[實用新型]大型撲翼的姿態轉換控制結構

有效

• 申請號: 202020230216.8
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN211869692U
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 孟宇;李人澍;侯銘碩;黃圣姚;袁宏禹
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64C33/02
• 分類號: B64C33/02;B64C33/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 韓天宇

本實用新型提供了一種大型撲翼的姿態轉換控制結構,該結構包括機架、傳動系統、撲動機構和姿態轉換控制器系統；所述的姿態轉換控制器系統包括撲翼相位檢測模塊，微處理器，電子調速器，姿態轉換舵機，舵機固定架和相位鎖定柱，其中撲翼相位檢測模塊包括永磁體和霍爾傳感器，永磁體安裝在齒輪組的從動齒輪上，霍爾傳感器固定在機架前隔框上，姿態轉換舵機固定在舵機固定架上與相位鎖定柱相連，舵機固定架和相位鎖定柱安裝在機架中框和機架后框的定位孔中。本實用新型能夠有效減小姿態轉換過程中撲翼機構的損傷，并提高姿態轉換機構的可靠性。

技術領域

本實用新型涉及飛行器技術領域，具體是一種大型撲翼的姿態轉換控制結構。

背景技術

模擬鳥類飛行是人類一直以來的愿望，鳥類的飛行方式是自然選擇的最優結果。基于仿生學的原理，人類設計了各式各樣的撲翼飛行器，與傳統的固定翼和旋翼相比，撲翼的飛行效率要高得多，撲翼飛行器的隱蔽性好，重量輕，攜帶方便，在軍用和民用方面都有重要意義。

大型鳥類在高空飛行時大多以滑翔姿態為主，具備滑翔功能的撲翼機在消耗較少能量時就可進行長距離飛行。要想實現撲翼飛行器撲動姿態和滑翔姿態的轉換，需要使撲翼的驅動機構鎖定相應位置，目前所設計的撲翼飛行器大多沒有滑翔姿態的鎖定機構，主要依靠空氣動力使機翼達到自鎖位置，而機翼自鎖位置一般都存在上反角，使得撲翼飛行器滑翔的高度損失較快，滑翔效率不高。

目前也有少數撲翼飛行器設計了撲動與滑翔姿態轉換機構，都采用純機械式的相位鎖定方法，這些方法雖能達到鎖定驅動機構的目的，但其對撲翼的驅動機構和撲動機構有較大損害，且對姿態切換的時機要求很高，結構可靠度低，給飛行器帶來不利影響，姿態切換效果不理想。

實用新型內容

本實用新型為了解決現有技術的問題，提供了一種大型撲翼的姿態轉換控制結構, 能夠有效減小姿態轉換過程中撲翼機構的損傷，并提高姿態轉換機構的可靠性。

本實用新型提供了一種大型撲翼的姿態轉換控制結構，包括機架、傳動系統、撲動機構和姿態轉換控制器系統；所述的機架包括依次分布的機架前隔框、機架中框、機架后框以及穿過每個框架的機身固定桿；所述的傳動系統包括通過驅動電機控制的若干齒輪組；所述的樸動機構包括曲柄，搖桿，機翼主梁固定片，機翼主梁和機翼副梁，曲柄的長度小于齒輪組中齒輪的半徑，且曲柄，搖桿，機翼主梁和機架隔框構成了四連桿系統，其中曲柄與齒輪組中的從動齒輪固定，搖桿一端與曲柄鉸接，另一端與機翼主梁固定片鉸接，鉸接處均裝有軸承，主梁固定片與機翼主梁連接且主梁固定片與機翼主梁平行安裝；所述的姿態轉換控制器系統包括撲翼相位檢測模塊，微處理器，電子調速器，姿態轉換舵機，舵機固定架和相位鎖定柱，其中撲翼相位檢測模塊包括永磁體和霍爾傳感器，永磁體安裝在齒輪組的從動齒輪上，霍爾傳感器固定在機架前隔框上，姿態轉換舵機固定在舵機固定架上與相位鎖定柱相連，舵機固定架和相位鎖定柱安裝在機架中框和機架后框的定位孔中。

進一步改進，所述的傳動系統包括驅動電機，一級主動齒，一級從動齒，二級主動齒和二級從動齒，電機的KV值為1250KV，一級主動齒的齒數為10齒且包含頂絲孔，利用頂絲安裝到驅動電機的電機軸上，一級從動齒的齒數為60齒，二級主動齒的齒數為18齒，二級從動齒的齒數為60齒，齒輪的最終減速比為20。所述的齒輪的加工均采用3D打印。

本實用新型還提供了一種大型撲翼的姿態轉換控制結構的轉換控制方法，包括以下過程：

1）撲動姿態轉滑翔姿態：