[實用新型]一種帶有球副的頂桿凹槽仿生蜻蜓翅膀驅動機構

有效

• 申請號: 201821937679.7
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN209112442U
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 張興偉;黃盼盼;陳景鵬;廖智豪;謝凌望
• 申請（專利權）人: 汕頭大學
• 主分類號: B64C33/02
• 分類號: B64C33/02
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 周增元;曹江

本實用新型實施例公開了一種帶有球副的頂桿凹槽仿生蜻蜓翅膀驅動機構，包括翅翼、連接所述翅翼的凹槽結構、滑槽結構、凸臺結構、齒輪驅動結構、支撐平板、連桿滑塊結構。與現有技術相比，本實用新型具有結構設計簡單，傳動高效的優點，關鍵在于通過齒輪的嚙合傳動來實現精確的角度控制，通過連桿滑塊結構及齒輪配合來實現飛行過程中翅膀的上下拍動以及前后拍動轉換控制，通過電機驅動搖桿來控制翅翼的拍動頻率，同時在翅膀拍動關鍵部位滑槽結構做了進一步設計，使拍動更加靈活高效。該結構利用搖桿、齒輪嚙合傳動、連桿和凹槽滑塊等結構組成。整體上可以實現對仿生蜻蜓4個翅膀獨立控制，在飛行過程中可以完成更復雜的動作，使控制更精準。

技術領域

本實用新型涉及仿生撲翼飛行器領域，尤其涉及一種帶有球副的頂桿凹槽仿生蜻蜓翅膀驅動機構。

背景技術

自古以來，自然界就是人類社會各種技術思想，工程原理及重大發明的源泉。當今社會，隨著仿生學的發展，仿生機械蜻蜓在未來的科技領域有種重要的應用。

蜻蜓是自然界飛行性能最優越的生物之一，可以實現的飛行模式有倒飛，側飛，滑翔甚至懸停在空中。蜻蜓獨特的飛行本領來自于其發達的翅肌和氣囊，翅肌能快速煽動機翼和調整飛行角度，氣囊儲藏空氣，可以調節溫度和增加浮力。蜻蜓依靠自己獨特的神經系統實現飛行角度的調節以及拍打頻率的控制，既可以產生向上的升力，又可以有向前或向后的推力，實現自由飛行。

仿生蜻蜓是仿生撲翼飛行器的一種類型，仿生撲翼飛行器是一個多學科、多領域的研究，其涉及空氣動力學、仿生學、力學和結構，以及控制原理和傳感器等領域的分析研究。撲翼飛行器是一種全新概念的飛行器，研究領域超過傳統飛行器的研究領域，需要研究空氣動力學對結構的影響，又要涉及仿生學領域的結構設計研究。此研究具有一定的先行性和前瞻性，同時又有研究的必要性和急迫性。

仿生蜻蜓的機動性強，能夠模擬直升機，有翼飛行器以及滑翔機的飛行狀態，飛行中能實現主體姿勢的固定，可以實現滑翔、盤旋、空中懸停、水平前進和后退等動作。仿生蜻蜓具有優異的飛行性能以及靈活的飛行形式，且具有重量輕、體積小、飛行隱蔽性好等優點。未來在狹小的空間以及危險場所的救災防災和安全偵察領域具備良好的使用前景。

中國專利201710200396.8和201710200390.0提出用單個電機加齒輪組的方式來控制蜻蜓四個翅膀的拍動以及轉動，但只用一個電機控制，翅膀的轉動將很難實現。中國專利201710580936.X提出了一種可變幅值的仿生蜻蜓結構，該發明采用單個舵機同時控制左右兩個翅膀的拍動幅值，飛行的多樣性難以實現。中國專利201810193389.4提出了一種多自由度控制方法，該方法詳細的介紹了多自由度概念以及整個蜻蜓的外觀，但由于結構復雜，加工制造不便以及內腔的多齒輪驅動結構配合難以實現。

實用新型內容

本實用新型實施例所要解決的技術問題在于，提供一種帶有球副的頂桿凹槽仿生蜻蜓翅膀驅動機構。可改善現有機械蜻蜓翅膀實現拍動模式轉變以及旋轉角度調節的不足，從而提高仿生蜻蜓飛行過程中調整能力、拍動效率。

為了解決上述技術問題，本實用新型實施例提供了一種帶有球副的頂桿凹槽仿生蜻蜓翅膀驅動機構，包括翅翼、連接所述翅翼的凹槽結構、滑槽結構、凸臺結構、齒輪驅動結構、支撐平板、連桿滑塊結構；

所述滑槽結構包括凹形支架、長方形滑塊、圓柱旋動結構，所述長方形滑塊結構具有內凹槽以及兩端設置的轉動設置于所述凹形支架內的轉動副，所述圓柱旋動結構具有有孔圓柱、設置于有孔圓柱兩側的圓柱以及設置于所述圓柱端部的滑塊，所述滑塊具有轉動安裝所述圓柱的圓孔，所述滑塊滑動設置于所述內凹槽中；

所述凸臺結構聯動設置于所述齒輪驅動結構上且其具有中心通孔，所述凹形支架轉動設置于所述凸臺結構上；