[發明專利]一種線驅動仿甲蟲微型撲翼飛行器

在審

• 申請號: 202310138232.2
• 申請日: 2023-02-20
• 公開（公告）號: CN116022332A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 劉志杰;賀威;李庭睿;魯中齊;王博;秦謹
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B64C33/02
• 分類號: B64C33/02;B64C39/02;B64C33/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明公開了一種線驅動仿甲蟲微型撲翼飛行器，包括機架、翅翼、動力傳動機構和控制機構，機架包括框架部和載荷平臺；翅翼包括前緣桿、后緣桿以及翼膜；動力傳動機構設置于框架部中，包括動力部和傳動部，傳動部與前緣桿連接，動力部驅動傳動部并帶動前緣桿往復移動；控制機構固定于框架部下方并處于框架部和載荷平臺之間，控制機構包括旋轉舵機部和設置在旋轉舵機部底部的直線舵機部，直線舵機部與后緣桿連接并驅動后緣桿往復移動，旋轉舵機部驅動直線舵機部和后緣桿共同往復轉動。本發明對微型撲翼飛行器結構進行合理設計，解決了普通撲翼飛行器重量大，靈活度低，控制困難等缺陷，使整體結構更緊湊，提高了撲翼飛行器的靈活性。

技術領域

本發明涉及機械設計和仿生飛行機器人技術領域，尤其涉及一種線驅動仿甲蟲微型撲翼飛行器。

背景技術

仿生微型撲翼飛行器是微電子、微機械技術的發展所帶來的新型技術，是受鳥類和昆蟲飛行模式啟發而設計的一類剛柔耦合飛行器，微型撲翼飛行器有體積小、質量輕、成本低、能耗低等特點，在國防軍事和民用領域有廣泛的應用前景，可以通過無線電信號遠程操控仿生飛行器完成一系列的各種任務。

仿生微型撲翼飛行器的主要特點是將舉升、懸停和推進功能集成于一個撲翼系統。依靠撲翼不同的運動方式，撲翼飛行器可以快速有效地改變飛行器的姿態，具有較強的機動性與靈活性。同時，撲翼飛行產生升力的效率高，利用較少的能量就能實現遠距離飛行。這種能耗低的優點更適于在長時間無能源補充及遠距離條件下執行飛行任務。微型撲翼飛行器在空氣動力學、驅動力、結構設計以及飛行控制等領域都存在重大挑戰。

南京理工大學賈方秀等人在《一種仿生蜂鳥飛行器》一文中提出了一種類蜂鳥飛行器，通過齒輪組和連桿使得翅翼同時煽動，又通過兩個舵機協同控制兩根彈性桿，彈性桿形態及位置的變化改變了兩個翅翼的狀態。然而，該機構通過彈性桿控制姿態，對外界干擾的敏感度很高，穩定性很差。

因此，現有技術中存在對線驅動仿甲蟲微型撲翼飛行器改進的需求。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提出一種線驅動仿甲蟲微型撲翼飛行器，本發明對微型撲翼飛行器整體結構進行合理設計，模擬自然界中甲蟲的飛行特點，解決了普通撲翼飛行器重量大，靈活度低，控制困難等缺陷，使整體結構更緊湊，提高了撲翼飛行器的靈活性。

基于上述目的，本發明實施例的提供了一種線驅動仿甲蟲微型撲翼飛行器，包括：

機架，機架包括框架部和設置在框架部下方的載荷平臺；

兩個翅翼，兩個翅翼對稱地安裝在框架部的兩側，每個翅翼包括前緣桿、后緣桿以及翼膜；

動力傳動機構，動力傳動機構設置于框架部中，包括動力部和傳動部，傳動部與前緣桿連接，動力部驅動傳動部并帶動前緣桿往復移動；

控制機構，控制機構固定于框架部下方并處于框架部和載荷平臺之間，控制機構包括旋轉舵機部和設置在旋轉舵機部底部的直線舵機部，直線舵機部與后緣桿連接并驅動后緣桿往復移動，旋轉舵機部驅動直線舵機部和后緣桿共同往復轉動。

在一些實施方式中，框架部包括通過框架支撐片連接的框架上板和框架下板，框架上板與框架下板平行間隔設置，框架上板上設置有第三齒輪固定件。

在一些實施方式中，動力部包括電連接的電機和電池，電池設置于載荷平臺上，電機通過電機座固定于框架部。

在一些實施方式中，傳動部包括第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、線輪主動輪，第一齒輪與動力部連接，第一齒輪與第二齒輪嚙合，第二齒輪與第三齒輪嚙合，第三齒輪通過第三齒輪固定件固定于框架上板，線輪主動輪與第三齒輪通過連桿連接以形成曲柄搖桿結構。