專利名稱：一種微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)及微型撲翼飛行器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及撲翼機構(gòu)，尤其涉及ー種微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)及具有該撲翼機構(gòu)的微型撲翼飛行器。
背景技術：
1992年，美國國防高級研究計劃局(DAPRA)在美軍智庫蘭德公司(RAND)舉辦一次未來軍事會議上提出了微型飛行器(MAV)的概念飛行器的各個方向尺寸不超過15厘米，重量小于100克，有效載荷1-18克，巡航速度30-60公里/小時，續(xù)航時間20-60分鐘，最大航程為1-10公里。經(jīng)過一系列研討會，專家們一致 認為MAV應有ー下特點(I)應是適合軍用的系統(tǒng)；(2)能攜帯全天候的近距離成像系統(tǒng)，分辨率應足以使操作人員分辨出發(fā)送區(qū)內(nèi)的重要細節(jié)；(3)應具有準確確定地理位置的能力；(4)重量輕、堅固耐用，以便能夠放在士兵的背包里攜?。?5)價格低廉，甚至可一次性使用；(6)隱蔽性好，不易被敵人發(fā)現(xiàn)，不應暴露使用人員的位置。概念ー經(jīng)提出就得到廣泛關注各國專家先后研制出“iBird-bot，，,“Microrobotic Fly，，,“蜂鳥 NAV，，“Delfly Micro” “SmartBird”等一系列仿生撲翼飛行器，在仿生前飛，后退，懸停等高難度動作方面有了技術性的突破。微型飛行器按運動機構(gòu)不同分為固定翼飛行器、旋翼飛行器和仿生撲翼飛行器。從仿生學角度講在微小尺寸下，撲翼飛行器相對于固定翼飛行器和旋翼飛行器有著更好的飛行性能。微型撲翼飛行器結(jié)構(gòu)尺寸與小型鳥類或昆蟲比較接近。從仿生學角度講小型鳥類和昆蟲的翅膀運動有三種上下?lián)鋭印⒀仫w行方向前后運動(與上下?lián)鋭舆\動的合運動為“O”型，“8”字型，雙“8”字型)，沿翅根方向的扭轉(zhuǎn)運動以及折翼運動等等?，F(xiàn)行的微型飛行器主要應用單曲柄雙搖桿機構(gòu)，只能實現(xiàn)簡單的上下?lián)鋭?，并且機翼左右運動具有不對稱性，増加了飛行器的飛行不穩(wěn)定性，并沒有像鳥類那樣擁有復雜靈活的機翼運動，難以實現(xiàn)復雜的飛行任務。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術中的問題，本實用新型提供了一種微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)及具有該撲翼機構(gòu)的微型撲翼飛行器，適用于仿生撲翼飛行器的低、中、高頻撲動飛行，能夠?qū)崿F(xiàn)類似飛鳥ー樣上下?lián)鋭?、折翼和前翼沿翅根方向的扭轉(zhuǎn)運動。本實用新型提供了一種微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)，包括機架、連桿和前翼，所述機架上設有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和與所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置連接的減速機構(gòu),所述減速機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)輸出部，所述機架鉸接有平面連桿機構(gòu)，所述平面連桿機構(gòu)為平行四邊形機構(gòu)，所述連桿的一端與所述旋轉(zhuǎn)輸出部鉸接，所述連桿的另一端與所述平行四邊形機構(gòu)連接，所述平行四邊形機構(gòu)包括主動連桿、從動連桿、第一平行連桿和第二平行連桿，所述第一平行連桿、第ニ平行連桿中的任意一個或其組合連接有主翼，所述第一平行連桿通過組合鉸鏈與所述前翼鉸接，所述第二平行連桿通過扭轉(zhuǎn)連塊與所述前翼鉸接，所述連桿、主翼、組合鉸鏈、扭轉(zhuǎn)連塊、前翼和平行四邊形機構(gòu)至少有ニ個并對稱設置。作為本實用新型的進ー步改進，所述連桿的端部為所述主動連桿。作為本實用新型的進ー步改進，所述前翼包括擺桿和與所述擺桿連接的前翼體，所述擺桿通過所述組合鉸鏈與所述第一平行連桿鉸接，所述擺桿通過所述扭轉(zhuǎn)連塊與所述第二平行連桿鉸接。