1.一種基于形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)的仿生飛行器變形頭錐裝置,包括頭錐外殼、連接機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)和彎曲機(jī)構(gòu),其特征在于:
所述頭錐外殼分為五級(jí),沿前、后方向布置,第一級(jí)頭錐外殼為環(huán)形頭錐外殼,直徑最大,第一級(jí)頭錐外殼作為后方;第二級(jí)、第三級(jí)和第四級(jí)頭錐外殼均為仿蜜蜂腹部的仿生頭錐外殼,所述仿生頭錐外殼包括背板外殼和腹板外殼,第二級(jí)、第三級(jí)至第四級(jí)的所述仿生頭錐外殼的直徑依次遞減,背板外殼與同級(jí)的腹板外殼之間通過連接機(jī)構(gòu)連接,組成近似環(huán)形結(jié)構(gòu);第五級(jí)頭錐外殼為錐頂外殼,其呈錐筒狀,第五級(jí)作為前方,形成所述頭錐外殼的錐頂;所述相鄰各級(jí)頭錐外殼之間均安裝有伸縮機(jī)構(gòu)和彎曲機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)的仿生飛行器變形頭錐裝置,其特征在于:所述仿生頭錐外殼的背板外殼呈約240°弧形,所述仿生頭錐外殼的腹板外殼呈約120°弧形,所述連接機(jī)構(gòu)安裝在所述背板外殼和同級(jí)的所述腹板外殼內(nèi)側(cè);所述第一級(jí)頭錐外殼為整體式環(huán)形頭錐外殼,所述第五級(jí)頭錐外殼為前端呈半球殼形的錐筒狀的錐頂外殼;各級(jí)頭錐外殼內(nèi)側(cè)上端和下端均安裝有平板和導(dǎo)軌,用于與所述伸縮機(jī)構(gòu)和所述彎曲機(jī)構(gòu)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)的仿生飛行器變形頭錐裝置,其特征在于:所述連接機(jī)構(gòu)包括輻條固定結(jié)構(gòu)、連接桿件、滑道和滑塊;輻條固定結(jié)構(gòu)是由相間約120°的3根輻條組成的平面輻射結(jié)構(gòu),所述輻條固定結(jié)構(gòu)與本級(jí)的所述背板外殼固定連接;所述滑道與本級(jí)的所述腹板外殼內(nèi)側(cè)固定連接,所述滑道的軌道沿軸向方向延伸;滑塊安裝在滑道上,可沿滑道做軸向直線運(yùn)動(dòng);所述連接桿件一端與所述滑塊鉸接,另一端與所述輻條固定結(jié)構(gòu)的中心鉸接;所述連接機(jī)構(gòu)在所述仿生飛行器變形頭錐裝置變形過程中允許所述背板外殼與所述腹板外殼之間發(fā)生軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)和偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)的仿生飛行器變形頭錐裝置,其特征在于:所述伸縮機(jī)構(gòu)分別安裝在各級(jí)頭錐外殼之間的上端和下端,用于連接相鄰的所述頭錐外殼以實(shí)現(xiàn)伸縮功能,所述伸縮機(jī)構(gòu)位于關(guān)于左右對(duì)稱的豎直平分面內(nèi),所述伸縮機(jī)構(gòu)的數(shù)量為8件,除第四級(jí)與第五級(jí)間下端的所述伸縮機(jī)構(gòu)外,其余7件所述伸縮機(jī)構(gòu)均采用形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)的仿生飛行器變形頭錐裝置,其特征在于:所述伸縮機(jī)構(gòu)采用菱形機(jī)構(gòu),由4根連桿組成,包括2根短桿和2根長(zhǎng)桿,各個(gè)所述短桿兩端均設(shè)有鉸孔,各個(gè)所述長(zhǎng)桿的兩端和中部均設(shè)有鉸孔;2根所述短桿相互鉸接連接,并分別與2根所述長(zhǎng)桿中部的鉸孔鉸接連接,形成菱形桿組;2根所述長(zhǎng)桿一端相互鉸接連接,另一端分別與本級(jí)所述頭錐外殼內(nèi)的平板和下一級(jí)所述頭錐外殼內(nèi)的平板鉸接;形狀記憶合金連接2根所述短桿相互連接的鉸接點(diǎn)和2根所述長(zhǎng)桿相互連接的鉸接點(diǎn),在溫度改變時(shí)其長(zhǎng)度隨之發(fā)生變化,從而改變菱形桿組的形狀,實(shí)現(xiàn)伸縮機(jī)構(gòu)的功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)的仿生飛行器變形頭錐裝置,其特征在于:所述彎曲機(jī)構(gòu)分別安裝在各個(gè)所述伸縮機(jī)構(gòu)的兩側(cè),關(guān)于豎直平分面對(duì)稱布置,其中所述第四級(jí)仿生頭錐外殼的下端與所述第五級(jí)錐頂外殼的下端之間不安裝,所述彎曲機(jī)構(gòu)的數(shù)量為7件,所述彎曲機(jī)構(gòu)采用形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)的仿生飛行器變形頭錐裝置,其特征在于:所述彎曲機(jī)構(gòu)采用含菱形的六桿機(jī)構(gòu),包括由2根C形長(zhǎng)桿和8根短桿組成的兩件相同的六桿機(jī)構(gòu),由同步桿約束其同步運(yùn)動(dòng);所述C形長(zhǎng)桿一端與本級(jí)所述頭錐外殼平板上的軌道滑動(dòng)連接,可沿軸向直線滑動(dòng),另一端與下一級(jí)所述頭錐外殼平板鉸接,且與所述伸縮機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)桿共用同一鉸鏈軸;4根所述短桿首尾鉸接組成菱形桿組,其中一鉸接點(diǎn)與下一級(jí)頭錐外殼平板鉸接,對(duì)角點(diǎn)與C形長(zhǎng)桿中部鉸接,另外兩個(gè)鉸接點(diǎn)之間連接形狀記憶合金,其通過改變溫度變形后驅(qū)動(dòng)菱形桿組形狀改變,從而使下一級(jí)頭錐外殼圍繞C形長(zhǎng)桿與下一級(jí)頭錐外殼的鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。