[發明專利]一種能實現撲動扭轉的兩自由度撲翼飛行器

有效

• 申請號: 202110478147.1
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113086187B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 朱建陽;徐啟炎;張錦濤;董璐;吳旭
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: B64C33/00
• 分類號: B64C33/00;B64C33/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 姜學德

一種能實現撲動扭轉的兩自由度撲翼飛行器，包括骨架、撲翼、尾翼、驅動電機、撲動扭轉機構；撲動扭轉機構設置在骨架兩側，包括驅動齒輪，一端與驅動齒輪相連的曲柄擺桿，平行設置的撲動件第一級軸、撲動件第二級軸、撲動件第三級軸；曲柄擺桿另一端滑動套裝在撲動件第一級軸上，骨架兩側的兩個撲動扭轉機構的撲動件第三級軸的兩端通過機構固定架連接，撲動件第二級軸上套裝有齒條件，齒條件嚙合有四分之一扭轉齒輪，齒條件與曲柄擺桿相連；撲翼設置在骨架兩側包括撲動桿，撲動桿一端穿過撲動件第三級軸連接四分之一扭轉齒輪；骨架兩側的兩個撲動扭轉機構的兩個驅動齒輪同軸相連，驅動電機輸出端連接有傳動主齒輪，傳動主齒輪其中一個驅動齒輪嚙合。

技術領域

本發明屬于撲翼飛行器技術領域，具體涉及一種能實現撲動扭轉的兩自由度撲翼飛行器。

背景技術

撲翼飛行器是基于仿生學原理設計的小型飛行器，具有尺寸小、重量輕、能耗低、機動性好、隱蔽性好以及攜帶方便等特點。與固定翼和旋翼飛行器相比，撲翼飛行器兼具其優點，空氣動力學效率更高，可微型化程度遠遠高于固定翼和旋翼飛行器而具有更為寬廣的應用領域，從理論上來講，撲翼飛行器被廣泛認為是最有發展前景的一類飛行器。但是現有的撲翼飛行器一般都是采用單自由度撲動的方式，不僅產生的升力和推力較小，而且靈活性不高；其次兩自由度的撲翼飛行器大多都額外附加了一個舵機或者其他驅動源件，增加了機構的重量和能耗。

發明內容

根據現有技術的不足，本發明的目的是提供一種能實現撲動扭轉的兩自由度撲翼飛行器，僅在一個驅動電機的驅動下，撲翼便能夠同時實現撲動和扭轉運動，提升撲翼飛行器的氣動性能，并且整個機構運行平穩，能提高撲翼飛行器的機動性和穩定性。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種能實現撲動扭轉的兩自由度撲翼飛行器，包括骨架、撲翼、尾翼以及驅動電機，其特征在于：還包括與所述撲翼以及驅動電機相連的撲動扭轉機構；

所述撲動扭轉機構有兩個，設置在所述骨架兩側，包括驅動齒輪，一端與所述驅動齒輪相連的曲柄擺桿，平行設置且兩端相連的撲動件第一級軸、撲動件第二級軸、撲動件第三級軸；所述曲柄擺桿另一端滑動套裝在所述撲動件第一級軸上，所述骨架兩側的兩個所述撲動扭轉機構的所述撲動件第三級軸的兩端通過機構固定架連接，所述撲動件第二級軸上滑動套裝有齒條件，所述齒條件嚙合有四分之一扭轉齒輪，且所述齒條件與所述曲柄擺桿相連；

所述撲翼有兩個，設置在骨架兩側，包括撲動桿，所述撲動桿一端穿過所述撲動件第三級軸連接所述四分之一扭轉齒輪；

所述骨架兩側的兩個所述撲動扭轉機構的兩個驅動齒輪同軸相連，所述驅動電機輸出端連接有傳動主齒輪，所述傳動主齒輪其中一個所述驅動齒輪嚙合。

進一步地，所述曲柄擺桿套裝在所述撲動件第一級軸的一端內部設置有直線軸承，所述曲柄擺桿該端通過直線軸承套裝在所述撲動件第一級軸上。

進一步地，所述骨架兩側安裝有兩個二級減速齒輪，兩個二級減速齒輪同軸連接，其中一個二級減速齒輪還連接有一個一級減速齒輪，二者同軸連接在骨架一側，該一級減速齒輪與所述傳動主齒輪嚙合，兩個所述二級減速齒輪分別與兩個所述驅動齒輪嚙合。

進一步地，所述傳動主齒輪齒數小于所述一級減速齒輪齒數，所述一級減速齒輪齒數大于所述二級減速齒輪齒數，所述二級減速齒輪齒數小于所述驅動齒輪齒數。

進一步地，所述撲翼還包括若干翼型板，若干所述翼型板平行安裝在所述撲動桿上形成撲翼架。

優選地，所述撲翼架為碳纖維材料制作。

進一步地，所述尾翼連接有第一舵機、第二舵機，通過所述第一舵機、第二舵機實現尾翼的轉向和俯仰運動。

優選地，所述骨架為碳纖維材料制作。

與現有技術相比，本發明具有以下優點和有益效果：