作為本實用新型的進ー步改進，所述組合鉸鏈包括第一鉸鏈體和第二鉸鏈體，所述第一鉸鏈體和第二鉸鏈體鉸接，所述第一鉸鏈體與所述第一平行連桿鉸接，所述第二鉸鏈體與所述前翼的擺桿鉸接。 作為本實用新型的進ー步改進，所述第二鉸鏈體與所述前翼的擺桿通過連接桿鉸接。作為本實用新型的進ー步改進，所述扭轉(zhuǎn)連塊包括相垂直的側(cè)面和端面，所述扭轉(zhuǎn)連塊的側(cè)面與所述第二平行連桿鉸接，所述扭轉(zhuǎn)連塊的端面與所述擺桿鉸接。作為本實用新型的進ー步改進，所述扭轉(zhuǎn)連塊的側(cè)面與所述第二平行連桿鉸接的旋轉(zhuǎn)軸與所述扭轉(zhuǎn)連塊的端面與所述擺桿鉸接的旋轉(zhuǎn)軸相垂直。作為本實用新型的進ー步改進，所述旋轉(zhuǎn)輸出部為電機，所述主翼與所述前翼之間連接有弾性薄膜。作為本實用新型的進ー步改進，所述電機為空心杯電機。作為本實用新型的進ー步改進，所述減速機構(gòu)為ニ級減速機構(gòu)。作為本實用新型的進ー步改進，所述ニ級減速機構(gòu)包括與所述電機連接的第一齒輪、與所述第一齒輪嚙合的第二齒輪、與所述第二齒輪通過轉(zhuǎn)軸連接的第三齒輪和與所述第三齒輪嚙合的第四齒輪，所述旋轉(zhuǎn)輸出部為第四齒輪，所述連桿的一端與所述第四齒輪的法面鉸接。本實用新型還提供了一種微型撲翼飛行器，包括如上述的任一項所述的微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)。本實用新型的有益效果是通過上述方案，具有撲動、折翼、前翼扭轉(zhuǎn)的運動特性，具有良好的対稱性，増加了飛行器的飛行穩(wěn)定性，擁有復雜靈活的機翼運動，有利于實現(xiàn)復雜的飛行任務，結(jié)構(gòu)簡単、緊湊，體積小，重量輕，適合對體積和重量要求比較高的微型撲翼飛行器。

圖I是本實用新型一種微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)的主視圖；圖2是本實用新型所述微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)的右視圖；圖3是本實用新型所述微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型所述微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)的另一視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4的局部放大圖A ;圖6是本實用新型所述微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖7是圖6的局部放大圖B。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖說明及具體實施方式
對本實用新型進ー步說明。圖I至圖7中的附圖標號為機架100 ;電機I ;ニ級減速機構(gòu)2 ;第ー齒輪21 ;第ニ齒輪22 ;第三齒輪23 ;第四齒輪24 ;連桿3 ;平行四邊形機構(gòu)4 ;第一平行連桿41 ;第二平行連桿42 ;組合鉸鏈5 ;扭轉(zhuǎn)連塊6 ;主翼7 ;前翼8 ;擺桿81 ;連接桿82。如圖I至圖7所示，一種微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)，包括機架100、連桿3和前翼8，所述機架100上設有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和與所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置 連接的減速機構(gòu)，所述減速機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)輸出部，所述機架100鉸接有平面連桿機構(gòu)，所述平面連桿機構(gòu)為平行四邊形機構(gòu)4，所述連桿3的一端與所述旋轉(zhuǎn)輸出部鉸接，所述連桿3的另一端與所述平行四邊形機構(gòu)4連接，所述平行四邊形機構(gòu)4包括主動連桿、從動連桿、第一平行連桿41和第二平行連桿42，所述第一平行連桿41、第二平行連桿42中的任意一個或其組合連接有主翼7，所述第一平行連桿41通過組合鉸鏈5與所述前翼8鉸接，所述第二平行連桿42通過扭轉(zhuǎn)連塊6與所述前翼8鉸接，所述連桿3、主翼7、組合鉸鏈5、扭轉(zhuǎn)連塊6、前翼8和平行四邊形機構(gòu)4至少有ニ個并對稱設置。