基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构，包括机架、电机、电池、飞行控制器、尾翼、一对机翼、扑动机构、飞行姿态控制机构，所述一对机翼对称设置在机架两侧，扑动机构、飞行姿态控制机、电机、电池、飞行控制器设于机架上；扑动机构采用齿轮齿条机构，驱动机翼做往复扑翼运动；飞行姿态控制机构由两个旋转舵机和一个电磁舵机组成，两个旋转舵机分别控制两个机翼的角度；电磁舵机控制尾翼的运动，实现扑翼机构的滚转。本发明专利技术结构简单、对称性好、容易加工制作、飞行姿态控制简单、可实现较大的扑动幅度。实现较大的扑动幅度。实现较大的扑动幅度。

【技术实现步骤摘要】
基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构


[0001]本专利技术涉及飞行器领域，尤其涉及一种基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构。

技术介绍

[0002]扑翼微型飞行器是一种厘米尺度的飞行器，模拟鸟类、昆虫和蝙蝠等生物的扑翼飞行方式，具有隐蔽性好、可悬停飞行和高机动性的优点，在军事和民用领域具有广阔的应用前景。
[0003]蜂鸟是唯一可以悬停飞行的鸟类，与其他鸟类相比，扑翼幅度更大，扑动频率更高，可以像昆虫一样前飞和倒飞。
[0004]仿蜂鸟扑翼飞行器在军事领域可用于战场侦查、信号干扰和情报传递，同时由于其尺寸小，非常适合在狭小空间执行任务。
[0005]现有仿蜂鸟扑翼飞行器的传动机构大多数为线轮机构，线容易磨损，而且线轮之间可能存在相对滑动造成两侧机翼扑动不同步。
[0006]现有仿蜂鸟扑翼飞行器的结构较为复杂，对称性较差，飞行姿态控制较为复杂，不易于制作。

