[發(fā)明專利]基于梳狀柔性鉸鏈的兩自由度柔性撲翼飛行器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011228910.7
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112278270B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向玉龍;王姝歆;潘星熠;王宏偉;蘭華懿;于兵強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B64C33/02
• 分類號: B64C33/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 韓天宇

1.基于梳狀柔性鉸鏈的兩自由度柔性撲翼飛行器，其特征在于，包括機(jī)架、電機(jī)座、微型電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、第一撲動機(jī)構(gòu)、第二撲動機(jī)構(gòu)、第一至第二仿生前翼、第一至第二仿生后翼、以及尾翼；

所述機(jī)架包含第一至第二固定梁、第一至第三橫梁、以及第一至第二拱門；

所述第一、第二固定梁平行設(shè)置；所述第一至第三橫梁依次平行設(shè)置在第一、第二固定梁之間，其中，第三橫梁的兩端分別和第一、第二固定梁的末端垂直固連；所述第一、第二拱門結(jié)構(gòu)相同，呈倒U形、開口向下，且兩端均分別和第一、第二固定梁垂直固連，其中，第一拱門位于第一橫梁前側(cè)，第二拱門位于第二、第三橫梁之間；

所述傳動機(jī)構(gòu)包含傳動軸、第一主動傘齒輪、第一從動傘齒輪、第二主動傘齒輪、第二從動傘齒輪、第三主動傘齒輪和第三從動傘齒輪；

所述第一橫梁、第二橫梁中心均設(shè)有供所述傳動軸穿過的通孔；所述傳動軸和所述第一固定梁平行設(shè)置，依次穿過第一橫梁、第二橫梁中心的通孔，和第一橫梁、第二橫梁轉(zhuǎn)動相連；

所述第一從動傘齒輪、第二主動傘齒輪、第三主動傘齒輪均設(shè)置在所述傳動軸上，和傳動軸同軸固連，其中，所述第一從動傘齒輪位于第一橫梁、第二橫梁之間，第二主動傘齒輪位于傳動軸前端，第三主動傘齒輪位于傳動軸后端；

所述微型電機(jī)通過電機(jī)座固定在第一橫梁、第二橫梁之間的第一固定梁、第二固定梁上，其輸出軸和所述第一主動傘齒輪的轉(zhuǎn)軸同軸固連，所述第一主動傘齒輪和所述第一從動傘齒輪嚙合；

所述第二從動傘齒輪設(shè)置在第一拱門中，其轉(zhuǎn)軸和第一橫梁平行設(shè)置且轉(zhuǎn)軸兩端分別穿出第一固定梁、第二固定梁并和第一固定梁、第二固定梁轉(zhuǎn)動連接；所述第二從動傘齒輪和所述第二主動傘齒輪嚙合；

所述第三從動傘齒輪設(shè)置在第二拱門中，其轉(zhuǎn)軸和第一橫梁平行設(shè)置且轉(zhuǎn)軸兩端分別穿出第一固定梁、第二固定梁并和第一固定梁、第二固定梁轉(zhuǎn)動連接；所述第三從動傘齒輪和所述第三主動傘齒輪嚙合；

所述第一撲動機(jī)構(gòu)、第二撲動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，均包含梳狀柔性鉸鏈、第一至第二曲柄、第一至第二搖桿連接件、第一至第二搖桿、以及第一至第二撲翼連接件；

所述梳狀柔性鉸鏈包含固定條、第一至第二限位條、以及2n根扭轉(zhuǎn)條，n為大于等于2的自然數(shù)，其中，所述第一限位條、固定條、第二限位條依次平行設(shè)置在同一平面；所述扭轉(zhuǎn)條均采用柔性材料制成；所述2n根扭轉(zhuǎn)條中的n根扭轉(zhuǎn)條平行等距設(shè)置在第一限位條和固定條之間，兩端均分別和第一限位條、固定條垂直固連，且該n根扭轉(zhuǎn)條上均設(shè)有通孔、且通孔數(shù)量依次增多，使得每根扭轉(zhuǎn)條的抗彎剛度不同；所述2n根扭轉(zhuǎn)條中的另外n根扭轉(zhuǎn)條平行等距設(shè)置在固定條和第二限位條之間，兩端均分別和固定條、第二限位條垂直固連，且該n根扭轉(zhuǎn)條上也設(shè)有通孔，和第一限位條、固定條之間的扭轉(zhuǎn)條關(guān)于固定條對稱；

