[發明專利]基于拖曳水槽的昆蟲撲翼模型實驗平臺

有效

• 申請號: 202011190921.0
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112326190B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 鄭孟宗;潘天宇;彭連松;李秋實
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01M9/08
• 分類號: G01M9/08;B64F5/60
• 代理公司: 北京鼎承知識產權代理有限公司 11551
• 代理人: 柯宏達;夏華棟

本公開涉及基于拖曳水槽的昆蟲撲翼模型實驗平臺，包括水槽，所述水槽上部具有沿其長度方向布置的水平滑軌，所述水平滑軌上安裝有水平滑塊和驅動機構一，所述驅動機構一與所述水平滑塊連接、且可控制所述水平滑塊沿所述水平滑軌滑動；所述水平滑塊上固定安裝有豎直滑軌、且可隨所述水平滑塊滑動，所述豎直滑軌上安裝有豎直滑塊和驅動機構二，所述驅動機構二與所述豎直滑塊連接、且可控制所述豎直滑塊沿所述豎直滑軌滑動；所述豎直滑塊用于固定安裝撲翼機構。本申請將撲翼機構置于水槽上部的運動軌道上，通過運動軌道的各電機帶動模型翅膀進行多種運動，從而模擬昆蟲的懸停、勻速前飛、變速前飛、勻速爬升、變速爬升等多種運動形式。

技術領域

本公開涉及撲翼飛行模擬實驗技術領域，尤其涉及基于拖曳水槽的昆蟲撲翼模型實驗平臺。

背景技術

傳統的大型飛行器由于其尺寸和機動性能的限制，在特定場景下并不能滿足需求，例如民用領域中的室內外監測、勘探和救災等；軍事行動中的偵察和探測、跟蹤和反跟蹤以及干擾和攻擊等。直到二十世紀末，基于微機電系統(Micro-Electro-MechanicalSystems；簡稱MEMS)的發展及生物飛行機理的深入研究，微型飛行器(Micro Air Vehicle；簡稱MAV)被美國國防高級研究計劃局(DARPA)首次提出使昆蟲撲翼飛行成為研究熱點。微型飛行器要求小尺寸、高機動性、長續航，與傳統的固定翼和旋翼模式對比，撲翼模式更適合小尺寸的微型飛行器，因此亟待研究昆蟲飛行的氣動機制。

由于昆蟲在飛行過程中撲翼頻率高、飛行狀態多變，因此從活體觀測直接研究昆蟲的飛行機制難度較大。為了更加深入地研究昆蟲撲翼的飛行機理，研究人員采用模型實驗方式，通過驅動模型翅膀實現昆蟲的撲翼運動規律，從而得到昆蟲撲翼過程中的流場、受力等氣動信息。

昆蟲在飛行中采用懸停、勻速前飛、變速前飛、爬升等多種運動形式。現有的撲翼模型實驗臺受困于平臺限制，大多只能模擬其中一種運動形式。如將模型置于風洞或水洞中，通過調節氣流或水流的速度，模擬勻速前飛模式；或將模型置于靜止水缸中，模擬懸停模式。

因此，本申請提出基于拖曳水槽的昆蟲撲翼模型實驗平臺。

發明內容

為了解決上述技術問題中的至少一個，本公開提供了基于拖曳水槽的昆蟲撲翼模型實驗平臺。

本發明采用的技術方案是這樣的：

基于拖曳水槽的昆蟲撲翼模型實驗平臺，包括水槽，所述水槽上部具有沿其長度方向布置的水平滑軌，所述水平滑軌上安裝有水平滑塊和驅動機構一，所述驅動機構一與所述水平滑塊連接、且可控制所述水平滑塊沿所述水平滑軌滑動；

所述水平滑塊上固定安裝有豎直滑軌、且可隨所述水平滑塊滑動，所述豎直滑軌上安裝有豎直滑塊和驅動機構二，所述驅動機構二與所述豎直滑塊連接、且可控制所述豎直滑塊沿所述豎直滑軌滑動；

所述豎直滑塊用于固定安裝撲翼機構。

優選地，所述驅動機構一包括電機一和螺桿一，所述電機一輸出軸與所述螺桿一連接，所述螺桿一與所述水平滑塊螺紋連接、且可控制所述水平滑塊沿所述水平滑軌滑動；

所述驅動機構二包括電機二和螺桿二，所述電機二輸出軸與所述螺桿二連接，所述螺桿二與所述豎直滑塊螺紋連接、且可控制所述豎直滑塊沿所述豎直滑軌滑動。

優選地，所述電機一安裝在所述水平滑軌的一端部，所述水平滑軌的另一端部固定安裝有轉動支撐座一，所述螺桿一的端部延伸進所述轉動支撐座一內且可相對于所述轉動支撐座一轉動；所述電機二安裝在所述豎直滑軌的頂部，所述豎直滑軌的底部固定安裝有轉動支撐座二，所述螺桿二的底部延伸進所述轉動支撐座二內且可相對于所述轉動支撐座二轉動。