帶主動扭轉控制的仿生飛行器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種帶主動扭轉控制的仿生飛行器，包括機身和撲翼，機身包括通過固定軸連接的前固定框和后固定框，前固定框上裝有撲翼傳動齒輪；撲翼包括撲翼骨架和固定在撲翼骨架上的若干翼肋，蒙皮固定在翼肋上沿撲翼骨架延伸；撲翼傳動齒輪通過傳動裝置與撲翼骨架相連。撲翼傳動齒輪外圓上裝有一塊磁鐵，前固定框上裝有感應磁鐵的霍爾傳感器；撲翼骨架包括舵機支架、舵機和扭轉軸，其中舵機支架與傳動裝置相連，舵機安裝在舵機支架上，扭轉軸與舵機固定；翼肋包括固定在舵機上的固定翼肋和固定在扭轉軸上的若干扭轉翼肋。本發(fā)明通過控制蒙皮的柔性變形大大改善撲翼的氣動性，能使之更接近鳥類翅膀柔性撲動真實情況，提高了承載能力和續(xù)航能力。
【專利說明】帶主動扭轉控制的仿生飛行器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及仿生飛行器領域，具體是一種帶主動扭轉控制的仿生飛行器。
【背景技術】
[0002]目前的飛行器在速度、航程、升限等方面都遠遠超過了鳥類，但在靈活性和起降性能方面同鳥類還有很大差距。近年來仿鳥撲翼飛行器以其氣動效率高，重量輕，隱蔽性好的特點，成為飛行器設計領域的新熱點。目前，無論是單自由度的仿鳥撲翼飛行器還是多自由度的仿鳥撲翼飛行器的撲翼變形都是在氣動力的作用下被動變形，飛行品質的好壞完全取決于撲翼柔性程度的控制，對外形的要求很高，制造難度大，很難把握。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有仿鳥撲翼飛行器撲翼的不足，考慮了撲翼形狀變化和撲動角度之間的關系，提供了一種帶主動扭轉控制的仿生飛行器，通過控制蒙皮的柔性變形大大改善撲翼的氣動性，能使之更接近鳥類翅膀柔性撲動真實情況，提高了承載能力和續(xù)航能力。
[0004]本發(fā)明包括機身和撲翼，機身包括通過固定軸連接的前固定框和后固定框，前固定框上裝有撲翼傳動齒輪；撲翼包括撲翼骨架和固定在撲翼骨架上的若干翼肋，蒙皮固定在翼肋上沿撲翼骨架延伸；撲翼傳動齒輪通過傳動裝置與撲翼骨架相連。
[0005]所述的撲翼傳動齒輪外圓上裝有一塊磁鐵，前固定框上裝有感應磁鐵的霍爾傳感器；所述的撲翼骨架包括舵機支架、舵機和扭轉軸，其中舵機支架與傳動裝置相連，舵機安裝在舵機支架上，扭轉軸與舵機固定；所述的翼肋包括固定在舵機上的固定翼肋和固定在扭轉軸上的若干扭轉翼肋。
[0006]進一步改進，所述的撲翼上設有撐桿，撐桿一端與固定軸鉸接，另一端連接有軸承，軸承套在扭轉軸上。
[0007]進一步改進，所述的舵機支架和舵機通過螺釘鉚接。
[0008]進一步改進，所述的傳動裝置包括曲柄和連桿。
[0009]本發(fā)明有益效果在于:
1、通過磁鐵和霍爾傳感器間距離的變化可以判斷撲翼的撲動角度，當撲翼上撲時，舵機帶動蒙皮向下偏轉，減小了上撲時的空氣阻力并且增加了向前的推力；當撲翼下?lián)鋾r，舵機的偏轉能抵消一部分空氣阻力和慣性力，更好的維持撲翼的形狀，獲得更大的升力。通過控制蒙皮的柔性變形大大改善撲翼的氣動性，能使之更接近鳥類翅膀柔性撲動真實情況，提聞了承載能力和續(xù)航能力。
[0010]2、機體結構簡單，可靠性高，撲翼噪聲低。
