[發明專利]一種微型撲翼飛行器翅膀撲動及展收多模式驅動裝置

有效

• 申請號: 201810707918.8
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN108945429B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 鄧慧超;張學東;肖勝杰;徐大新
• 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: 周長琪

本發明涉及一種微型撲翼飛行器翅膀撲動及展收多模式驅動裝置，主要由電機、機架、棘爪固定盤、繞繩輪、螺栓、端蓋、齒輪、銷軸、棘爪、導針組成。本發明與現有技術相比，可以通過控制單個電機的正反轉動、啟動停止實現對翅膀的展開、撲動、收起和固定多個動作的控制，在增加了翅膀展收功能的同時，并未增加驅動電機的數量，為微型撲翼飛行器節省了更多的升力，也為微型撲翼飛行器搭載其他微型設備提供了更多空間。該裝置解決了微型撲翼飛行器翅膀撲動及展收動作不能同時控制的問題，將翅膀的多個動作統一到一個裝置上實現切換與控制，使微型撲翼飛行器的功能更加多樣，隱蔽性和便攜性進一步增強。

技術領域

本發明屬于微型飛行器領域，涉及一種微型撲翼飛行器驅動裝置，具體是一種微型撲翼飛行器翅膀撲動及展收多模式驅動裝置。

背景技術

微型飛行器是對目前尺寸最小的一類飛行器的統稱，自1992年科學家提出微型飛行器概念以來，鑒于其在軍事和民用領域的巨大潛在應用價值，國內外許多研究人員相繼在該領域開展了一系列科學研究。較之于常規飛行器，微型飛行器具有體積微小、攜帶方便、機動靈活、噪聲低、隱蔽性好等突出優勢。微型飛行器以飛行方式劃分可以分為固定翼式、旋翼式和撲翼式，在靈活性、隱蔽性和噪聲控制方面，撲翼式微型飛行器展現出了更加良好的性能，其能夠在非常狹窄的空間內飛行，具有轉彎半徑小、機動靈活、飛行噪聲小等優點，在軍用反恐偵察、生化環境探測、復雜地形勘測、森林防火、交通監管及電力巡檢等領域具有非常廣闊的應用前景。

為了提高撲翼式微型飛行器的整體性能，將其翅膀設計為昆蟲翅膀的仿生可折疊結構，當其靜止在某處執行偵察監測任務時，將翅膀折疊收起，可以使飛行器具有更好的隱蔽性；當其閑置時，將翅膀折疊收起，在保護翅膀的同時，也提高了其便攜性。

但是，這種同時具有翅膀撲動及展收功能的撲翼式微型飛行器需配備多個驅動源，即翅膀撲動驅動電機及翅膀展收驅動電機，驅動電機數量的增加會使飛行器整體重量增加，使飛行器變得繁重，其飛行所需升力也會隨之增加，這大大降低了飛行器的靈活性和飛行效率，降低了飛行器的整體飛行性能。

發明內容

為了解決上述問題，使微型撲翼飛行器在同時具有翅膀撲動及展收功能的同時而不增加驅動電機的數量，本發明提供了一種微型撲翼飛行器翅膀撲動及展收多模式驅動裝置，使其通過控制單個電機的正反轉動、啟動停止即可實現對翅膀展開、撲動、收起及固定多個動作的切換與控制。

本發明微型撲翼飛行器翅膀撲動及展收多模式驅動裝置，包括機架、電機、繞繩輪、棘爪固定盤、端蓋與齒輪。

所述電機安裝于機架上，棘爪固定盤與繞繩輪內外嵌套，通過端蓋封裝于機架內腔中。電機輸出軸穿過棘爪固定盤并與棘爪固定盤固定，輸出軸端部固定齒輪，齒輪連接翅膀撲動機構。繞繩輪上纏繞線繩，線繩由機架上的導繩孔穿出。

其中，機架內腔底面周向開有環型導針滑槽；導針平行于機架內腔底面，一端與導針滑槽間滑動連接，另一端與棘爪固定盤后側面外緣處相連；棘爪固定盤前端面周向開槽安裝三個棘爪；棘爪通過扭簧作用始終具有逆時針轉動趨勢，使棘爪始終貼合繞繩輪內圈；繞繩輪內圈周均設有三個臺階結構，形成三個臺階面，用于與棘爪配合。

上述導針滑槽左端端部分支多條滑槽，形成上下兩路，且上下末端間通過V型槽連通。其中，分支處形成收繩下導向角，導針逆時針轉動，由收繩下導向角將導針導入下路滑槽；下路滑槽末端處形成收繩上導向角，當導針到達收繩上導向角后，導針受翅膀彈開力逆時針轉動，由收繩上導向角導將導針導入V形槽尖端形成的固定角中，限制了導針逆時針的轉動，完成了翅膀的收起及固定動作。上路滑槽末端處形成放繩上導向角，當導針順時針轉動時，通過放繩上導向角將導針導入上路滑槽，導針受翅膀彈開力作用逆時針轉動，直至導針滑槽右端停止，完成了翅膀的展開動作。

本發明的優點在于：