一種雙節(jié)主翼仿生撲翼的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙節(jié)主翼仿生撲翼機。其包括驅動機構、主支架、尾翼機構、雙節(jié)撲翼機構和兩臺舵機；驅動機構連接在主支架正前端，尾翼機構連接在主支架的正后端，雙節(jié)撲翼機構連接在驅動機構上；兩臺舵機安裝在主支架上。本實用新型的雙節(jié)主翼仿生撲翼機具有如下效果：結構簡單緊湊，可以實現(xiàn)完全對稱的撲翼運動，采用雙節(jié)撲翼機構可以使撲翼機更像鳥一樣的飛行，可折疊的機翼能夠使機翼上撲時阻力更小，下?lián)鋾r翼展面積最大，從而產生更大的升力，增加飛行速度和滯空時間。另外，采用球面副連接尾翼機構可以使撲翼機方向控制更加靈敏，更能模仿鳥類的飛行。此外，本雙節(jié)主翼仿生撲翼機可應用在機場驅鳥、監(jiān)控、情報搜集、救災搜救等領域。
【專利說明】一種雙節(jié)主翼仿生撲翼機
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于飛行器【技術領域】，特別是涉及一種雙節(jié)主翼仿生撲翼機。
【背景技術】
[0002]仿生撲翼機是一種能夠模仿鳥類或昆蟲飛行的新概念飛行器。與傳統(tǒng)的固定翼和旋翼飛行器相比，仿生撲翼機將舉升、懸停和推進功能集于一個撲翼系統(tǒng)，具有結構緊湊、氣動效率高和機動性能好等特點。鑒于仿生撲翼機在軍事和民用中具有極大優(yōu)勢，因此這種裝置的研制已經成為新的熱點。
[0003]目前，現(xiàn)有的仿生撲翼機存在以下問題:①其上驅動機構采用單曲柄雙搖桿機構，由于左右機翼運動具有不對稱性，從而導致機身橫向作用力不等，結果影響飛行的穩(wěn)定性和安全性。②機翼只能實現(xiàn)簡單的上下?lián)鋭?，上撲時機翼阻力大，導致在一個撲動周期內機翼產生的凈升力較小，撲翼機滯空時間短且飛行速度低。③撲翼機的轉向控制采用舵機控制方向舵的方式實現(xiàn)，不夠靈活，且功能單一。

【發(fā)明內容】

[0004]為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種結構簡單緊湊的雙節(jié)主翼仿生撲翼機。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型提供的雙節(jié)主翼仿生撲翼機包括驅動機構、主支架、尾翼機構、雙節(jié)撲翼機構和兩臺舵機；其中驅動機構連接在主支架正前端，尾翼機構連接在王支架的正后端，雙節(jié)撲翼機構連接在驅動機構上；兩臺航機則安裝在王支架上；
[0006]所述的驅動機構包括四邊形機體、微型直流電機、齒輪減速機構和兩根連桿；其中四邊形機體為垂直軸對稱結構，其四個頂角上分別形成有左上孔、右上孔、左下孔和右下孔，垂直中軸線中部和下部分別形成有中軸孔和電機安裝孔，并且電機安裝孔和左下孔及右下孔位于同一水平線上，同時中軸孔右上側形成有一個安裝孔；微型直流電機通過電機安裝孔固定在四邊形機體上，其輸出軸位于四邊形機體的前方，并且輸出軸外部套接有驅動齒輪；齒輪減速機構包括第一減速齒輪、第二減速齒輪、右側齒輪和左側齒輪；其中第一減速齒輪通過設置在安裝孔內的轉軸安裝在四邊形機體的前方，且與電機輸出軸上的驅動齒輪相嚙合；第二減速齒輪以與第一減速齒輪同軸的方式安裝在第一減速齒輪的前方；右側齒輪通過設置在右下孔內的轉軸安裝在四邊形機體的右前方，且與第二減速齒輪相嚙合；左側齒輪通過設置在左下孔內的轉軸安裝在四邊形機體的左前方，且與右側齒輪相嚙合，左側齒輪和右側齒輪相對于四邊形機體左右對稱，同時左側齒輪和右側齒輪的對稱位置上各設有兩個偏心的鉸支軸，兩根連桿的兩端分別連接在同一齒輪前端面上的兩個鉸支軸上；
[0007]所述的雙節(jié)撲翼機構由完全對稱的左右雙節(jié)撲翼構成，每個雙節(jié)撲翼包括第一平行連桿、第二平行連桿、第一支撐桿、第二支撐桿和擺桿；其中第一平行連桿和第二平行連桿的一端相隔距離鉸接在驅動機構上一根連桿的一端外端部，同時第一平行連桿上距上述鉸接點1/4連桿長度位置處通過銷軸鉸接在四邊形機體的左上孔或右上孔處；第一支撐桿的一端鉸接在第一平行連桿的另一端上，另一端鉸接在第二平行連桿的外端部上；第二支撐桿的一端鉸接在第一平行連桿與第一支撐桿鉸接處而組成組合鉸鏈，第二支撐桿的另一端以及第二平行連桿的另一端同時鉸接在擺桿上同一端的上下鉸接孔處；