[0011]3、通過在撲翼上增加撐桿，提高了結構的強度和撲翼的穩(wěn)定性，同時也保證了扭轉軸只有軸向轉動而沒有相對位移。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明的扭轉機構示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明撐桿結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0016]本發(fā)明的結構如圖1所示(以右撲翼為例)，包括通過固定軸11連接的前固定框I和后固定框12，前固定框I上裝有撲翼傳動齒輪2 ;撲翼包括撲翼骨架和固定在撲翼骨架上的若干翼肋，蒙皮固定在翼肋上沿撲翼骨架延伸；撲翼傳動齒輪2通過曲柄3和連桿4與撲翼骨架相連。為了減少撲翼的振動和慣性力，撲翼撲動的最大撲動角度控制在40° -50°之間。
[0017]所述的撲翼傳動齒輪2外圓上裝有一塊磁鐵，前固定框I上裝有感應磁鐵的霍爾傳感器；當電機帶動齒輪組轉動時，固定在撲翼傳動齒輪2的磁鐵和固定在前固定框I上的霍爾傳感器之間的距離會出現(xiàn)由近到遠，由遠到近的情況，根據(jù)距離的遠近可以判斷撲翼的撲動角度。
[0018]所述的撲翼骨架為扭轉機構，如圖2所示，包括舵機支架5、舵機7和扭轉軸8，其中舵機支架5與傳動裝置相連，舵機7安裝在舵機支架5上，扭轉軸8與舵機7固定；所述的翼肋包括固定在舵機7上的固定翼肋6和固定在扭轉軸8上的若干扭轉翼肋9。當撲翼上撲時，舵機7帶動蒙皮向下偏轉，減小了上撲時的空氣阻力并且增加了向前的推力；當撲翼下?lián)鋾r，舵機2的偏轉能抵消一部分空氣阻力和慣性力，更好的維持撲翼的形狀，獲得更大的升力。
[0019]圖3是本發(fā)明撐桿結構示意圖，撲翼上設有撐桿10，撐桿10—端與固定軸11鉸接，另一端連接有軸承，軸承套在扭轉軸8上。撐桿10提高了撲翼的結構強度和穩(wěn)定性，同時也保證了扭轉軸8只有軸向轉動而沒有相對位移。
[0020]本發(fā)明具體應用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種帶主動扭轉控制的仿生飛行器，包括機身和撲翼，機身包括通過固定軸(11)連接的前固定框(I)和后固定框(12)，前固定框(I)上裝有撲翼傳動齒輪(2);撲翼包括撲翼骨架和固定在撲翼骨架上的若干翼肋，蒙皮固定在翼肋上沿撲翼骨架延伸；撲翼傳動齒輪(2)通過傳動裝置與撲翼骨架相連，其特征在于:所述的撲翼傳動齒輪(2)外圓上裝有一塊磁鐵，前固定框(I)上裝有感應磁鐵的霍爾傳感器；所述的撲翼骨架包括舵機支架(5)、舵機(7 )和扭轉軸(8 )，其中舵機支架(5 )與傳動裝置相連，舵機(7 )安裝在舵機支架(5 )上，扭轉軸(8 )與舵機(7 )固定；所述的翼肋包括固定在舵機(7 )上的固定翼肋(6 )和固定在扭轉軸(8 )上的若干扭轉翼肋(9 )。
2.根據(jù)權利要求1所述的帶主動扭轉控制的仿生飛行器，其特征在于:所述的撲翼上設有撐桿(10 )，撐桿(10 ) —端與固定軸(11)鉸接，另一端連接有軸承，軸承套在扭轉軸(8 )上。
3.根據(jù)權利要求1所述的帶主動扭轉控制的仿生飛行器，其特征在于:所述的舵機支架(5 )和舵機(7 )通過螺釘鉚接。
4.根據(jù)權利要求1所述的帶主動扭轉控制的仿生飛行器，其特征在于:所述的傳動裝置包括曲柄(3)和連桿(4)。
【文檔編號】B64C33/02GK103523221SQ201310471831
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權日:2013年10月11日
【發(fā)明者】楊磊, 昂海松, 肖天航 申請人:南京航空航天大學