一种仿生扑翼飞行器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种仿生扑翼飞行器。一种两段翼的扑翼机构，内翼和外翼通过铰接，实现上下扑动时的翅膀的折叠运动；在翅膀上安装舵机，由舵机带动翅膀实现俯仰运动，并且把舵机放置在外翼的末端，并且翅膀骨架的通过钢丝串联，实现翅膀沿展向扭转角非线性变化；在齿轮轴上放置两个光耦及两个光栅，光栅随着齿轮一起转动，根据上下扑动阶段的角度检测上扑阶段及下扑阶段，从而自动控制舵机带动翅膀在下扑阶段向下俯仰，上扑阶段向上俯仰。本实用新型专利技术结构简单，便于制造，成本低；能在上下扑动的同时实现折叠运动；更加真实的模拟了鸟类飞行时翅膀的运动，有助于提高升力及飞行性能。

Bionic Flapping Wing Aircraft

The utility model provides a Bionic Flapping Wing aircraft. A two section of wing flapping mechanism, inner and outer wing with an articulated folding movement on the flutter of wings; install steering gear in the wings, the wings by actuator driving and steering gear pitch motion, placed on the outboard end and wing skeleton by wire series, realize the change to twist wings the nonlinear exhibition; placed two and two in the grating coupler on the gear shaft, the grating rotates with the gear, according to the upper and lower phase angle detection on flutter flutter phase and down stage, so as to automatically control the actuator driving the wings in the attack stage down the pitch, jump on stage to pitch. The utility model has the advantages of simple structure, easy manufacture, low cost; to achieve the folding motion on the flutter at the same time; more realistic simulation of the flight of birds when the movement of the wings, help to improve the flight performance and lift.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及仿生扑翼飞行器，尤其涉及一种能够实现折叠及俯仰运动的仿生扑翼飞行器。
技术介绍
自从微型飞行器的概念提出来以来，由于其在军事和民用两方面潜在的极其广阔的应用前景，微型飞行器己成为世界先进国家竞先投入研究、开发的热点，根据对多种鸟飞行动态图像的观察测量，并提取其共性特征，将大鸟的扑动分为四个阶段①下扑阶段，扑翼保持平直；②在下扑阶段的末尾，扑翼外端以折叠线为轴向下变形一个角度；③上扑阶段，扑翼保持折叠状态；④上扑阶段末尾，扑翼展平。同时，在鸟类扑动及折曲的同时其翅膀有俯仰运动，在下扑时翅膀向下俯仰，上扑时，翅膀向上俯仰，而且俯仰的角度沿着展向处处不同。目前已有的扑翼机构主要有以下几种：只能实现上下扑动的仿生扑翼飞行器，目前大多数的飞行器采用这种方式；能实现上下扑动及扭转运动的仿生扑翼机构；能实现上下扑动及折叠运动的仿生扑翼机构；能实现上下扑动及折叠运动的同时，可以实现部分翅膀的整体俯仰的仿生扑翼机构，此种机构能够更加高度地模拟鸟类的翅膀的运动。
技术实现思路
为了解决现有技术中问题，本技术提供了一种仿生扑翼飞行器，包括后支架、前支架、连杆、齿轮、曲柄、内翼上杆、内翼下杆、内外翼铰接件、外翼杆、翼型、舵机连接件、舵机摇臂、舵机、螺钉、内翼加强杆、光栅、光耦；所述齿轮传递电机的旋转运动，曲柄固定在齿轮上，通过连杆与内翼上杆和内翼下杆铰接，电机的旋转运动被转化为翅膀的上下扑动；外翼杆通过内外翼铰接件和内翼上杆及内翼下杆相连接，舵机连接件固定在外翼杆上，舵机连接件通过舵机摇臂与舵机相连，舵机固定在翼型上，翅膀外端的舵机带动翅膀扭转运动，所述光栅固定在齿轮轴上和齿轮一起旋转，光耦固定在前支架上，由光栅和光耦的配合检测齿轮转过的角度。作为本技术的进一步改进，所述齿轮包括四个齿轮，第一齿轮和第二齿轮咬合，且第一齿轮和第二齿轮为相同的齿轮，第三齿轮与第二齿轮咬合，第四齿轮与第三齿轮咬合。作为本技术的进一步改进，所述翼型包括六个骨架A1-A6，内翼上的翼型A1和A2固定在内翼杆上不可以转动，翼型A3-A6可以绕着外翼杆转动。作为本技术的进一步改进，舵机固定在翼型A6上。作为本技术的进一步改进，还包括弹性钢丝、全部翼型由弹性钢丝串联。作为本技术的进一步改进，所述光栅上有100个光栅格。