一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人及其使用方法，涉及到仿生机器人技术领域，包括主机架，所述主机架上安装有仿生鹰头、用于为所述主机架提供飞行升力的扑翼内翅结构总成和扑翼外翅结构总成，所述仿生鹰头上安装有用于驱动扑翼内翅结构总成和扑翼外翅结构总成的扑翼动力总成。本发明专利技术通过爪部总成实现目标物体的抓取，通过腿部总成实现抓取角度和观察角度的调节，通过扑翼动力总成、扑翼内翅结构总成、扑翼外翅结构总成、尾翼总成配合实现本装置飞行姿态的有效调节，并提高姿态调节的精确度，从更好地实现起飞、平飞、上升下降、转弯和降落等姿态，同时通过扑翼外翅结构总成实现外翼的扭转，进一步提高飞行姿态的控制效果。制效果。制效果。

【技术实现步骤摘要】
一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人及其使用方法


[0001]本专利技术涉及仿生机器人
，特别涉及一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人及其使用方法。

技术介绍

[0002]飞行生物在飞行过程中有着复杂的扑翼运动方式，归纳起来有四种基本的运动方式：扑动(flapping)、扭转(twisting)、挥摆(swinging)、折叠(folding)，其中，扑动运动是绕与飞行方向相同的轴做上下运动拍动；扭转是绕翅翼中线的旋转运动；挥摆是绕与机身垂直轴的前后划动；折叠是翅膀沿翼展方向的伸展与弯曲。各种复杂的扑翼运动可以看作是这四种基本运动的合成。
[0003]仿生扑翼飞行机器人是一种模仿鸟类和昆虫飞行、基于仿生学原理设计制造的新型飞行机器人。扑翼飞行机器人与固定翼和旋翼式的飞行机器人相比，具有独特的优点：拥有很好的飞行灵活性和高升力以及飞行稳定性和抗干扰能力，可以依靠较少的能量进行长时间飞行。由于这些突出的优点，仿生扑翼飞行机器人在民用和国防领域有广阔的应用前景：(1)生化探测与环境监测；(2)城市反恐；(3)实施突袭；(4)低空侦察；(5)通信中继与信号干扰等。根据仿生扑翼飞行机器人的研究进展和未来的发展可以预见，当飞行机器人尺寸较小时，扑翼飞行比固定翼和旋翼飞行更具有优势，微型仿生扑翼飞行机器人也必将在该研究领域占据重要地位。
[0004]现有的仿鹰式扑翼机大多没有设计腿部结构实现抓取功能，且结构设计没有一套特有的方法，选型复杂，同时结构上大多没有设计尾翼机构或者尾翼机构只能实现单自由度的运动，扑翼结构上只能单一的上下扑动，不能实现仿鹰式的外翼扭转运动，因此，本申请提供了一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人及其使用方法来满足需求。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人及其使用方法，以解决现有的仿鹰式扑翼机大多没有设计腿部结构实现抓取功能，且结构设计没有一套特有的方法，选型复杂，同时结构上大多没有设计尾翼机构或者尾翼机构只能实现单自由度的运动，扑翼结构上只能单一的上下扑动，不能实现仿鹰式的外翼扭转运动。
[0006]为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人，包括主机架，所述主机架上安装有仿生鹰头、用于为所述主机架提供飞行升力的扑翼内翅结构总成和扑翼外翅结构总成，所述仿生鹰头上安装有用于驱动扑翼内翅结构总成和扑翼外翅结构总成的扑翼动力总成，所述仿生鹰头上还安装有用于控制仿生鹰飞行姿态的尾翼总成、用于活动支撑主机架的腿部总成，所述腿部总成上安装有用于抓取物体的爪部总成；所述扑翼动力总成包括固定安装在所述主机架上的无刷电机，所述无刷电机的输出端固定连接有第一齿轮，所述主机架上转动套接有两个第一固定轴，所述第一固定轴的一端固定连接有与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮，所述第一固定轴的另一端固定连接有第三
齿轮，所述主机架上固定安装有两个与所述第三齿轮相啮合的第四齿轮。
