组合式扑翼驱动机构制造技术

本发明专利技术属于扑翼飞行器驱动机构技术领域，尤其涉及一种组合式扑翼驱动机构，包括行星轮系和摆杆驱动机构，所述行星轮系包括行星轮、第一太阳轮、第二太阳轮和系杆，所述行星轮与第一太阳轮外啮合，所述行星轮与第二太阳轮内啮合，所述第一太阳轮由电机驱动转动，所述系杆的一端与行星轮同轴固定连接，所述行星轮、第一太阳轮和第二太阳轮的压力角均不相等；所述摆杆驱动机构的输出端设置有呈左右对称的左摆杆和右摆杆，且所述左摆杆和右摆杆均上下摆动设置，所述系杆的另一端与摆杆驱动机构的输入端同轴固定连接，其用于驱动左摆杆和右摆杆同步上下摆动。

Combined flapping wing driving mechanism

【技术实现步骤摘要】
组合式扑翼驱动机构
本专利技术属于扑翼飞行器驱动机构
，尤其涉及一种组合式扑翼驱动机构。
技术介绍
扑翼飞行器是一种模仿鸟类、昆虫等生物能展翅飞行的特殊飞行器。扑翼驱动机构是扑翼飞行器的动力源，其不仅决定了扑翼的运动形式，而且还最终影响到飞行器飞行性能的优劣。考虑到扑翼飞行器具有成本低、隐身性好、易操作等优点，在国防和民用领域具有广阔的应用前景。目前国内外对扑翼飞行器开展了大量的研究，但是，仍存在着一定的不足之处。现有专利201110154948.9披露了一种无级变速扑翼驱动机构，其具体公开了一种无级变速扑翼驱动机构，包含机架、电机(1)、无级变速减速器、齿轮减速器和曲柄摇杆机构，由摩擦轮组和齿轮组完成减速，由曲柄摇杆机构将转动变为摇臂的上下扑动以驱动扑翼。该机构能通过改变摩擦轮的接触位置方便地改变减速比，还具有扑动严格对称，对反向载荷自锁，能够实现扑翼—滑翔飞行模式等优点，适合应用于微型扑翼飞行器本体和相关地面测试试验。但该专利技术中啮合齿轮的压力角相等，不利于提高轮齿强度和可靠性。现有专利201910262547.1披露了一种基于外啮合行星齿轮减速器的移动副扑翼驱动机构，其具体公开了一种基于外啮合行星齿轮减速器的移动副扑翼驱动机构，包括机架、电机(1)、平行齿轮减速器、外啮合行星齿轮减速器、盖板和移动副连杆摇臂机构。该专利技术中，采用行星齿轮减速器减速和移动副连杆摇臂机构传动，传动效率高且相对平稳；其设计结构紧凑，零部件少，大大提高了飞行器飞行可靠性。不足之处在于该专利技术将一级太阳轮固定，运动和动力经二级太阳轮传递给曲柄。由于二级太阳轮比一级太阳轮大，转动时所需要消耗的能量也多；当质量发生偏心时，所产生的惯性离心力也越大。鉴于此，本申请提出了一种组合式扑翼驱动机构，其具有承载能力大、体积小、可靠性高、扭矩大、传动效率高、振动和噪声低的优势，克服现有扑翼驱动机构存在的不足。
技术实现思路
为解决现有技术存在的扑翼驱动机构承载能力小和传动效率低的问题，本专利技术提供一种组合式扑翼驱动机构。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下，一种组合式扑翼驱动机构，包括行星轮系和摆杆驱动机构，所述行星轮系包括行星轮、第一太阳轮、第二太阳轮和系杆，所述行星轮与第一太阳轮外啮合，所述行星轮与第二太阳轮内啮合，所述第一太阳轮由电机驱动转动，所述系杆的一端与行星轮同轴固定连接，所述行星轮、第一太阳轮和第二太阳轮的压力角均不相等；所述摆杆驱动机构的输出端设置有呈左右对称的左摆杆和右摆杆，且所述左摆杆和右摆杆均上下摆动设置，所述系杆的另一端与摆杆驱动机构的输入端同轴固定连接，其用于驱动左摆杆和右摆杆同步上下摆动。作为优选，所述摆杆驱动机构包括第一连接件、导杆、第一滑块和第二滑块，所述第一滑块沿左摆杆滑动设置，所述第二滑块沿右摆杆滑动设置，所述导杆上下移动设置，所述导杆的一端与第一滑块和第二滑块铰接在一起，所述系杆通过所述第一连接件将运动和动力传递到导杆。进一步地，所述第一连接件包括第一曲柄、第三滑块和移动杆，所述移动杆与导杆固定连接，且所述移动杆和导杆垂直设置，所述第三滑块沿移动杆滑动设置，所述第一曲柄的一端与第三滑块铰接，所述系杆与第一曲柄固定连接，所述系杆与第一曲柄的回转轴线重合。进一步地，所述第一连接件包括第二曲柄和第一连杆，所述第二曲柄、第一连杆和导杆依次铰接，所述系杆与第二曲柄远离第一连杆的一端固定连接，所述系杆与第二曲柄的回转轴线重合。