[0008]所述的主支架的前端固接在四邊形機體上中軸孔內，后端通過球面副連接在尾翼機構上，主支架上安裝有用于設置舵機的支架，支架的左右兩側對稱安裝有兩臺舵機，同時兩臺舵機分別通過與其輸出相連的連桿連接在尾翼機構上尾翼支架內壁上側左右部位。
[0009]所述的左側齒輪和右側齒輪具有相同的齒數(shù),因此為同步齒輪。
[0010]所述的第二平行連桿的長度大于第一平行連桿的長度，而第一平行連桿和第二支撐桿的總長度則大于第二平行連桿的長度。
[0011]所述的第一支撐桿的長度與第一平行連桿和第二平行連桿在連桿上的設置距離相等，因此由第一平行連桿、第二平行連桿、第一支撐桿和連桿組成平行四邊形機構；而由第一支撐桿、第二支撐桿、第二平行連桿和擺桿組成四邊形機構。
[0012]本實用新型提供的雙節(jié)主翼仿生撲翼機具有如下有益效果:結構簡單緊湊，可以實現(xiàn)完全對稱的撲翼運動，采用雙節(jié)撲翼機構可以使撲翼機更像鳥一樣的飛行，可折疊的機翼能夠使機翼上撲時阻力更小，下?lián)鋾r翼展面積最大，從而產生更大的升力，增加飛行速度和滯空時間。另外，采用球面副連接尾翼機構可以使撲翼機方向控制更加靈敏，更能模仿鳥類的飛行。此外，本雙節(jié)主翼仿生撲翼機可應用在機場驅鳥、監(jiān)控、情報搜集、救災搜救等領域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型提供的雙節(jié)主翼仿生撲翼機總體結構示意圖；
[0014]圖2為圖1示出的雙節(jié)主翼仿生撲翼機上驅動機構和雙節(jié)撲翼機構結構示意圖；
[0015]圖3為從背面觀察時本實用新型提供的雙節(jié)主翼仿生撲翼機總體結構示意圖；
[0016]圖4為圖3中A部位局部放大圖；
[0017]圖5為圖1示出的雙節(jié)主翼仿生撲翼機上四邊形機體正面結構示意圖；
[0018]圖6為圖1示出的雙節(jié)主翼仿生撲翼機上主支架與四邊形機體和尾翼機構連接示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型提供的雙節(jié)主翼仿生撲翼機進行詳細說明。
[0020]如圖1一圖6所示，本實用新型提供的雙節(jié)主翼仿生撲翼機包括驅動機構1、主支架2、尾翼機構3、雙節(jié)撲翼機構4和兩臺舵機308 ;其中驅動機構I連接在主支架2正前端，尾翼機構3連接在主支架2的正后端，雙節(jié)撲翼機構4連接在驅動機構I上；兩臺舵機308則安裝在主支架2上；
[0021]所述的驅動機構I包括四邊形機體5、微型直流電機119、齒輪減速機構和兩根連桿104;其中四邊形機體5為垂直軸對稱結構，其四個頂角上分別形成有左上孔204、右上孔201、左下孔205和右下孔207，垂直中軸線中部和下部分別形成有中軸孔203和電機安裝孔206，并且電機安裝孔206和左下孔205及右下孔207位于同一水平線上，同時中軸孔203右上側形成有一個安裝孔202 ;微型直流電機119通過電機安裝孔206固定在四邊形機體5上，其輸出軸位于四邊形機體5的前方，并且輸出軸外部套接有驅動齒輪；齒輪減速機構包括第一減速齒輪102、第二減速齒輪101、右側齒輪118和左側齒輪103 ;其中第一減速齒輪102通過設置在安裝孔202內的轉軸安裝在四邊形機體5的前方，且與電機輸出軸上的驅動齒輪相嚙合；第二減速齒輪101以與第一減速齒輪102同軸的方式安裝在第一減速齒輪102的前方；右側齒輪118通過設置在右下孔207內的轉軸安裝在四邊形機體5的右前方，且與第二減速齒輪101相嚙合；左側齒輪103通過設置在左下孔205內的轉軸安裝在四邊形機體5的左前方，且與右側齒輪118相嚙合，左側齒輪103和右側齒輪118相對于四邊形機體5左右對稱，同時左側齒輪103和右側齒輪118的對稱位置上各設有兩個偏心的鉸支軸，兩根連桿104的兩端分別連接在同一齒輪前端面上的兩個鉸支軸上；