[0007]优选地，所述扑翼内翅结构总成包括与所述第四齿轮远离所述主机架的一侧转动连接的第二连杆，所述主机架上转动套接有两个第二固定轴，所述第二固定轴上转动套接有两个第一连杆，所述第二连杆远离所述第四齿轮的一端与所述第二固定轴转动连接，所述第二连杆远离所述第四齿轮的一侧转动连接有第三连杆，同侧两个所述第一连杆相互远离的一侧固定连接有同一第一固定框。
[0008]优选地，所述扑翼外翅结构总成包括与两个所述第一连杆远离所述第二固定轴的一端转动连接的第一舵机，所述第一舵机的输出端固定连接有第四连杆，其中一个所述第一连杆的一端还转动连接有第五连杆，所述第五连杆与所述第三连杆远离所述第二连杆的一端转动连接，同侧两个所述第一连杆上固定套接有若干支撑架，同侧第四连杆和第五连杆上固定套接有若干支撑架。
[0009]优选地，所述第四连杆与所述第一舵机的输出端偏心连接，同侧两个所述第一连杆上固定连接有与所述支撑架数量相适配的连接块，所述连接块与所述支撑架的一侧固定连接，若干支撑架上套设有蒙皮。
[0010]优选地，所述尾翼总成包括固定安装在所述主机架上的第二舵机，所述第二舵机的输出端固定连接有第一摇臂，所述第一摇臂远离所述第二舵机的一端转动连接有第六连杆，所述主机架上还转动连接有第三舵机，所述第六连杆远离所述第一摇臂的一端与所述第三舵机转动连接，所述第三舵机的输出端固定连接有尾翼骨架。
[0011]优选地，所述尾翼骨架上开设有工艺孔，所述工艺孔的相邻两侧内壁固定连接有若干第一支撑杆。
[0012]优选地，所述腿部总成包括固定安装在所述主机架两侧的第四舵机，所述第四舵机的输出端固定连接有第一支撑块，所述第一支撑块远离所述第四舵机的一侧固定连接有第五舵机，所述第五舵机的输出端固定连接有第二摇臂，所述第二摇臂远离所述第五舵机的一端转动连接有第七连杆，所述第一支撑块远离所述第四舵机的一端转动连接有第二支撑块，所述第七连杆远离所述第二摇臂的一端与所述第二支撑块转动连接。
[0013]优选地，所述爪部总成包括固定安装在两个第二支撑块相互远离一侧的两个第六舵机，所述第六舵机的输出端固定连接有第三摇臂，所述第三摇臂远离所述第六舵机的一端转动连接有第八连杆，所述第八连杆远离所述第三摇臂的一端转动连接有第一限位套，所述第二支撑块远离所述第一支撑块的一端固定连接有第二支撑杆，所述第二支撑杆上滑动套接有第一限位套，所述第八连杆远离所述第三摇臂的一端与所述第一限位套转动连接，所述第二支撑杆远离所述第二支撑块的一端固定连接有图像识别探头，所述图像识别探头上转动连接有若干第九连杆，若干所述第九连杆以所述第二支撑杆为圆心呈周圈均匀排布，所述第一限位套上转动连接有若干第一卡爪，若干所述第一卡爪以所述第一限位套的轴心为圆心成周圈均匀排布，所述第九连杆远离所述图像识别探头的一端与所述第一卡爪转动连接，所述第一卡爪远离所述第一限位套的一端固定连接有伸缩气缸，所述伸缩气缸远离所述第一卡爪的一端固定连接有第二卡爪。
[0014]优选地，所述主机架上固定安装有第二固定框，所述第二固定框远离所述主机架的一侧固定安装有多个第一固定块，多个所述第一固定块与所述仿生鹰头固定连接，所述第二固定轴与所述第二固定框转动套接。
[0015]一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人的使用方法，应用上述一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人，包括以下使用步骤：
[0016]S1：无刷电机通过第一齿轮、第一固定轴、第三齿轮、第四齿轮带动第二连杆运动，第二连杆带动第一连杆在第二固定轴的限制下转动，同时第二连杆还带动第三连杆运动，运动的第一连杆和第三连杆带动第五连杆运动，同侧另一运动的第一连杆通过第一舵机带动第四连杆运动，进而通过支撑架带动蒙皮运动，并为主机架提供升力，使主机架高度上升，从而实现本装置的飞行；