所述機架100鉸接有平面雙曲柄雙搖桿機構(gòu)，所述雙曲柄雙搖桿機構(gòu)中的搖桿為平行四桿機構(gòu)，該平行四桿機構(gòu)至少有ニ個并對稱設置。如圖I至圖7所示，所述連桿3的端部為所述主動連桿，即所述連桿3的端部分別與所述第一平行連桿41、第二平行連桿42的端部鉸接，形成所述主動連桿。如圖I至圖7所示，所述前翼8包括擺桿81和與所述擺桿81連接的前翼體，所述擺桿81通過所述組合鉸鏈5與所述第一平行連桿41鉸接，所述擺桿81通過所述扭轉(zhuǎn)連塊6與所述第二平行連桿42鉸接。如圖I至圖7所示，所述組合鉸鏈5包括第一鉸鏈體51和第二鉸鏈體52，所述第一鉸鏈體51和第二鉸鏈體52鉸接，所述第一鉸鏈體51與所述第一平行連桿41鉸接，所述第二鉸鏈體52與所述前翼8的擺桿81鉸接。如圖I至圖7所示，所述第二鉸鏈體52與所述前翼8的擺桿81通過連接桿82鉸接。如圖I至圖7所示，所述扭轉(zhuǎn)連塊6包括相垂直的側(cè)面和端面，所述扭轉(zhuǎn)連塊6的側(cè)面與所述第二平行連桿42鉸接，所述扭轉(zhuǎn)連塊6的端面與所述擺桿81鉸接。如圖I至圖7所示，所述扭轉(zhuǎn)連塊6的側(cè)面與所述第二平行連桿42鉸接的旋轉(zhuǎn)軸與所述扭轉(zhuǎn)連塊6的端面與所述擺桿81鉸接的旋轉(zhuǎn)軸相垂直。如圖I至圖7所示，所述旋轉(zhuǎn)輸出部優(yōu)選為電機1，所述主翼7與所述前翼8之間連接有弾性薄膜。如圖I至圖7所示，所述電機I優(yōu)選為空心杯電機。如圖I至圖7所示，所述減速機構(gòu)優(yōu)選為ニ級減速機構(gòu)2。如圖I至圖7所示，所述ニ級減速機構(gòu)2包括與所述電機I連接的第一齒輪21、與所述第一齒輪21嚙合的第二齒輪22、與所述第二齒輪22通過轉(zhuǎn)軸連接的第三齒輪23和與所述第三齒輪23嚙合的第四齒輪24，所述旋轉(zhuǎn)輸出部為第四齒輪24，所述連桿3的一端與所述第四齒輪24的法面鉸接，所述第一齒輪21、第二齒輪22、第三齒輪23和第四齒輪24均安裝在所述機架100上，其中，所述第四齒輪24至少有ニ個并對稱設置，分別與ニ個連桿3鉸接，所述連桿3的一端與所述第四齒輪24的法面鉸接形成平面雙曲柄雙搖桿機構(gòu)，，該平行四桿機構(gòu)至少有ニ個并對稱設置。—種微型撲翼飛行器，包括如上述的任一項所述的微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)。本實用新型提供的一種微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)及具有該撲翼機構(gòu)的微型撲翼飛行器，適用于仿生撲翼飛行器的低、中頻撲動飛行，能夠?qū)崿F(xiàn)類似飛鳥ー樣上下?lián)鋭印⒄垡砗颓耙硌爻岣较虻呐まD(zhuǎn)運動，只有ー個自由度，可同時實現(xiàn)機翼的撲動、折翼和扭轉(zhuǎn)等運動，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，體積小，重量輕，適合對體積和重量要求比較高的微型撲翼飛行器。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進ー步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)，其特征在于包括機架、連桿和前翼，所述機架上設有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和與所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置連接的減速機構(gòu)，所述減速機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)輸出部，所述機架鉸接有平面連桿機構(gòu)，所述平面連桿機構(gòu)為平行四邊形機構(gòu)，所述連桿的一端與所述旋轉(zhuǎn)輸出部鉸接，所述連桿的另一端與所述平行四邊形機構(gòu)連接，所述平行四邊形機構(gòu)包括主動連桿、從動連桿、第一平行連桿和第二平行連桿，所述第一平行連桿、第二平行連桿中的任意一個或其組合連接有主翼，所述第一平行連桿通過組合鉸鏈與所述前翼鉸接，所述第二平行連桿通過扭轉(zhuǎn)連塊與所述前翼鉸接，所述連桿、主翼、組合鉸鏈、扭轉(zhuǎn)連塊、前翼和平行四邊形機構(gòu)至少有二個并對稱設置。
