基于拖曳水槽的昆虫扑翼模型实验平台制造技术

本公开涉及基于拖曳水槽的昆虫扑翼模型实验平台，包括水槽，所述水槽上部具有沿其长度方向布置的水平滑轨，所述水平滑轨上安装有水平滑块和驱动机构一，所述驱动机构一与所述水平滑块连接、且可控制所述水平滑块沿所述水平滑轨滑动；所述水平滑块上固定安装有竖直滑轨、且可随所述水平滑块滑动，所述竖直滑轨上安装有竖直滑块和驱动机构二，所述驱动机构二与所述竖直滑块连接、且可控制所述竖直滑块沿所述竖直滑轨滑动；所述竖直滑块用于固定安装扑翼机构。本申请将扑翼机构置于水槽上部的运动轨道上，通过运动轨道的各电机带动模型翅膀进行多种运动，从而模拟昆虫的悬停、匀速前飞、变速前飞、匀速爬升、变速爬升等多种运动形式。变速爬升等多种运动形式。变速爬升等多种运动形式。

【技术实现步骤摘要】
基于拖曳水槽的昆虫扑翼模型实验平台


[0001]本公开涉及扑翼飞行模拟实验
，尤其涉及基于拖曳水槽的昆虫扑翼模型实验平台。

技术介绍

[0002]传统的大型飞行器由于其尺寸和机动性能的限制，在特定场景下并不能满足需求，例如民用领域中的室内外监测、勘探和救灾等；军事行动中的侦察和探测、跟踪和反跟踪以及干扰和攻击等。直到二十世纪末，基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems；简称MEMS)的发展及生物飞行机理的深入研究，微型飞行器(Micro Air Vehicle；简称MAV)被美国国防高级研究计划局(DARPA)首次提出使昆虫扑翼飞行成为研究热点。微型飞行器要求小尺寸、高机动性、长续航，与传统的固定翼和旋翼模式对比，扑翼模式更适合小尺寸的微型飞行器，因此亟待研究昆虫飞行的气动机制。
[0003]由于昆虫在飞行过程中扑翼频率高、飞行状态多变，因此从活体观测直接研究昆虫的飞行机制难度较大。为了更加深入地研究昆虫扑翼的飞行机理，研究人员采用模型实验方式，通过驱动模型翅膀实现昆虫的扑翼运动规律，从而得到昆虫扑翼过程中的流场、受力等气动信息。
[0004]昆虫在飞行中采用悬停、匀速前飞、变速前飞、爬升等多种运动形式。现有的扑翼模型实验台受困于平台限制，大多只能模拟其中一种运动形式。如将模型置于风洞或水洞中，通过调节气流或水流的速度，模拟匀速前飞模式；或将模型置于静止水缸中，模拟悬停模式。
[0005]因此，本申请提出基于拖曳水槽的昆虫扑翼模型实验平台。
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技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了基于拖曳水槽的昆虫扑翼模型实验平台。
[0007]本专利技术采用的技术方案是这样的：
[0008]基于拖曳水槽的昆虫扑翼模型实验平台，包括水槽，所述水槽上部具有沿其长度方向布置的水平滑轨，所述水平滑轨上安装有水平滑块和驱动机构一，所述驱动机构一与所述水平滑块连接、且可控制所述水平滑块沿所述水平滑轨滑动；
[0009]所述水平滑块上固定安装有竖直滑轨、且可随所述水平滑块滑动，所述竖直滑轨上安装有竖直滑块和驱动机构二，所述驱动机构二与所述竖直滑块连接、且可控制所述竖直滑块沿所述竖直滑轨滑动；
[0010]所述竖直滑块用于固定安装扑翼机构。
[0011]优选地，所述驱动机构一包括电机一和螺杆一，所述电机一输出轴与所述螺杆一连接，所述螺杆一与所述水平滑块螺纹连接、且可控制所述水平滑块沿所述水平滑轨滑动；
[0012]所述驱动机构二包括电机二和螺杆二，所述电机二输出轴与所述螺杆二连接，所
述螺杆二与所述竖直滑块螺纹连接、且可控制所述竖直滑块沿所述竖直滑轨滑动。
[0013]优选地，所述电机一安装在所述水平滑轨的一端部，所述水平滑轨的另一端部固定安装有转动支撑座一，所述螺杆一的端部延伸进所述转动支撑座一内且可相对于所述转动支撑座一转动；所述电机二安装在所述竖直滑轨的顶部，所述竖直滑轨的底部固定安装有转动支撑座二，所述螺杆二的底部延伸进所述转动支撑座二内且可相对于所述转动支撑座二转动。
[0014]优选地，所述水平滑轨上靠近所述电机一的端部安装有转动支撑座三，所述螺杆一穿过所述转动支撑座三且可相对于所述转动支撑座三转动；所述竖直滑轨顶部安装有转动支撑座四，所述螺杆二穿过所述转动支撑座四且可相对于所述转动支撑座四转动。
[0015]优选地，所述转动支撑座一内具有轴承，所述螺杆一的端部与所述轴承固定连接；所述转动支撑座二内具有轴承，所述螺杆二的底部与所述轴承固定连接；所述转动支撑座三内具有轴承，所述螺杆一与所述轴承固定连接；所述转动支撑座四内具有轴承，所述螺杆二与所述轴承固定连接。