[0017]S2：飞行过程中，第二舵机通过第一摇臂、第六连杆、第六舵机带动尾翼骨架转动，以调节尾翼骨架的俯仰自由度，同时第三舵机可直接带动尾翼骨架转动，以调节尾翼骨架的转动自由度，进而实现本装置在飞行过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人，其特征在于，包括：主机架(8)，所述主机架(8)上安装有仿生鹰头(1)、用于为所述主机架(8)提供飞行升力的扑翼内翅结构总成(3)和扑翼外翅结构总成(4)，所述仿生鹰头(1)上安装有用于驱动扑翼内翅结构总成(3)和扑翼外翅结构总成(4)的扑翼动力总成(2)，所述仿生鹰头(1)上还安装有用于控制仿生鹰飞行姿态的尾翼总成(5)、用于活动支撑主机架(8)的腿部总成(6)，所述腿部总成(6)上安装有用于抓取物体的爪部总成(7)；所述扑翼动力总成(2)包括固定安装在所述主机架(8)上的无刷电机(9)，所述无刷电机(9)的输出端固定连接有第一齿轮(10)，所述主机架(8)上转动套接有两个第一固定轴(11)，所述第一固定轴(11)的一端固定连接有与所述第一齿轮(10)相啮合的第二齿轮(12)，所述第一固定轴(11)的另一端固定连接有第三齿轮(13)，所述主机架(8)上固定安装有两个与所述第三齿轮(13)相啮合的第四齿轮(14)。2.根据权利要求1所述的一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人，其特征在于：所述扑翼内翅结构总成(3)包括与所述第四齿轮(14)远离所述主机架(8)的一侧转动连接的第二连杆(17)，所述主机架(8)上转动套接有两个第二固定轴(15)，所述第二固定轴(15)上转动套接有两个第一连杆(16)，所述第二连杆(17)远离所述第四齿轮(14)的一端与所述第二固定轴(15)转动连接，所述第二连杆(17)远离所述第四齿轮(14)的一侧转动连接有第三连杆(18)，同侧两个所述第一连杆(16)相互远离的一侧固定连接有同一第一固定框(19)。3.根据权利要求2所述的一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人，其特征在于：所述扑翼外翅结构总成(4)包括与两个所述第一连杆(16)远离所述第二固定轴(15)的一端转动连接的第一舵机(22)，所述第一舵机(22)的输出端固定连接有第四连杆(23)，其中一个所述第一连杆(16)的一端还转动连接有第五连杆(24)，所述第五连杆(24)与所述第三连杆(18)远离所述第二连杆(17)的一端转动连接，同侧两个所述第一连杆(16)上固定套接有若干支撑架(25)，同侧第四连杆(23)和第五连杆(24)上固定套接有若干支撑架(25)。4.根据权利要求3所述的一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人，其特征在于：所述第四连杆(23)与所述第一舵机(22)的输出端偏心连接，同侧两个所述第一连杆(16)上固定连接有与所述支撑架(25)数量相适配的连接块，所述连接块与所述支撑架(25)的一侧固定连接，若干支撑架(25)上套设有蒙皮。5.根据权利要求1所述的一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人，其特征在于：所述尾翼总成(5)包括固定安装在所述主机架(8)上的第二舵机(26)，所述第二舵机(26)的输出端固定连接有第一摇臂(27)，所述第一摇臂(27)远离所述第二舵机(26)的一端转动连接有第六连杆(28)，所述主机架(8)上还转动连接有第三舵机(29)，所述第六连杆(28)远离所述第一摇臂(27)的一端与所述第三舵机(29)转动连接，所述第三舵机(29)的输出端固定连接有尾翼骨架(30)。6.根据权利要求5所述的一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人，其特征在于：所述尾翼骨架(30)上开设有工艺孔(31)，所述工艺孔(31)的相邻两侧内壁固定连接有若干第一支撑杆(32)。7.根据权利要求1所述的一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人，其特征在于：所述腿部总成(6)包括固定安装在所述主机架(8)两侧的第四舵机(33)，所述第四舵机(33)的输出端固定连接有第一支撑块(34)，所述第一支撑块(34)远离所述第四舵机(33)的一侧固定连接
有第五舵机(35)，所述第五舵机(35)的输出端固定连接有第二摇臂(36)，所述第二摇臂(36)远离所述第五舵机(35)的一端转...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏莹，杨博文，刘传智，段刘琪，李炳涵，王超，张新宇，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：