[發明專利]一種仿蝙蝠撲翼飛行器的翅膀拍動機構

有效

• 申請號: 202110171862.0
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112874781B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 郭闖強;段博崧;劉宏
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B64C33/02
• 分類號: B64C33/02
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 孟憲會

一種仿蝙蝠撲翼飛行器的翅膀拍動機構，它涉及一種翅膀拍動機構。本發明為了解決現有撲翼飛行器的拍動機構無法在拍動的同時實現收攏展開功能，更無法真實的模擬蝙蝠翅膀的拍動，結構復雜以及飛行效率低的問題。本發明包括減速齒輪組和兩個拍動收攏展開機構，減速齒輪組為二級減速齒輪組，兩個拍動收攏展開機構對稱安裝在減速齒輪組上，并在減速齒輪組的帶動下實現拍動、收攏和展開。具體利用了空間曲柄搖桿機構實現上下往復拍動功能，利用空間曲柄搖桿、錐齒輪、齒輪齒條及瓦特六連桿配合實現收攏展開運動功能，利用一個電機同時驅動拍動機構和收攏展開機構，使之下拍時翅膀展開，上拍時翅膀收攏。本發明用于撲翼飛行器領域。

技術領域

本發明涉及一種翅膀拍動機構，具體涉及一種能夠在拍動過程中同時實現收攏展開的仿蝙蝠撲翼飛行器的拍動結構，屬于撲翼飛行器領域。

背景技術

從20世紀90年代以來，隨著空氣動力學理論、新型材料及機電技術的發展，飛行器進入了發展的大潮流，世界各地對各類飛行器均展開了研究。其中仿生撲翼飛行器可以實現垂直起降、空中懸停、側飛和倒飛，有的可以滑翔、高速飛行和長距離巡航，由于具備仿生的外形條件，所以其隱蔽性好、噪音低、機動性高。在軍事偵查、科研及民用領域均有較大的發展前景。

蝙蝠是唯一會飛行的哺乳動物，也是飛行界的“飛行大師”，其靈活的翼手在撲翼時會進行收攏展開運動，既能高速平飛也能懸停，具有優秀的飛行能力。

目前大部分撲翼飛行器為仿昆蟲和仿鳥飛行器，仿蝙蝠飛行器較少，目前仿生撲翼飛行器的拍動機構大部分都是利用空間曲柄連桿機構來實現二維方向的拍動，對于仿生蝙蝠飛行器來說，沒有做到同時收攏展開運動，也就沒有起到仿生的效果，飛行效率遠不如生物蝙蝠。即使有的仿蝙蝠撲翼飛行器中加入了收攏展開的機構，由于兩者并沒有耦合，加大了控制難度，同時也受限于拍動頻率與收攏展開頻率難匹配，很容易造成飛行運動混亂，達不到預期的目標。

已有專利CN10988881A提出《一種仿生可折疊式雙翼撲動機構》，該發明通過一根曲軸帶動四個連接到前后主動桿上的曲柄實現拍動，電機正轉實現向上拍動，并通過齒輪齒條實現折疊，反轉實現向下拍動，通過彈簧實現展開。該發明機構運動需要靠電機的正反轉來實現，加重了曲軸與曲柄的負荷，并且翅膀是在彈簧的作用下展開，運動存在滯后性。

已有專利CN109592032A提出一種《單側多節點的仿生撲翼飛行器》，該發明能實現機翼的主動折疊，靠繩拉動翅膀實現收攏，靠彈簧實現展開，拍動幅度有限，在繩和彈簧的彈性作用下，會存在震蕩擾動問題，也很難做到同步運動。

已有專利CN107719665A提出一種《撲翼飛行器的機翼及撲翼飛行器》，該發明公開了一種仿鳥多連桿撲翼翅膀及一種能實現收攏展開功能的飛行器，該發明利用兩套錐齒輪動力機構驅動，分別控制拍動和移動，其中收攏展開是靠凸輪推動大型的平移裝置推動連桿，摩擦損耗大，平移效率不高，并且整體機構過于復雜。

綜上所述，現有的撲翼飛行器無法在拍動的同時實現收攏展開功能的拍動機構，更無法真實的模擬蝙蝠翅膀的拍動，結構復雜以及飛行效率低的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的撲翼飛行器無法在拍動的同時實現收攏展開功能的拍動機構，更無法真實的模擬蝙蝠翅膀的拍動，結構復雜以及飛行效率低的問題。進而提供一種仿蝙蝠撲翼飛行器的翅膀拍動機構。