[0016]优选地，所述水平滑轨上沿其长度开设有水平限位槽，相对应地，所述水平滑块具有水平限位凸起，所述水平限位凸起位于所述水平限位槽内且相适配；所述竖直滑轨上沿其长度开设有竖直限位槽，相对应地，所述竖直滑块具有竖直限位凸起，所述竖直限位凸起位于所述竖直限位槽内且相适配。
[0017]优选地，还包括水平支撑横梁，所述水槽上部具有沿其长度方向布置的两条平行且高度相同的所述水平滑轨，所述水平支撑横梁的两端分别与两条所述水平滑轨上的所述水平滑块对应固定连接，所述竖直滑轨与所述水平支撑横梁固定连接。
[0018]综上所述，本申请将扑翼机构置于水槽上部的运动轨道上，通过运动轨道的各电机带动模型翅膀进行多种运动，从而模拟昆虫的悬停、匀速前飞、变速前飞、匀速爬升、变速爬升等多种运动形式。
附图说明
[0019]附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
[0020]图1是本专利技术结构示意图；
[0021]图2是图1中A处放大图；
[0022]图3是图1中B处放大图；
[0023]图4是图1中C处放大图；
[0024]图5是图1中D处放大图；
[0025]图6是图1中E处放大图；
[0026]图7是图1中F处放大图；
[0027]图8是本专利技术中竖直滑轨、竖直滑块与扑翼机构的配合示意图；
[0028]图9是本专利技术中水平滑轨与水平滑块配合的侧视图；
[0029]图10是本专利技术中水平滑轨的侧视图；
[0030]图11是本专利技术中竖直滑轨与竖直滑块配合的俯视图；
[0031]图12是本专利技术中竖直滑轨的俯视图。
[0032]图中标记：1为水槽，2为水平滑轨，3为水平滑块，4为竖直滑轨，5为竖直滑块，6为扑翼机构，7为电机一，8为螺杆一，9为电机二，10为螺杆二，11为转动支撑座一，12为转动支撑座二，13为转动支撑座三，14为转动支撑座四，15为水平限位槽，16为水平限位凸起，17为竖直限位槽，18为竖直限位凸起，19为水平支撑横梁，20为电机，21为传动杆，22为模型翅膀，23为齿轮机构。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
[0034]需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
[0035]实施例1
[0036]如图1至12所示，基于拖曳水槽的昆虫扑翼模型实验平台，包括水槽1，水槽1上部具有沿其长度方向布置的水平滑轨2，水平滑轨2上安装有水平滑块3和驱动机构一，驱动机构一与水平滑块3连接、且可控制水平滑块3沿水平滑轨2水平滑动；具体地，驱动机构一包括电机一7和螺杆一8，电机一7输出轴与螺杆一8连接，螺杆一8与水平滑块3螺纹连接、且可控制水平滑块3沿水平滑轨2滑动；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于拖曳水槽的昆虫扑翼模型实验平台，其特征在于：包括水槽(1)，所述水槽(1)上部具有沿其长度方向布置的水平滑轨(2)，所述水平滑轨(2)上安装有水平滑块(3)和驱动机构一，所述驱动机构一与所述水平滑块(3)连接、且可控制所述水平滑块(3)沿所述水平滑轨(2)滑动；所述水平滑块(3)上固定安装有竖直滑轨(4)、且可随所述水平滑块(3)滑动，所述竖直滑轨(4)上安装有竖直滑块(5)和驱动机构二，所述驱动机构二与所述竖直滑块(5)连接、且可控制所述竖直滑块(5)沿所述竖直滑轨(4)滑动；所述竖直滑块(5)用于固定安装扑翼机构(6)。2.根据权利要求1所述的基于拖曳水槽的昆虫扑翼模型实验平台，其特征在于：所述驱动机构一包括电机一(7)和螺杆一(8)，所述电机一(7)输出轴与所述螺杆一(8)连接，所述螺杆一(8)与所述水平滑块(3)螺纹连接、且可控制所述水平滑块(3)沿所述水平滑轨(2)滑动；所述驱动机构二包括电机二(9)和螺杆二(10)，所述电机二(9)输出轴与所述螺杆二(10)连接，所述螺杆二(10)与所述竖直滑块(5)螺纹连接、且可控制所述竖直滑块(5)沿所述竖直滑轨(4)滑动。3.根据权利要求2所述的基于拖曳水槽的昆虫扑翼模型实验平台，其特征在于：所述电机一(7)安装在所述水平滑轨(2)的一端部，所述水平滑轨(2)的另一端部固定安装有转动支撑座一(11)，所述螺杆一(8)的端部延伸进所述转动支撑座一(11)内且可相对于所述转动支撑座一(11)转动；所述电机二(9)安装在所述竖直滑轨(4)的顶部，所述竖直滑轨(4)的底部固定安装有转动支撑座二(12)，所述螺杆二(10)的底部延伸进所述转动支撑座二(12)内且可相对于所述转动支撑座二(12)转动。4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑孟宗，潘天宇，彭连松，李秋实，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：