进一步地，所述第一连接件包括第一凸轮和从动杆，所述从动杆与导杆固定连接，且所述从动杆和导杆垂直设置，所述系杆与第一凸轮同轴固定连接，所述第一凸轮与从动杆高副接触用于驱动从动杆带动导杆上下移动。作为优选，所述摆杆驱动机构包括第二连接件、第一齿条、第二齿条、第一扇形齿轮和第二扇形齿轮，所述第一齿条和第二齿条呈左右对称布置，所述第一扇形齿轮和第二扇形齿轮呈左右对称布置，所述第一扇形齿轮与第一齿条啮合，所述第二扇形齿轮与第二齿条啮合，所述左摆杆与第一扇形齿轮固定连接，所述右摆杆与第二扇形齿轮固定连接，所述系杆通过所述第二连接件驱动第一齿条和第二齿条同步上下移动。进一步地，所述第二连接件包括第三曲柄、第二连杆和第四滑块，所述第三曲柄、第二连杆和第四滑块依次铰接，所述系杆与第三曲柄远离第二连杆的一端固定连接，所述系杆与第三曲柄的回转轴线重合，所述第四滑块上下滑动设置，所述第四滑块分别与第一齿条和第二齿条固定连接。进一步地，所述第二连接件包括从动框和第二凸轮，所述从动框分别与第一齿条和第二齿条固定连接，所述系杆与第二凸轮同轴固定连接，所述第二凸轮设置在从动框内，随着所述第二凸轮的转动推动从动框上下移动。进一步地，所述第一齿条和第二齿条的压力角均为α4，所述第一扇形齿轮和第二扇形齿轮的压力角均为α5，取α4<α5。从而可增大轮齿的强度、延长使用寿命、提高可靠性、降低振动和噪声。进一步地，所述第一太阳轮的齿数为Z1，所述行星轮的齿数为Z2，所述第二太阳轮的齿数为Z3，所述第一太阳轮的压力角为α1，所述行星轮的压力角为α2，所述第二太阳轮的压力角为α3，当Z1<Z2时α1>α2；当Z1>Z2时α1<α2；由于Z2<Z3，取α2>α3。从而可增大轮齿的强度、延长使用寿命、提高可靠性、降低振动和噪声。有益效果：本专利技术的组合式扑翼驱动机构，采用2Z-X型行星轮系，行星轮、第一太阳轮和第二太阳轮的压力角均不相等，从而可增大轮齿的强度、延长使用寿命、提高可靠性、降低振动和噪声，具有体积小、传动比大、传递力矩大、传动效率高等优点；本专利技术的组合式扑翼驱动机构，通过行星轮系与摆杆驱动机构的组合，模拟鸟类翅膀的下拍和上扬运动，与现有的扑翼驱动机构相比，具有承载能力大、体积小、可靠性高、扭矩大、传动效率高、振动和噪声低等优点，考虑到扑翼飞行器具有成本低、隐身性好、易操作等优点，本专利技术在国防和民用领域都具有广阔的应用前景。附图说明图1是本专利技术组合式扑翼驱动机构的行星轮系的原理示意图；图2是本专利技术组合式扑翼驱动机构的实施例1的摆杆驱动机构的原理示意图；图3是本专利技术组合式扑翼驱动机构的实施例2的摆杆驱动机构的原理示意图；图4是本专利技术组合式扑翼驱动机构的实施例3的摆杆驱动机构的原理示意图；图5是本专利技术组合式扑翼驱动机构的实施例4的摆杆驱动机构的原理示意图；图6是本专利技术组合式扑翼驱动机构的实施例5的摆杆驱动机构的原理示意图；图中：100、行星轮系，1、电机，2、联轴器，3、第一太阳轮，4、行星轮，5、第二太阳轮，6、系杆，200、摆杆驱动机构，7、左摆杆，8、右摆杆，9、导杆，10、第一滑块，11、第二滑块，12、第一连接件，12-1、第一曲柄，12-2、第三滑块，12-3、移动杆，12-4、第二曲柄，12-5、第一连杆，12-6、第一凸轮，12-7、从动杆，13、第一齿条，14、第二齿条，15、第一扇形齿轮，16、第二扇形齿轮，17、第二连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合式扑翼驱动机构，其特征在于：包括行星轮系(100)和摆杆驱动机构(200)，所述行星轮系(100)包括行星轮(4)、第一太阳轮(3)、第二太阳轮(5)和系杆(6)，所述行星轮(4)与第一太阳轮(3)外啮合，所述行星轮(4)与第二太阳轮(5)内啮合，所述第一太阳轮(3)由电机(1)驱动转动，所述系杆(6)的一端与行星轮(4)同轴固定连接，所述行星轮(4)、第一太阳轮(3)和第二太阳轮(5)的压力角均不相等；所述摆杆驱动机构(200)的输出端设置有呈左右对称的左摆杆(7)和右摆杆(8)，且所述左摆杆(7)和右摆杆(8)均上下摆动设置，所述系杆(6)的另一端与摆杆驱动机构(200)的输入端同轴固定连接，其用于驱动左摆杆(7)和右摆杆(8)同步上下摆动。/n

