[發(fā)明專利]一種用于往復(fù)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的可調(diào)儲(chǔ)能裝置及包含該裝置的撲翼飛行器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210976309.9
• 申請(qǐng)日: 2022-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN115571332A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王浩;張琦;余晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B64C33/02
• 分類號(hào): B64C33/02;F16H33/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 陶得天

本發(fā)明公開了一種用于往復(fù)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的可調(diào)儲(chǔ)能裝置及包含該裝置的撲翼飛行器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，涉及往復(fù)擺動(dòng)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝卸方便、質(zhì)量輕、成本低，并且儲(chǔ)能可調(diào)節(jié)。所述往復(fù)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)具有固定部件以及通過鉸接軸鉸接在固定部件上的擺動(dòng)部件；所述可調(diào)儲(chǔ)能裝置包括固定安裝在固定部件上的調(diào)節(jié)底座，與擺動(dòng)部件同步擺動(dòng)的擺動(dòng)座，以及抵在調(diào)節(jié)底座和擺動(dòng)座之間的扭簧；環(huán)形凹槽中設(shè)有兩根分處在推桿兩側(cè)的彈簧，所述彈簧遠(yuǎn)離推桿的一端固定連接在滑動(dòng)塊上，所述滑動(dòng)塊也容置在所述環(huán)形凹槽中，并且與環(huán)形凹槽可拆卸的相連接。不僅可以適用于運(yùn)動(dòng)對(duì)稱的機(jī)構(gòu)，而且也可以適用于運(yùn)動(dòng)非對(duì)稱的機(jī)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及往復(fù)擺動(dòng)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及儲(chǔ)能可調(diào)節(jié)的往復(fù)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的改進(jìn)。

背景技術(shù)

往復(fù)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)是生活中比較常見的機(jī)構(gòu)，廣泛應(yīng)用在作往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械中，例如：抽油機(jī)的驢頭、撲翼飛行器的撲動(dòng)機(jī)構(gòu)等。

以撲翼飛行器的撲動(dòng)機(jī)構(gòu)為例，在2021年3月南京航空航天大學(xué)胡坤所寫的《仿生撲翼飛行器的設(shè)計(jì)制作與測(cè)試》論文中，以及中國(guó)發(fā)明專利（名稱“一種具有空中飛行和地面撲跑功能的仿鳥機(jī)器人”、申請(qǐng)?zhí)枴?020115608960”）中，設(shè)計(jì)了一種撲翼飛行器的撲動(dòng)機(jī)構(gòu)。如圖6a、6b所示，該撲動(dòng)機(jī)構(gòu)是一種曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，由電機(jī)19、支撐架20、兩級(jí)齒輪減速機(jī)構(gòu)21和曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)22組成。曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)22由副撲動(dòng)桿23、主撲動(dòng)桿24和齒輪26組成。電機(jī)19通過兩級(jí)齒輪減速機(jī)構(gòu)21將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)22中的齒輪26，以驅(qū)動(dòng)齒輪26單向旋轉(zhuǎn)；由于曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)22的銷釘25可在主撲動(dòng)桿24上固定連接的導(dǎo)槽27內(nèi)滑動(dòng)，因此，在銷釘25隨齒輪26的旋轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，也將帶動(dòng)主撲動(dòng)桿24以及與其嚙合的副撲動(dòng)桿23作往復(fù)擺動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)槽27處于水平位置時(shí)，銷釘25產(chǎn)生的作用力垂直于導(dǎo)槽27，此時(shí)撲動(dòng)桿24受力最大。當(dāng)導(dǎo)槽27處于極限位置時(shí)，銷釘25與導(dǎo)槽27相切，此時(shí)撲動(dòng)桿24受力為零，易發(fā)生卡頓。在銷釘25一整周的運(yùn)動(dòng)中，導(dǎo)槽27會(huì)有兩次處于水平位置，但由于兩次的銷釘25作用位置不同，即力臂不同，導(dǎo)致?lián)鋭?dòng)桿24所受力矩不同。當(dāng)撲動(dòng)桿受到外界沖擊時(shí)，易發(fā)生脫齒，引起飛行失效。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，由于負(fù)載不均衡，輸出功率波動(dòng)大，電機(jī)發(fā)熱，損耗能量，影響其使用壽命和續(xù)航能力。

因此，如何解決該撲動(dòng)機(jī)構(gòu)，即生活中常見的往復(fù)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)存在的輸出功率波動(dòng)大、卡頓、傳動(dòng)失效和動(dòng)力源發(fā)熱等問題，就成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)以上問題，提出了一種用于往復(fù)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的可調(diào)儲(chǔ)能裝置及包含該裝置的撲翼飛行器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝卸方便、質(zhì)量輕、成本低，并且儲(chǔ)能可調(diào)節(jié)，本案可應(yīng)用于仿生撲翼飛行器的撲動(dòng)機(jī)構(gòu)，但不局限于此。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：如圖1-5所示，所述往復(fù)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)具有固定部件以及通過鉸接軸鉸接在固定部件上的擺動(dòng)部件；

所述可調(diào)儲(chǔ)能裝置包括固定安裝在固定部件上的調(diào)節(jié)底座3，與擺動(dòng)部件同步擺動(dòng)的擺動(dòng)座1，以及抵在調(diào)節(jié)底座3和擺動(dòng)座1之間的扭簧2；

如圖3所示，所述擺動(dòng)座1上設(shè)有回轉(zhuǎn)軸4、推桿5、連接孔6以及用于抵住扭簧2的安裝槽一7，所述鉸接軸也貫穿所述回轉(zhuǎn)軸4，并且在連接孔6中設(shè)置連接擺動(dòng)部件的同步銷釘16，使得擺動(dòng)座1與擺動(dòng)部件同步擺動(dòng)；

如圖4a、4b所示，所述調(diào)節(jié)底座3上設(shè)有用于容置扭簧2的容置槽，并且在容置槽的側(cè)壁上開設(shè)有用于抵住扭簧2的安裝槽二14，所述調(diào)節(jié)座3中還設(shè)有用于容置推桿5的環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽中設(shè)有兩根分處在推桿5兩側(cè)的彈簧，所述彈簧遠(yuǎn)離推桿5的一端固定連接在滑動(dòng)塊上，所述滑動(dòng)塊也容置在所述環(huán)形凹槽中，并且與環(huán)形凹槽可拆卸的相連接。這樣，通過調(diào)整滑動(dòng)塊在環(huán)形凹槽中的初始位置，即可對(duì)兩根彈簧進(jìn)行相同或不同程度的預(yù)壓，從而使得兩根彈簧在初始狀態(tài)下即可具有相同或不同程度的儲(chǔ)能，實(shí)現(xiàn)本案中調(diào)節(jié)儲(chǔ)能的目的。