本技术的有益效果是：本技术结构简单，便于制造，成本低；采用两段翼的翅膀结构，通过设计一种两段翼的扑翼机构，内翼和外翼通过铰接，实现上下扑动时的翅膀的折叠运动；将舵机放置在外翼末端，并用钢丝连接翅膀骨架，在翅膀上安装舵机，由舵机带动翅膀实现俯仰运动，并且把舵机放置在外翼的末端，并且翅膀骨架的通过钢丝串联，实现翅膀沿展向扭转角非线性变化，在翼根处为0°，在翼梢处最大；通过光栅检测机构位置，自主控制舵机，通过在齿轮轴上放置两个光耦及两个光栅，光栅随着齿轮一起转动，根据上下扑动阶段的角度检测上扑阶段及下扑阶段，从而自动控制舵机带动翅膀在下扑阶段向下俯仰，上扑阶段向上俯仰。更加真实的模拟了鸟类飞行时翅膀的运动，有助于提高升力及飞行性能。附图说明图1是本技术扑翼机构图；图2是本技术驱动机构图；图3是本技术外翼端部舵机安装图；图4是本技术内外翼铰接图；图5是本技术光栅及光耦安装图；图6是本技术翼型骨架。图中各部件名称如下：1、后支架；2、前支架；3、连杆；4、齿轮；5、曲柄；6、内翼上杆；7、内翼下杆；8、内外翼铰接件；9、外翼杆；10、翼型；11、舵机连接件；12、舵机摇臂；13、舵机；14、弹性钢丝；15、螺钉；16、内翼加强杆；17、光栅；18、光耦。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步说明。设计一种两段翼的扑翼机构，内翼和外翼通过铰接，实现上下扑动时的翅膀的折叠运动；在翅膀上安装舵机，由舵机带动翅膀实现俯仰运动，并且把舵机放置在外翼的末端，并且翅膀骨架的通过钢丝串联，实现翅膀沿展向扭转角非线性变化，在翼根处为0°，在翼梢处最大；在齿轮轴上放置两个光耦及两个光栅，光栅随着齿轮一起转动，根据上下扑动阶段的角度检测上扑阶段及下扑阶段，从而自动控制舵机带动翅膀在下扑阶段向下俯仰，上扑阶段向上俯仰。如图1至图6所示，一种仿生扑翼飞行器，包括后支架1、前支架2、连杆3、齿轮4、曲柄5、内翼上杆6、内翼下杆7、内外翼铰接件8、外翼杆9、翼型10、舵机连接件11、舵机摇臂12、舵机13、弹性钢丝14、螺钉15、内翼加强杆16、光栅17、光耦18。齿轮4包括四个齿轮，第一齿轮和第二齿轮咬合，且第一齿轮和第二齿轮为相同的齿轮，第三齿轮和第二齿轮咬合，第四齿轮与第三齿轮咬合，用来传递电机(图中未标注)的旋转运动，曲柄5固定在齿轮4上，通过连杆3与内翼上杆6和内翼下杆7铰接，由此电机的旋转运动被转化为翅膀的上下扑动。外翼杆9通过内外翼铰接件8和内翼的两个杆(即内翼上杆6、内翼下杆7)相连接，舵机连接件11固定在外翼杆9上，舵机连接件11通过舵机摇臂12与舵机13相连，舵机13固定在翼型10上。其中翼型包括六个骨架A1-A6，内翼上的翼型A1和A2固定在内翼杆上不可以转动，翼型A3-A6可以绕着外翼杆转动，舵机13固定在翼型A6上。其中全部翼型由弹性钢丝串联，翅膀外端的舵机13带动翅膀实现扭转运动，由于舵机在翅膀的外端，因此扭转变形是非线性的，翅膀外端扭转变形最大，翅膀结构根部几乎没有扭转。光栅17上有100个光栅格，并且固定在齿轮轴上和齿轮一起旋转，光耦18固定在前支架2上，由光栅和光耦的配合检测齿轮转过的角度。以上内容是结合具体的优选实施方式对本技术所作的进一步详细说明，不能认定本技术的具体实施只局限于这些说明。对于本技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿生扑翼飞行器，其特征在于：包括后支架（1）、前支架（2）、连杆（3）、齿轮（4）、曲柄（5）、内翼上杆（6）、内翼下杆（7）、内外翼铰接件（8）、外翼杆（9）、翼型（10）、舵机连接件（11）、舵机摇臂（12）、舵机（13）、螺钉（15）、内翼加强杆（16）、光栅（17）、光耦（18）；所述齿轮（4）传递电机的旋转运动，曲柄（5）固定在齿轮（4）上，通过连杆（3）与内翼上杆（6）和内翼下杆（7）铰接，电机的旋转运动被转化为翅膀的上下扑动；外翼杆（9）通过内外翼铰接件（8）和内翼上杆（6）及内翼下杆（7）相连接，舵机连接件（11）固定在外翼杆（9）上，舵机连接件（11）通过舵机摇臂（12）与舵机（13）相连，舵机（13）固定在翼型（10）上，翅膀外端的舵机（13）带动翅膀扭转运动，所述光栅（17）固定在齿轮轴上和齿轮一起旋转，光耦（18）固定在前支架（2）上，由光栅和光耦的配合检测齿轮转过的角度。

【技术特征摘要】
1.一种仿生扑翼飞行器，其特征在于：包括后支架（1）、前支架（2）、连杆（3）、齿轮（4）、曲柄（5）、内翼上杆（6）、内翼下杆（7）、内外翼铰接件（8）、外翼杆（9）、翼型（10）、舵机连接件（11）、舵机摇臂（12）、舵机（13）、螺钉（15）、内翼加强杆（16）、光栅（17）、光耦（18）；所述齿轮（4）传递电机的旋转运动，曲柄（5）固定在齿轮（4）上，通过连杆（3）与内翼上杆（6）和内翼下杆（7）铰接，电机的旋转运动被转化为翅膀的上下扑动；外翼杆（9）通过内外翼铰接件（8）和内翼上杆（6）及内翼下杆（7）相连接，舵机连接件（11）固定在外翼杆（9）上，舵机连接件（11）通过舵机摇臂（12）与舵机（13）相连，舵机（13）固定在翼型（10）上，翅膀外端的舵机（13）带动翅膀扭转运动，所述光栅（17）固定在齿轮轴上和齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜洪利，谢鹏，周超英，贺雪晨，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：新型
国别省市：广东;44