【技术特征摘要】
1.一种组合式扑翼驱动机构，其特征在于：包括行星轮系(100)和摆杆驱动机构(200)，所述行星轮系(100)包括行星轮(4)、第一太阳轮(3)、第二太阳轮(5)和系杆(6)，所述行星轮(4)与第一太阳轮(3)外啮合，所述行星轮(4)与第二太阳轮(5)内啮合，所述第一太阳轮(3)由电机(1)驱动转动，所述系杆(6)的一端与行星轮(4)同轴固定连接，所述行星轮(4)、第一太阳轮(3)和第二太阳轮(5)的压力角均不相等；所述摆杆驱动机构(200)的输出端设置有呈左右对称的左摆杆(7)和右摆杆(8)，且所述左摆杆(7)和右摆杆(8)均上下摆动设置，所述系杆(6)的另一端与摆杆驱动机构(200)的输入端同轴固定连接，其用于驱动左摆杆(7)和右摆杆(8)同步上下摆动。


2.根据权利要求1所述的组合式扑翼驱动机构，其特征在于：所述摆杆驱动机构(200)包括第一连接件(12)、导杆(9)、第一滑块(10)和第二滑块(11)，所述第一滑块(10)沿左摆杆(7)滑动设置，所述第二滑块(11)沿右摆杆(8)滑动设置，所述导杆(9)上下移动设置，所述导杆(9)的一端与第一滑块(10)和第二滑块(11)铰接在一起，所述系杆(6)通过所述第一连接件(12)将运动和动力传递到导杆(9)。


3.根据权利要求2所述的组合式扑翼驱动机构，其特征在于：所述第一连接件(12)包括第一曲柄(12-1)、第三滑块(12-2)和移动杆(12-3)，所述移动杆(12-3)与导杆(9)固定连接，且所述移动杆(12-3)和导杆(9)垂直设置，所述第三滑块(12-2)沿移动杆(12-3)滑动设置，所述第一曲柄(12-1)的一端与第三滑块(12-2)铰接，所述系杆(6)与第一曲柄(12-1)固定连接，所述系杆(6)与第一曲柄(12-1)的回转轴线重合。


4.根据权利要求2所述的组合式扑翼驱动机构，其特征在于：所述第一连接件(12)包括第二曲柄(12-4)和第一连杆(12-5)，所述第二曲柄(12-4)、第一连杆(12-5)和导杆(9)依次铰接，所述系杆(6)与第二曲柄(12-4)远离第一连杆(12-5)的一端固定连接，所述系杆(6)与第二曲柄(12-4)的回转轴线重合。


5.根据权利要求2所述的组合式扑翼驱动机构，其特征在于：所述第一连接件(12)包括第一凸轮(12-6)和从动杆(12-7)，所述从动杆(12-7)与导杆(9)固定连接，且所述从动杆(12-7)和导杆(9)垂直设置，所述系杆(6)与第一凸轮(12-6)同轴固定连接，所述第一凸轮(12-6)与从动杆(12-7)高副接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秀莲，刘伟，涂天勇，徐旭松，邱睿，汪献伟，施晓芳，何庆，王海峰，徐卓岳，郑雨婷，蒋恒月，韩振华，俞成涛，朱福先，王江涛，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32