[0022]所述的雙節(jié)撲翼機構4由完全對稱的左右雙節(jié)撲翼構成，每個雙節(jié)撲翼包括第一平行連桿109、第二平行連桿105、第一支撐桿106、第二支撐桿108和擺桿107 ;其中第一平行連桿109和第二平行連桿105的一端相隔距離鉸接在驅動機構I上一根連桿104的一端外端部，同時第一平行連桿109上距上述鉸接點1/4連桿長度位置處通過銷軸110鉸接在四邊形機體5的左上孔204或右上孔201處；第一支撐桿106的一端鉸接在第一平行連桿109的另一端上，另一端鉸接在第二平行連桿105的外端部上；第二支撐桿108的一端鉸接在第一平行連桿109與第一支撐桿106鉸接處而組成組合鉸鏈，第二支撐桿108的另一端以及第二平行連桿105的另一端同時鉸接在擺桿107上同一端的上下鉸接孔處；
[0023]所述的主支架2的前端固接在四邊形機體5上中軸孔203內，后端通過球面副303連接在尾翼機構3上，主支架2上安裝有用于設置舵機308的支架302，支架302的左右兩側對稱安裝有兩臺舵機308，同時兩臺舵機308分別通過與其輸出相連的連桿307連接在尾翼機構3上尾翼支架304內壁上側左右部位。
[0024]所述的左側齒輪103和右側齒輪118具有相同的齒數(shù)，因此為同步齒輪。
[0025]所述的第二平行連桿105的長度大于第一平行連桿109的長度，而第一平行連桿109和第二支撐桿108的總長度則大于第二平行連桿105的長度。
[0026]所述的第一支撐桿106的長度與第一平行連桿109和第二平行連桿105在連桿104上的設置距離相等，因此由第一平行連桿109、第二平行連桿105、第一支撐桿106和連桿104組成平行四邊形機構；而由第一支撐桿106、第二支撐桿108、第二平行連桿105和擺桿107組成四邊形機構。
[0027]現(xiàn)將本實用新型提供的雙節(jié)主翼仿生撲翼機工作原理闡述如下:首先將微型直流電機119接通電源而使其旋轉，由此通過其上的驅動齒輪帶動第一減速齒輪102轉動，驅動齒輪和第一減速齒輪102嚙合構成一級減速齒輪，與此同時，與第一減速齒輪102同軸的第二減速齒輪101將帶動右側齒輪118轉動，第二減速齒輪101和右側齒輪118嚙合構成二級減速齒輪，之后右側齒輪118再帶動左側齒輪103轉動；安裝在右側齒輪118和左側齒輪103偏心部位上的兩根連桿104也將隨之旋轉，由此分別帶動兩個雙節(jié)撲翼上的平行四邊形機構運動，從而使第一平行連桿109和第二平行連桿105做平行運動，并帶動四邊形機構運動，最終帶動擺桿107做周期運動，從而使撲翼機產生完全對稱折疊的撲翼運動?？衫糜傻谝恢螚U106、第二支撐桿108、第二平行連桿105和擺桿107組成的四邊形機構上四條邊的不穩(wěn)定性來保證運動時不出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象。另外，可通過兩臺舵機308不同的運動形式實現(xiàn)尾翼機構3的上、下、左、右偏轉，具體方式為:當左右兩臺舵機308全往后運動時，尾翼下偏，撲翼機往下飛；當左右舵機308全往前運動時，尾翼上偏，撲翼機往上飛；當左側舵機308往后運動同時右側舵機308往前運動時，尾翼右偏，撲翼機往右轉向；當左側舵機308往前運動同時右側舵機308往后運動時，尾翼左偏，撲翼機往左轉向。此外，整個撲翼機的加工材料除翼面采用聚酯薄膜外，其余材料可采用ABS塑料和碳纖維，并且還可攜帶錄制有猛禽聲音的音頻設備，用于機場驅鳥，也可以攜帶微型攝像頭進行偵查與監(jiān)控等工作。
【權利要求】
