[發(fā)明專利]一種仿鳥微型撲翼飛行器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811584417.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN109592029B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱名康;朱建陽;熊陳志;張加誠;田長斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B64C33/00
• 分類號(hào): B64C33/00;B64C33/02
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

一種仿鳥微型撲翼飛行器，包括機(jī)架、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、鋰電池、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、左撲動(dòng)機(jī)構(gòu)、左撲翼、右撲動(dòng)機(jī)構(gòu)、右撲翼、尾翼以及俯仰機(jī)構(gòu)；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在所述機(jī)架上，所述左撲動(dòng)機(jī)構(gòu)與右撲動(dòng)機(jī)構(gòu)分別安裝在機(jī)架兩側(cè)，由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，并分別與所述左撲翼與右撲翼相連，控制所述左撲翼與右撲翼撲動(dòng)且使所述左撲翼與右撲翼末端運(yùn)動(dòng)軌跡均為球面“8”字形；所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)安裝在所述機(jī)架上，控制本飛行器左右轉(zhuǎn)向；所述俯仰機(jī)構(gòu)安裝在所述機(jī)架上，控制所述尾翼上下擺動(dòng)；所述鋰電池為本飛行器提供動(dòng)力，所述控制機(jī)構(gòu)接受外部信號(hào)并控制飛行器整體飛行狀態(tài)。本發(fā)明以解決目前撲翼飛行器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、飛行不穩(wěn)定、飛行效率低、仿生程度不高等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于飛行器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種仿鳥微型撲翼飛行器。

背景技術(shù)

自然界中的鳥類擁有著令人贊嘆的飛行能力，其飛行方式一直吸引著人們的研究。鳥類飛行時(shí)翅膀的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)一般可以簡化為上下?lián)鋭?dòng)、弦向扭轉(zhuǎn)和前后掠動(dòng)。研究表明鳥類飛行時(shí)翅膀末端的軌跡成“8”字形時(shí)有著最高的飛行效率。針對(duì)鳥類的飛行特點(diǎn)，人們發(fā)明了各種各樣的模仿鳥類使用翅膀拍動(dòng)來提供升力和轉(zhuǎn)動(dòng)的撲翼飛行器。撲翼飛行器在民用和軍用等方面均有極大的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。但是，目前常見的仿鳥撲翼飛行器一般都是只能上下?lián)鋭?dòng)的單自由度撲翼結(jié)構(gòu)，飛行效率低，且飛行狀態(tài)不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)控制復(fù)雜，或者撲翼有多自由度但是撲翼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以微型化，以及存在仿生程度不高等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種仿鳥微型撲翼飛行器，以解決目前撲翼飛行器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)向困難、飛行不穩(wěn)定、飛行效率低問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：一種仿鳥微型撲翼飛行器，包括機(jī)架、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、鋰電池、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、左撲動(dòng)機(jī)構(gòu)、左撲翼、右撲動(dòng)機(jī)構(gòu)、右撲翼、尾翼以及俯仰機(jī)構(gòu)；其中所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在所述機(jī)架上，所述左撲動(dòng)機(jī)構(gòu)與右撲動(dòng)機(jī)構(gòu)分別安裝在所述機(jī)架兩側(cè)，由所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，并分別與所述左撲翼與右撲翼相連，控制所述左撲翼與右撲翼撲動(dòng)且使所述左撲翼與右撲翼末端運(yùn)動(dòng)軌跡均為球面“8”字形；所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)安裝在所述機(jī)架上，控制本飛行器左右轉(zhuǎn)向；所述俯仰機(jī)構(gòu)安裝在所述機(jī)架上，控制所述尾翼上下擺動(dòng)；所述鋰電池為本飛行器提供動(dòng)力，所述控制機(jī)構(gòu)接受外部信號(hào)并控制飛行器整體飛行狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)齒輪、減速齒輪一、減速齒輪二、大齒輪、電機(jī)、圓盤，其中所述大齒輪與所述圓盤通過連接軸一起安裝在所述機(jī)架兩側(cè)，所述大齒輪與所述減速齒輪二嚙合，所述減速齒輪一與減速齒輪二同軸連接，所述減速齒輪一與驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合，所述驅(qū)動(dòng)齒輪201連接在電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，所述電機(jī)固定在所述機(jī)架上。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的圓盤與所述大齒輪外徑相同，且所述圓盤可替換為所述大齒輪。

進(jìn)一步地，所述左撲動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連桿一、連桿二、連桿三、連桿四、萬向節(jié)、擋板，其中所述連桿一一端與所述大齒輪或圓盤相連，另一端與所述連桿二相連，所述連桿二與連桿三相連，所述連桿三與連桿三相連，所述連桿四與所述萬向節(jié)相連，所述左撲翼固定在所述連桿四上，所述萬向節(jié)固定在所述機(jī)架上；所述右撲動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述左撲動(dòng)機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)相同，所述左撲動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述右撲動(dòng)機(jī)構(gòu)中至少有一個(gè)撲動(dòng)機(jī)構(gòu)與一個(gè)所述大齒輪相連。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括舵機(jī)一、支架、控制機(jī)構(gòu)、鋰電池，其中所述舵機(jī)一固定在所述機(jī)架上，所述支架與舵機(jī)一的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接，所述支架里裝有鋰電池和控制機(jī)構(gòu)，所述機(jī)架上開有支架孔，所述支架安放在所述支架孔內(nèi)，并由所述舵機(jī)一驅(qū)動(dòng)在所述支架孔內(nèi)左右擺動(dòng)，通過所述鋰電池、控制機(jī)構(gòu)的自身重心偏離使本飛行器轉(zhuǎn)向。

進(jìn)一步地，所述俯仰機(jī)構(gòu)包括舵機(jī)二、皮帶輪一、皮帶輪二、皮帶、尾軸、尾翼，其中所述舵機(jī)二固定在所述機(jī)架上，所述皮帶輪一固定在所述舵機(jī)二的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，所述皮帶輪二與尾翼通過尾軸固定在所述機(jī)架上，所述皮帶連接皮帶輪一和皮帶輪二，通過所述舵機(jī)二控制所述尾翼上下擺動(dòng)，從而使本飛行器實(shí)現(xiàn)上仰和下俯運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述機(jī)架采用仿鳥類輪廓的碳纖維薄板材料進(jìn)行制作。