，所述第二彈性體保證兩個鐵磁體配重分別處于滑軌兩端的初始位置，所述第二電磁鐵通過控制器控制。

作為改進，所述機身支架包括支撐環和底座，所述支撐環上設有一個環形滑槽，底座上設有一個放置支撐環的弧形槽，所述弧形槽兩端分別設有一個固定孔，通過用螺栓穿過固定孔和環形滑槽將支撐環豎直的安裝在底座的弧形槽內，所述支撐盤通過螺栓與支撐環固定相連。