[發明專利]機器鳥

在審

• 申請號: 201980069258.8
• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN112888628A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 耶爾特·哈德森
• 申請（專利權）人: 弗萊吉爾迪公司
• 主分類號: B64C33/02
• 分類號: B64C33/02;B64C39/02;A63H27/00
• 代理公司: 北京匯思誠業知識產權代理有限公司 11444
• 代理人: 齊夢雅;王剛

本發明是一種利用拍動飛行來上升和推進的機器鳥。除了機載電子裝置和電池外，該鳥還具有主體、兩個機翼、尾部和具有喙的頭部。每個機翼由四個電機單獨地控制。一個電機控制拍動，一個電機控制迎角(機翼傾斜)，一個電機控制機翼的變形和折疊的程度，并且一個電機控制機翼的水平運動。尾部由三個伺服電機控制，一個伺服電機用于上下運動，一個伺服電機用于傾斜并且一個伺服電機用于展開尾部羽毛。因此，鳥在其機翼和尾部上總共具有11個自由度。這種設計允許使用進化方法來教導鳥以比以前可能的方式更有效的方式飛行。

技術領域

本發明提供了一種利用拍動飛行來上升和推進的機器鳥。此外，本發明提供了一種機器鳥，在機翼損壞或需要修理的情況下，可以容易地將其拆下或更換。

背景技術

已經開發了幾種拍動機翼裝置，尤其是由大學，例如代爾夫特理工大學。其他裝置處于研發階段，例如Festo公司和法國智能系統與機器人研究所的羅伯(Robur)的智能鳥(Smart Bird)。這些裝置中的大多數都使用簡單的自由運行機制來上下移動機翼，有時還會在上下沖程中扭曲機翼。例如智能鳥就是這種情況，其沿著預定的固定圖案移動機翼。羅伯鳥可以連續拍動其機翼，而且也可以設置傾斜角度。許多其他拍動機翼裝置已經在各個地點建造，大多數都集中在非常小的裝置上，如蜂鳥的尺寸，例如參見美國的AeroVironment蜂鳥。這些簡單的機構限制了這些裝置的效率、功能和可操作性。

Silent Flyer的新穎之處在于鳥狀拍動的機翼和尾部的設計，可以將其歸類為可控的撓性結構。機翼具有四個自由度，即，分別用于拍動、傾斜、變形和前后移動機翼。這些運動是實時控制的，并且可以在機構極限范圍內隨意設置。通常，該機構允許上述每種運動的輸出高達±90度。機翼是獨立控制的并且可以折疊到機器鳥的主體，這在操作場所之間的運輸中是有利的。尾部具有三個自由度。Silent Flyer的聲音并不比鳥的聲音大(在裝置的前方的1m處測量為小于70dB)。如果機翼或尾部損壞，則它們可以很容易地就地更換。Silent Flyer由于具有飛鳥的外觀而不會引人注目。例如，在警察的監視期間，這將使公眾更容易接受。可以使羽毛和主體的顏色和紋理看起來像本地鳥的顏色和紋理。SilentFlyer是防雨的，這對搜救工作和監視都是有利的，因為這些工作必須在各種天氣下進行。

目前市場上沒有可比的商業產品。上述機翼和尾部設計使我們能夠嘗試使用進化方法來教導裝置飛行。進化方法已用于機器人裝置的開發中，例如步行機，但據我們所知，它們尚未應用于拍動飛行器。但是，查爾姆斯理工大學(Chalmers UniversityofTechnology)的實驗裝置使用進化方法來教導拍動機翼機構以產生上升和前進運動，參見“Creation ofa Learning,Flying Robot by Means ofEvolution”(EvolutionaryRobotics，第1279頁)。

US 2014/026382公開了一種用于飛行器的機翼拍動機構，其具有一對相對的機翼結構，所述相對的機翼結構從主框架橫向突出，主框架沿著縱向軸線延伸。機翼結構具有三軸肩關節，其中肩關節的近端樞轉地連接至主框架的相應側。機翼拍動機構使用一組并置且相互連接的扭力感應管，它們同軸地設置在相應的一組并置且相互連接的扭力響應管的內部，其中交替的樞轉運動在扭力感應管之間傳遞，而與扭力感應管和扭力響應管的空間取向無關。

WO 2008/125868公開了一種用于飛機的機翼結構，其包括可樞轉地安裝在舷內端處的舷內翼梁和舷外翼梁，舷外翼梁在一端可樞轉地聯接至舷外翼梁的舷外端。多個細長的重疊的機翼元件或小翼在一端附接到從每個翼梁向后延伸的相應翼梁。提供了用于使舷內翼梁相對于機身旋轉和/或用于使舷外翼梁相對于舷內翼梁旋轉的裝置，以及用于使機翼元件在所述舷內翼梁和舷外翼梁的整個旋轉位置范圍內大致對準在一起的裝置。

發明內容