[發明專利]基于外嚙合行星齒輪減速器的齒輪齒條副撲翼驅動機構

有效

• 申請號: 201910262549.0
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN109795685B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 宋坤苓;張玉剛;宋筆鋒;賈潔羽;宣建林
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B64C33/02
• 分類號: B64C33/02
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 張璽

本發明提供一種基于外嚙合行星齒輪減速器的齒輪齒條副撲翼驅動機構，包括機架、電機、平行齒輪減速器、外嚙合行星齒輪減速器、蓋板和齒輪齒條副連桿搖臂機構，其中，電機安裝在機架上，驅動平行齒輪減速器，外嚙合行星齒輪減速器通過曲柄軸孔和傳動軸孔安裝在由機架下半部分和蓋板構成的內部空間，平行齒輪減速器通過傳動軸驅動外嚙合行星齒輪減速器，外嚙合行星齒輪減速器通過曲柄連接齒輪齒條副連桿搖臂機構驅動撲翼。本發明中，利用外嚙合行星齒輪減速器實現結構緊湊和大減速比，提高機構的輸出扭矩，傳動效率高且相對平穩，利用齒輪齒條副連桿搖臂機構保證了該機構撲翼運動絕對對稱，大大提高了飛行器飛行可靠性。

技術領域

本發明涉及一種撲翼驅動機構，可應用于微型撲翼飛行器。

背景技術

比起固定翼飛行器，微型撲翼飛行器通過模仿鳥類運動使飛行變得更加靈活高效，再加上其體積小、重量輕，可廣泛應用于多種軍事和民用領域。由于撲翼飛行器主要通過機翼主動運動產生升力和前行力，如何合理設計撲翼驅動機構使得飛行氣動效率和可靠性更高就成為了研究重點。

目前的撲翼驅動機構主要有以下幾種：

中國專利授權公告號CN102267566A，名稱為一種無級變速撲翼驅動機構的實用新型專利，公開了一種由摩擦輪組和齒輪組完成減速,并通過改變摩擦輪的接觸位置改變減速比的無級變速撲動裝置。該裝置理論上撲動嚴格對稱，可以實現撲翼-滑翔飛行模式。其不足之處是采用空間四連桿機構，機構尺寸過大，同時連桿受力也較為復雜，可靠性較低。

中國專利授權公告號CN102285453A，名稱為一種無級調幅撲翼驅動機構的實用新型專利。該裝置由兩級行星齒輪機構和連桿搖臂機構等部件組成，通過改變兩級行星齒輪機構的可動內齒圈與偏心立柱的位置關系改變偏心立柱的運動軌跡，從而改變搖臂的撲動幅度。其不足之處在于相對于外嚙合齒輪來說，所使用的內齒圈不易加工，互相嚙合的變位齒輪的負變位過大，會降低輪齒彎曲強度；變位齒輪正變位過大，容易齒頂變尖、齒頂強度降低，同時會降低齒輪重合度。同時結構尺寸也不夠緊湊。

綜合來看，現有的撲翼機構的主要問題在于尚未從設計層面完全兼顧傳動高效和結構的緊湊性，難以保證飛行的穩定性和可靠性要求。

發明內容

本發明的目的是：為了提高飛行器撲翼驅動裝置的傳動效率，同時盡可能減小結構體積，并確保撲翼運動的對稱性和飛行穩定性，提出一種基于外嚙合行星齒輪減速器的齒輪齒條副撲翼驅動機構。利用外嚙合行星齒輪減速器實現結構緊湊和大減速比，提高機構的輸出扭矩，傳動效率高且相對平穩。利用齒輪齒條副連桿搖臂機構保證了該機構撲翼運動絕對對稱，大大提高了飛行器飛行可靠性。

為了克服現有技術飛行穩定性和可靠性不足的問題，本文提供了一種基于外嚙合行星齒輪減速器的齒輪齒條副撲翼驅動機構，能夠滿足飛行可靠性，適于微型撲翼飛行器的應用。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：包括機架、電機、平行齒輪減速器、外嚙合行星齒輪減速器、蓋板和齒輪齒條副連桿搖臂機構，其特征在于：機架由上到下依次設有固定孔、搖臂軸孔、電機安裝孔、限位塊安裝孔、蓋板安裝孔和傳動軸孔，蓋板中心設有曲柄軸孔，固定孔軸線垂直于其所在表面，除蓋板安裝孔外所有孔前后貫通，各孔軸線均平行，電機安裝在機架上，驅動平行齒輪減速器，外嚙合行星齒輪減速器通過曲柄軸孔和傳動軸孔安裝在由機架下半部分和蓋板構成的內部空間，平行齒輪減速器通過傳動軸驅動外嚙合行星齒輪減速器，外嚙合行星齒輪減速器通過曲柄連接齒輪齒條副連桿搖臂機構驅動撲翼。

所述機架整體左右對稱，將面向機頭方向視為前端，其中兩個固定孔在機架最上方，兩個搖臂軸孔左右對稱，搖臂軸孔下方有三個電機安裝孔呈三角布局排列，電機安裝孔下方為兩個左右對稱的限位塊安裝孔，各孔對稱排列，機架下半部分呈圓筒狀，在圓筒狀后端的面上設有同心的一個傳動軸孔，以傳動軸為中心，有六個蓋板安裝孔呈圓周分布狀均勻排列在圓筒狀的圓柱側壁前端。