所述第一、第二搖桿連接件結(jié)構(gòu)相同，均包含轉(zhuǎn)動柱和固定銷；所述轉(zhuǎn)動柱兩側(cè)對稱設(shè)有圓柱狀凸起，且轉(zhuǎn)動柱沿其軸線設(shè)有和所述固定銷相連的通孔；所述固定銷和所述轉(zhuǎn)動柱的通孔轉(zhuǎn)動相連；

所述第一、第二撲翼連接件結(jié)構(gòu)相同，均包含固定桿和轉(zhuǎn)動圈，所述轉(zhuǎn)動圈套在所述固定桿上、和所述固定桿轉(zhuǎn)動相連，且轉(zhuǎn)動圈兩側(cè)對稱設(shè)有圓柱狀凸起；

所述第一、第二搖桿結(jié)構(gòu)相同，兩端均設(shè)有U形接口；

所述第一、第二曲柄平行設(shè)置；所述第一、第二搖桿連接件的固定銷分別和所述第一、第二曲柄的一端垂直固連；

所述第一、第二撲翼連接件固定桿的一端分別和梳狀柔性鉸鏈的第一、第二限位條垂直固連；

所述第一搖桿一端的U形接口和所述第一搖桿連接件轉(zhuǎn)動柱兩側(cè)的凸起轉(zhuǎn)動相連，使得第一搖桿能夠繞第一搖桿連接件轉(zhuǎn)動柱兩側(cè)的凸起自由轉(zhuǎn)動；第一搖桿另一端的U形接口和所述第一撲翼連接件轉(zhuǎn)動圈兩側(cè)的凸起轉(zhuǎn)動相連，使得第一搖桿能夠繞第一撲翼連接件轉(zhuǎn)動圈兩側(cè)的凸起自由轉(zhuǎn)動；

所述第二搖桿一端的U形接口和所述第二搖桿連接件轉(zhuǎn)動柱兩側(cè)的凸起轉(zhuǎn)動相連，使得第二搖桿能夠繞第二搖桿連接件轉(zhuǎn)動柱兩側(cè)的凸起自由轉(zhuǎn)動；第二搖桿另一端的U形接口和所述第二撲翼連接件轉(zhuǎn)動圈兩側(cè)的凸起轉(zhuǎn)動相連，使得第二搖桿能夠繞第二撲翼連接件轉(zhuǎn)動圈兩側(cè)的凸起自由轉(zhuǎn)動；

所述第一撲動機(jī)構(gòu)梳狀柔性鉸鏈的固定條固定在所述第一拱門頂點(diǎn)、和所述第一固定梁平行；第一撲動機(jī)構(gòu)的第一曲柄、第二曲柄的另一端分別和第二從動傘齒輪轉(zhuǎn)軸的兩端固連；

所述第二撲動機(jī)構(gòu)梳狀柔性鉸鏈的固定條固定在所述第二拱門頂點(diǎn)、和所述第一固定梁平行；第二撲動機(jī)構(gòu)的第一曲柄、第二曲柄的另一端分別和第三從動傘齒輪轉(zhuǎn)軸的兩端固連；

所述第一、第二仿生前翼分別設(shè)置在所述第一撲動機(jī)構(gòu)中第一、第二撲翼連接件固定桿的另一端；第一、第二仿生后翼分別設(shè)置在所述第二撲動機(jī)構(gòu)中第一、第二撲翼連接件固定桿的另一端；所述尾翼設(shè)置在所述第三橫梁中點(diǎn)處；其中，第一至第二仿生前翼、第一至第二仿生后翼通過撲動和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動產(chǎn)生氣動力，尾翼用于控制飛行時的穩(wěn)定性。