2.根據(jù)權利要求I所述微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)，其特征在于所述前翼包括擺桿和與所述擺桿連接的前翼體，所述擺桿通過所述組合鉸鏈與所述第一平行連桿鉸接，所述擺桿通過所述扭轉(zhuǎn)連塊與所述第二平行連桿鉸接。
3.根據(jù)權利要求2所述微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)，其特征在于所述組合鉸鏈包括第一鉸鏈體和第二鉸鏈體，所述第一鉸鏈體和第二鉸鏈體鉸接，所述第一鉸鏈體與所述第一平行連桿鉸接，所述第二鉸鏈體與所述前翼的擺桿鉸接。
4.根據(jù)權利要求3所述微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)，其特征在于所述第二鉸鏈體與所述前翼的擺桿通過連接桿鉸接。
5.根據(jù)權利要求2所述微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)，其特征在于所述扭轉(zhuǎn)連塊包括相垂直的側(cè)面和端面，所述扭轉(zhuǎn)連塊的側(cè)面與所述第二平行連桿鉸接，所述扭轉(zhuǎn)連塊的端面與所述擺桿鉸接。
6.根據(jù)權利要求5所述微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)，其特征在于所述扭轉(zhuǎn)連塊的側(cè)面與所述第二平行連桿鉸接的旋轉(zhuǎn)軸與所述扭轉(zhuǎn)連塊的端面與所述擺桿鉸接的旋轉(zhuǎn)軸相垂直。
7.根據(jù)權利要求I所述微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)輸出部為電機，所述主翼與所述前翼之間連接有彈性薄膜。
8.根據(jù)權利要求7所述微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)，其特征在于所述減速機構(gòu)為二級減速機構(gòu)。
9.根據(jù)權利要求8所述微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)，其特征在于所述二級減速機構(gòu)包括與所述電機連接的第一齒輪、與所述第一齒輪嚙合的第二齒輪、與所述第二齒輪通過轉(zhuǎn)軸連接的第三齒輪和與所述第三齒輪嚙合的第四齒輪，所述旋轉(zhuǎn)輸出部為第四齒輪，所述連桿的一端與所述第四齒輪的法面鉸接。
10.一種微型撲翼飛行器，其特征在于包括如權利要求I至9的任一項所述的微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)。
專利摘要本實用新型涉及一種微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)及微型撲翼飛行器。本實用新型提供了一種微型撲翼飛行器的撲翼機構(gòu)，包括機架、連桿和前翼，所述機架上設有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和與所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置連接的減速機構(gòu)，所述減速機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)輸出部，所述機架鉸接有平面連桿機構(gòu)，所述平面連桿機構(gòu)為平行四邊形機構(gòu)，所述連桿的一端與所述旋轉(zhuǎn)輸出部鉸接。本實用新型還提供了一種微型撲翼飛行器。本實用新型的有益效果是具有撲動、折翼、前翼扭轉(zhuǎn)的運動特性，具有良好的對稱性，增加了飛行器的飛行穩(wěn)定性，擁有復雜靈活的機翼運動，有利于實現(xiàn)復雜的飛行任務，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，體積小，重量輕，適合對體積和重量要求比較高的微型撲翼飛行器。
文檔編號B64C33/02GK202609083SQ20122023932
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權日2012年5月25日
發(fā)明者周超英, 何亞男, 周啟生 申請人:哈爾濱工業(yè)大學深圳研究生院