1.一種雙節(jié)主翼仿生撲翼機，其特征在于:其包括驅動機構(I)、主支架(2)、尾翼機構(3 )、雙節(jié)撲翼機構(4)和兩臺舵機(308 );其中驅動機構(I)連接在主支架(2 )正前端，尾翼機構(3)連接在主支架(2)的正后端，雙節(jié)撲翼機構(4)連接在驅動機構(I)上；兩臺舵機(308)則安裝在主支架(2)上； 所述的驅動機構(I)包括四邊形機體(5)、微型直流電機(119)、齒輪減速機構和兩根連桿(104);其中四邊形機體(5)為垂直軸對稱結構，其四個頂角上分別形成有左上孔(204)、右上孔(201)、左下孔(205)和右下孔(207)，垂直中軸線中部和下部分別形成有中軸孔(203)和電機安裝孔(206)，并且電機安裝孔(206)和左下孔(205)及右下孔(207)位于同一水平線上，同時中軸孔(203)右上側形成有一個安裝孔(202);微型直流電機(119)通過電機安裝孔(206)固定在四邊形機體(5)上，其輸出軸位于四邊形機體(5)的前方，并且輸出軸外部套接有驅動齒輪；齒輪減速機構包括第一減速齒輪(102)、第二減速齒輪(101)、右側齒輪(118)和左側齒輪(103);其中第一減速齒輪(102)通過設置在安裝孔(202)內的轉軸安裝在四邊形機體(5)的前方，且與電機輸出軸上的驅動齒輪相嚙合；第二減速齒輪(101)以與第一減速齒輪(102)同軸的方式安裝在第一減速齒輪(102)的前方；右側齒輪(118)通過設置在右下孔(207)內的轉軸安裝在四邊形機體(5)的右前方，且與第二減速齒輪(101)相嚙合；左側齒輪(103 )通過設置在左下孔(205 )內的轉軸安裝在四邊形機體(5)的左前方，且與右側齒輪(118)相嚙合，左側齒輪(103)和右側齒輪(118)相對于四邊形機體(5)左右對稱，同時左側齒輪(103)和右側齒輪(118)的對稱位置上各設有兩個偏心的鉸支軸，兩根連桿(104)的兩端分別連接在同一齒輪前端面上的兩個鉸支軸上； 所述的雙節(jié)撲翼機構(4)由完全對稱的左右雙節(jié)撲翼構成，每個雙節(jié)撲翼包括第一平行連桿(109)、第二平行連桿(105)、第一支撐桿(106)、第二支撐桿(108)和擺桿(107);其中第一平行連桿(109)和 第二平行連桿(105)的一端相隔距離鉸接在驅動機構(I)上一根連桿(104)的一端外端部，同時第一平行連桿(109)上距上述鉸接點1/4連桿長度位置處通過銷軸(110)鉸接在四邊形機體(5)的左上孔(204)或右上孔(201)處；第一支撐桿(106)的一端鉸接在第一平行連桿(109)的另一端上，另一端鉸接在第二平行連桿(105)的外端部上；第二支撐桿(108)的一端鉸接在第一平行連桿(109)與第一支撐桿(106)鉸接處而組成組合鉸鏈，第二支撐桿(108)的另一端以及第二平行連桿(105)的另一端同時鉸接在擺桿(107)上同一端的上下鉸接孔處； 所述的主支架(2)的前端固接在四邊形機體(5)上中軸孔(203)內，后端通過球面副(303 )連接在尾翼機構(3 )上，主支架(2 )上安裝有用于設置舵機(308 )的支架(302 )，支架(302)的左右兩側對稱安裝有兩臺舵機(308)，同時兩臺舵機(308)分別通過與其輸出相連的連桿(307 )連接在尾翼機構(3 )上尾翼支架(304)內壁上側左右部位。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙節(jié)主翼仿生撲翼機，其特征在于:所述的左側齒輪(103)和右側齒輪(118)具有相同的齒數(shù)，因此為同步齒輪。
3.根據(jù)權利要求1所述的雙節(jié)主翼仿生撲翼機，其特征在于:所述的第二平行連桿(105)的長度大于第一平行連桿(109)的長度，而第一平行連桿(109)和第二支撐桿(108)的總長度則大于第二平行連桿(105)的長度。
4.根據(jù)權利要求1所述的雙節(jié)主翼仿生撲翼機，其特征在于:所述的第一支撐桿(106)的長度與第一平行連桿(109)和第二平行連桿(105)在連桿(104)上的設置距離相等，因此由第一平行連桿(109)、第二平行連桿(105)、第一支撐桿(106)和連桿(104)組成平行四邊形機構；而由第一支撐桿(106)、第二支撐桿(108)、第二平行連桿(105)和擺桿(107)組成四邊形機構。·
【文檔編號】B64C33/02GK203558206SQ201320736971
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權日:2013年11月20日
【發(fā)明者】楊永剛, 謝友增 申請人:中國民航大學