[發明專利]仿昆蟲爬壁飛行器及其轉換控制方法

有效

• 申請號: 202210322767.0
• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114407599B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 李昊澤;鄭祥明;吉愛紅;和浩然;于陽光;章卓耿;馮鑫晟;李倩
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64U10/70
• 分類號: B64U10/70;B64U10/40;B64U10/13;B62D57/024
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 韓天宇

1.一種仿昆蟲爬壁飛行器，其特征在于：包括機身、撲翼動力組、頭部旋翼動力組、尾部旋翼動力組、爬行動力組和飛行控制組；

所述撲翼動力組為分布在機身兩側互為鏡像的一對撲翼動力裝置，動力裝置通過減速后通過連桿將圓周運動轉換為直線運動，驅動搖臂帶動撲翼往復撲動產生周期性升力；

所述頭部旋翼動力組安裝在機身頭部，通過驅動旋翼旋轉產生升力；所述的頭部旋翼動力組包括第一旋翼底座、第一電機安裝座、第一無刷電機、第一螺旋槳和第一螺釘；所述第一旋翼底座通過第一定位銷與機身上主板的定位孔固定在一起，所述第一電機安裝座通過凸臺與第一旋翼底座上的凹槽固定在一起；

所述尾部旋翼動力組安裝在機身尾部，通過驅動旋翼旋轉產生升力；所述的尾部旋翼動力組包括第二旋翼底座、第二電機安裝座、舵機、第二搖臂、轉軸、第二無刷電機、第二螺旋槳和第二螺釘；所述第二旋翼底座通過第二定位銷與機身上主板的定位孔固定在一起；所述轉軸穿過所述第二電機安裝座和第二旋翼底座上的軸孔，將兩者同軸鉸接在一起；所述第二螺釘將所述第二無刷電機安裝在第二電機安裝座上，所述第二螺旋槳與第二無刷電機軸采用過盈配合的安裝方式；所述第二搖臂內嵌于電機安裝座的搖臂槽中，所述舵機通過花鍵驅動第二搖臂偏轉，從而帶動第二電機安裝座和第二無刷電機矢量偏轉，第二無刷電機驅動第二螺旋槳旋轉產生矢量升力；

所述爬行動力組為履帶式結構，包括機架、主動齒輪、被動齒輪、減速電機、主軸、外殼、履帶輪、履帶和粘附墊；所述機架的背面固定在所述主板的頭部，所述減速電機安裝在機架中間的電機槽中，減速電機軸和所述主軸均采用間隙配合方式安裝在機架上；所述主動齒輪與被動齒輪均為直齒圓柱齒輪，相互嚙合，將電機動力傳遞至主軸；所述主軸中間與被動齒輪固連，兩端與所述履帶輪固連，主軸帶動前履帶輪轉動后，驅動所述履帶轉動使后履帶輪以相同速度轉動；所述履帶外表面附著所述粘附墊，用于增強壁面爬行時的吸附性和摩擦力；所述外殼扣放在爬行動力組上表面，與機架固接；

所述飛行控制組包括固定在機身上的飛控板和電調板，飛控板通過電調板與撲翼動力組、頭部旋翼動力組、尾部旋翼動力組以及爬行動力組中的電機連接。

2.根據權利要求1所述的仿昆蟲爬壁飛行器，其特征在于：所述的機身包括主板、底板、電池、鋁柱和螺釘，所述電池固定在所述主板的尾部；四根所述鋁柱支撐于主板和所述底板之間，分別與主板和底板上的四個安裝孔位相照應，四顆所述螺釘從主板上方將主板和鋁柱緊固在一起，另四顆螺釘從底板下方將底板和鋁柱緊固在一起，形成起落架。

3.根據權利要求1所述的仿昆蟲爬壁飛行器，其特征在于：所述的撲翼動力裝置包括底座、主動齒輪、一級雙層齒輪、二級偏心齒輪、連桿、搖臂、小銷釘、主軸銷釘、固定桿、前緣桿、撲翼膜和電機；所述底座安裝在主板中間的撲翼動力組安裝孔中；所述電機的凸臺從下方插入底座中心的電機安裝孔內，所述主動齒輪的內徑略小于電機主軸的外徑，用于以過盈配合方式安裝在所述電機轉軸上；所述一級雙層齒輪通過小銷釘固定在底座上，一級雙層齒輪下齒盤同主動齒輪嚙合，所述的二級偏心齒輪對稱安裝在底座兩側，同一級雙層齒輪的上齒盤互相嚙合；所述搖臂共有兩個，通過主軸銷釘固定在底座上，所述連桿共有四個，使用小銷釘將其一頭固定在二級偏心齒輪的偏心孔內，另一頭固定在搖臂上，進而帶動所述前緣桿和撲翼膜在空中撲動；所述固定桿從下方豎直插入底座的安裝孔中，撲翼膜的根部平整粘貼在固定桿上。