技术实现思路

[0007]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构，以简化结构，提升对称性，降低飞行姿态控制难度。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提出了一种基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构，包括机架、电机、电池、飞行控制器、尾翼以及一对机翼，还包括与飞行控制器连接通讯的扑动机构、飞行姿态控制机构，所述一对机翼对称设置在机架两侧，扑动机构、飞行姿态控制机、电机、电池、飞行控制器设于机架上；扑动机构采用齿轮齿条机构，驱动机翼做往复扑翼运动；飞行姿态控制机构由两个旋转舵机和一个电磁舵机组成，两个旋转舵机分别控制两个机翼的角度；电磁舵机控制尾翼的运动，实现扑翼机构的滚转。
[0009]进一步地，所述扑动机构由两级减速齿轮组、一根小型轴、一个齿条和两个输出齿轮组成，所述两级减速齿轮组由电机轴齿轮、双层齿轮、末端齿轮组成，电机轴齿轮固定在电机的输出轴上，双层齿轮的大齿轮与电机轴齿轮啮合，双层齿轮的小齿轮与末端齿轮啮合，末端齿轮通过小型轴驱动齿条，齿条与两个输出齿轮啮合，两个输出齿轮分别驱动两个机翼。
[0010]进一步地，所述机架由底部机架、中部机架、底部机架、两根机架中部圆杆、两根竖直杆和连接件组成。
[0011]进一步地，齿条装于两根机架中部圆杆上，齿条上设有滑槽，所述小型轴的一端固定在末端齿轮的曲柄上，小型轴的另一端与齿条的滑槽滑动配合，通过减速齿轮组和安装在末端齿轮上的小型轴，将电机的旋转运动转变为齿条沿机架中部圆杆的往复直线运动；齿条两侧分别与两个输出齿轮啮合，通过齿条与输出齿轮的啮合，将齿条的往复直线运动
转变为机翼的往复扑翼运动。
[0012]进一步地，所述机翼由前缘杆、翼根杆、机翼薄膜组成，前缘杆一端与输出齿轮固定连接，机翼薄膜绕前缘杆和翼根杆的边缘卷成套筒形式，每个输出齿轮均装有一个用于降低扑翼运动的摩擦损耗的轴承，翼根杆与轴承内圈固定连接，输出齿轮与轴承外圈固定连接。
[0013]进一步地，所述翼根杆从上至下穿过顶部机架、输出齿轮、轴承、中部机架、机翼侧缘、旋转舵机的舵臂，并与顶部机架、轴承内圈、中部机架、翼根固定连接。
[0014]进一步地，所述齿条往复直线运动的位移等于对应的输出齿轮的分度圆半径处转过的弧长。
[0015]进一步地，所述电机固定在顶部机架的中部；电池固定在底部机架上，用于给飞行控制器和电机供电；飞行控制器固定在机架的一个竖直杆上。
[0016]本专利技术的有益效果为：本专利技术结构简单、对称性好、容易加工制作、飞行姿态控制简单、可实现较大的扑动幅度。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例的基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构一个角度的立体结构图。
[0018]图2是本专利技术实施例的基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构的俯视图。
[0019]图3是本专利技术实施例的基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构另一个角度的立体结构图。
[0020]图4是本专利技术实施例的基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构的第三个角度的立体结构图。
[0021]图5是本专利技术实施例的基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构部分结构的立体图。
[0022]附图标号说明顶部机架1、电机2、末端齿轮3、连接件4、输出齿轮5、前缘杆6、中部机架7、旋转舵机A8、机翼薄膜9、飞行控制器10、电池11、底部机架12、机架竖直杆13、尾翼14、电磁舵机15、舵机固定件16、旋转舵机B17、翼根杆18、机架中部圆杆19、齿条20、双层齿轮21、电机轴齿轮22、轴承23、小型轴24。
具体实施方式
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0024]本专利技术实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0025]另外，在本专利技术中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0026]请参照图1～图5，本专利技术实施例的基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构包括电机
2、电池11、扑动机构、机翼、机架、飞行控制器10、尾翼14、飞行姿态调节机构。
[0027]机架由底部机架1、中部机架7、底部机架12、两根机架中部圆杆19、两根竖直杆13和连接件4组成。
[0028]扑动机构由两级减速齿轮组、一根小型轴24、一个齿条20和两个输出齿轮5组成。
[0029]两级减速齿轮组由电机轴齿轮22、双层齿轮21、末端齿轮3组成。电机轴齿轮22固定在电机2的输出轴上。双层齿轮21的大齿轮与电机轴齿轮22啮合，双层齿轮21的小齿轮与末端齿轮3啮合。
[0030]小型轴24的一端固定在末端齿轮的曲柄上，小型轴24的另一端与齿条的滑槽滑动配合。通过减速齿轮组和安装在末端齿轮上的小型轴24，将电机2的旋转运动转变为齿条20沿机架中部圆杆的往复直线运动。通过齿条20与输出齿轮5的啮合，将齿条20的往复直线运动转变为机翼的往复扑翼运动。
[0031]电机2固定在顶部机架1的中部。电池11固定在底部机架12，用于给飞行控制器10和电机2供电。飞行控制器10固定在机架的竖直杆13上。
[0032]每个输出齿轮5均装有一个轴承23，轴承23用于降低扑翼运动的摩擦损耗，提升扑翼机构的飞行时间。翼根杆18与轴承23内圈固定连接，输出齿轮5与轴承23外圈固定连接。
[0033]两根机架中部圆杆19分别穿过齿条20上的四个圆孔，用于限制齿条20运动。机架中部圆杆19两端均通过机架上的连接件4与机架固定连接。
[0034]翼根杆18从上至下穿过顶部机架1、输出齿轮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构，包括机架、电机、电池、飞行控制器、尾翼以及一对机翼，其特征在于，还包括与飞行控制器连接通讯的扑动机构、飞行姿态控制机构，所述一对机翼对称设置在机架两侧，扑动机构、飞行姿态控制机、电机、电池、飞行控制器设于机架上；扑动机构采用齿轮齿条机构，驱动机翼做往复扑翼运动；飞行姿态控制机构由两个旋转舵机和一个电磁舵机组成，两个旋转舵机分别控制两个机翼的角度；电磁舵机控制尾翼的运动，实现扑翼机构的滚转。2.如权利要求1所述的基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构，其特征在于，所述扑动机构由两级减速齿轮组、一根小型轴、一个齿条和两个输出齿轮组成，所述两级减速齿轮组由电机轴齿轮、双层齿轮、末端齿轮组成，电机轴齿轮固定在电机的输出轴上，双层齿轮的大齿轮与电机轴齿轮啮合，双层齿轮的小齿轮与末端齿轮啮合，末端齿轮通过小型轴驱动齿条，齿条与两个输出齿轮啮合，两个输出齿轮分别驱动两个机翼。3.如权利要求2所述的基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构，其特征在于，所述机架由底部机架、中部机架、底部机架、两根机架中部圆杆、两根竖直杆和连接件组成。4.如权利要求3所述的基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构，其特征在于，齿条装于两根机架中部圆杆上，齿条上设有滑槽，所述小型轴的一端固...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢鹏，熊敏文，黄亚龙，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：发明
国别省市：