[發明專利]游隼羽毛與掌骨協同運動的仿生連接結構

有效

• 申請號: 202110741722.2
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113264178B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 唐迪;車婧琦;金偉杰;黃喜鵬
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B64C3/36
• 分類號: B64C3/36;B64C33/02
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳;朱盈盈

游隼羽毛與掌骨協同運動的仿生連接結構，屬于仿生連接結構技術領域。它包括仿生機翼掌骨、仿生初級飛羽及仿生覆羽，仿生機翼掌骨的腹側設有一層腹側仿生腱膜，每根仿生初級飛羽均通過腹側肌腱束與腹側仿生腱膜相連接，相鄰兩根仿生初級飛羽之間通過仿生肌腱相連接，仿生覆羽與背側仿生腱膜之間通過背側肌腱束相連接，仿生初級飛羽的羽根、仿生覆羽的羽根均通過旋轉連接件與仿生機翼掌骨之間相連接。本發明中仿生肌腱采用仿生肌肉技術，不僅滿足了仿生羽毛運動的動力來源，控制仿生羽毛的運動，并且牢牢地將仿生羽毛和機翼相連；旋轉連接件采用具有單自由度的連接件，符合仿生羽毛的運動要求。

技術領域

本發明屬于仿生連接結構技術領域，具體涉及游隼羽毛與掌骨協同運動的仿生連接結構。

背景技術

鳥類經過數百萬年的自然選擇，逐漸形成了各種優良的結構，如流線型的形狀和中空的羽毛軸，以提高它們的飛行性能。人字型肋條是鳥類羽毛的典型特征，它是由倒鉤的完美連接而形成的，尤其是翅膀的主、次羽，這種人字狀的羽毛凹槽被認為對減阻有很大的影響。科學家們利用掃描電子顯微鏡(SEM)對成年鴿飛羽的微觀結構進行了研究，并對其結構參數進行了統計。在對羽毛結構進行定量分析的基礎上，提出了一種新型的具有窄光滑邊緣的仿生人字肋結構來減小表面阻力。與傳統的微溝槽減阻結構相比，仿生人字溝槽減阻率可達14%，明顯高于其他減阻結構。此外，還通過CFD對人字溝減阻機理進行了驗證和開發。

科學家們對鳥類羽毛研究最為廣泛的是其結構及氣體動力學，目前還未有從飛羽控制源頭為出發點的研究。本發明是基于對鳥類初級飛羽與骨骼之間的連接控制結構進行研究及仿生，達到在仿生飛行器上。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種能夠實現對仿生羽毛進行牢固連接及高效控制的游隼羽毛與掌骨協同運動的仿生連接結構。

本發明提供如下技術方案：游隼羽毛與掌骨協同運動的仿生連接結構，其特征在于：包括仿生機翼掌骨、若干根沿著仿生機翼掌骨均布的仿生初級飛羽及附著在仿生初級飛羽羽根上的仿生覆羽，所述仿生機翼掌骨的腹側設有一層腹側仿生腱膜，每根所述仿生初級飛羽均通過腹側肌腱束與腹側仿生腱膜相連接，相鄰兩根所述仿生初級飛羽之間通過仿生肌腱相連接，所述仿生機翼掌骨的背側設有背側仿生腱膜，所述仿生覆羽與背側仿生腱膜之間通過背側肌腱束相連接，所述仿生初級飛羽的羽根、仿生覆羽的羽根均通過旋轉連接件與仿生機翼掌骨之間相連接。

所述的游隼羽毛與掌骨協同運動的仿生連接結構，其特征在于所述仿生初級飛羽設置在仿生機翼掌骨的側部。

所述的游隼羽毛與掌骨協同運動的仿生連接結構，其特征在于所述腹側肌腱束包括若干束第一小肌腱束，若干束所述第一小肌腱束的一端附著在腹側仿生腱膜上，若干束所述第一小肌腱束的另一端匯集形成一束第一肌腱束段，所述第一肌腱束段附著在仿生初級飛羽羽根上，所述第一肌腱束段的外側沿著第一肌腱束段呈樹狀發散設置有若干束第一分束，若干束所述第一分束包覆在仿生初級飛羽羽根上。

所述的游隼羽毛與掌骨協同運動的仿生連接結構，其特征在于所述仿生覆羽位于所述仿生初級飛羽的下方，且靠向仿生機翼掌骨的近端一側，所述仿生覆羽通過仿生肌肉直接與仿生初級飛羽的表面相連接，所述仿生覆羽的直徑小于仿生初級飛羽的直徑。

所述的游隼羽毛與掌骨協同運動的仿生連接結構，其特征在于所述背側肌腱束包括若干束第二小肌腱束，若干束所述第二小肌腱束的一端附著在背側仿生腱膜上，若干束所述第二小肌腱束的另一端匯集形成一束第二肌腱束段，所述第二肌腱束段附著在仿生覆羽羽根上，所述第二肌腱束段的外側沿著第二肌腱束段呈樹狀發散設置有若干束第二分束，若干束所述第二分束包覆在仿生覆羽羽根上。