【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空，具体是一种扑动始末位置可独立控制的扑翼机构。
技术介绍
1、近年来，随着科学技术的不断发展，扑翼飞行器的效率高、飞行姿态拟真、视觉迷惑性强的特点越来越受到重视，在低被感知能力要求较高的任务中，扑翼飞行器有着不可替代作用。现阶段扑翼飞行器的驱动机构可大致分为两种，一种是由电机驱动的连杆机构，另一种是舵机直接驱动。
2、连杆机构的方案的特点是，通过减速电机驱动多连杆机构，实现翼面的王府运动，好处是设计理论成熟、功率密度高，控制简单，但是控制量单一，只能调节电机转速来控制扑动频率。该方案需要增加水平垂直尾翼来实现俯仰和航向控制，滚转依靠自身的稳定性来实现。例如西工大的“dove”,南京航空航天大学的大型双段扑翼。两侧翼面是同频同幅扑动这种运动状态也意味着无法主动产生偏航力矩，需要添加垂直尾翼或者额外动力装置实现偏航控制。增加垂直尾翼的方案有如下缺点，首先从外形上就失去了扑翼飞行器具有仿生飞行外形的最大特点，此外垂直尾翼作为气流舵面，在飞行器大迎角低速飞行下，垂直尾翼空速速度不够，导致垂尾无法提供足够的控制力矩。
3、综上所述，现有的连杆机构驱动的扑翼飞行器主要存在以下缺点：
4、1.仅能同时改变两侧的扑动运动，无法独立控制单侧的扑动运动
5、2.存在扑动幅度和上反角耦合问题，即改变扑动幅度的同时会改变上反角。
6、3.通过大量齿轮传动，机械结构结构复杂，可靠性较低。
7、舵机直驱方案的特点是，控制舵机的往复转动实现翼面扑动，舵机控制的灵活性就决
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有技术的问题，提供了一种扑动始末位置可独立控制的扑翼机构，扑动机构更加灵活，两侧扑动的差动控制可产生有效的偏航力矩、俯仰力矩和滚转力矩，，在低速大迎角下也能有效控制飞行器的姿态，飞行稳定。
2、本专利技术提供了一种扑动始末位置可独立控制的扑翼机构，包括机身支架以及通过转动副与机身支架连接的机翼杆，机身支架上固定有减速电机，减速电机通过电机齿轮驱动传动齿轮组转动；所述机翼杆上固定有摆杆直线舵机，机翼杆中部开有滑槽，滑槽内设置有摆杆连接件，摆杆连接件一端连接有连杆组件，另一端与摆杆直线舵机的舵机臂相连；所述连杆组件包括配合连接的连杆a和连杆b，连杆b与传动齿轮组连接，连杆b上开有滑槽，连杆a上固定有连杆直线舵机，连杆a的一端与摆杆连接件连接，另一端通过滑块卡于连杆b的滑槽内，连杆b上固定有驱动该滑块沿滑槽滑动的直线舵机；所述传动齿轮组上固定有微型直线舵机，传动齿轮组上开有滑槽，滑槽内设置有摇杆连接件，摇杆连接件一端与连杆b连接，另一端与微型直线舵机的舵机臂连接。
3、进一步改进，所述直线舵机通过胶水与连杆b粘结，微型直线舵机通过胶水与传动轮组粘结。
4、进一步改进，所述传动齿轮组包括传动轮a和传动轮b，减速电机上的电机齿轮与传动轮b啮合，传动轮b与传动轮a啮合。
5、进一步改进，所述电机齿轮采用过盈配合的方式与减速电机轴连接。
6、进一步改进，所述连杆直线舵机的滑块孔通过螺丝与连杆a底部的螺丝孔连接。
7、本专利技术工作原理为：根据四连杆机构的极限位置和往复时间之比的计算式，可通过摆杆直线舵机调整连杆a相对于机臂杆的位置、连杆直线舵机调整连杆a与连杆b的相对位置和微型舵机调整连杆b末端在主动轮上的相对位置中的一个或多个量来改变四连杆机构的扑动参数；在一定范围内，实现单侧扑动始末位置的变化，同时传动轮和传动轮7 的啮合保证了两侧扑动频率的一致，有益于飞行的稳定性。
8、本专利技术有益效果在于：
9、1.扑动机构更加灵活，改变三根连杆的特征参数可有效改变扑动的上扑极限位置、扑动的下扑极限位置和上下扑动所占时间之比。
10、2.两侧扑动的差动控制可产生有效的偏航力矩、俯仰力矩和滚转力矩，从根本上解决了水平尾翼和垂直尾翼在来流速度较低的情况下失效的问题，同时也解决了扑翼飞行器在低速情况下抗扰动能力差和机动性差的问题。
11、3.改变两侧翼面扑动参数可产生的主动的控制力矩，不受来流等因素影响，在低速大迎角下也能有效控制飞行器的姿态。
12、4.来不同来流条件下，可改变扑动参数，切换飞行器模式，如进入速度最大模式或、升力最大模式或者效率最高模式。
13、5.两侧传动轮的啮合保证了两侧扑动频率的相同，可提高飞行的稳定性。
14、6.该方案可省去垂直尾翼，从外形上更接近大自然中的鸟类，更加具备仿生外观，视觉迷惑性强，飞行噪声低、效率高的特点，可用于室外近距离侦察、高空长航时监视侦察、野生动物近距离摄像等任务场景中，在未来具有重要的意义和价值。
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1.一种扑动始末位置可独立控制的扑翼机构，其特征在于：包括机身支架以及通过转动副与机身支架连接的机翼杆，机身支架上固定有减速电机，减速电机通过电机齿轮驱动传动齿轮组转动；所述机翼杆上固定有摆杆直线舵机，机翼杆中部开有滑槽，滑槽内设置有摆杆连接件，摆杆连接件一端连接有连杆组件，另一端与摆杆直线舵机的舵机臂相连；所述连杆组件包括配合连接的连杆A和连杆B，连杆B与传动齿轮组连接，连杆B上开有滑槽，连杆A上固定有连杆直线舵机，连杆A的一端与摆杆连接件连接，另一端通过滑块卡于连杆B的滑槽内，连杆B上固定有驱动该滑块沿滑槽滑动的直线舵机；所述传动齿轮组上固定有微型直线舵机，传动齿轮组上开有滑槽，滑槽内设置有摇杆连接件，摇杆连接件一端与连杆B连接，另一端与微型直线舵机的舵机臂连接。
2.根据权利要求1所述的扑动始末位置可独立控制的扑翼机构，其特征在于：所述直线舵机通过胶水与连杆B粘结，微型直线舵机通过胶水与传动轮组粘结。
3.根据权利要求1所述的扑动始末位置可独立控制的扑翼机构，其特征在于：所述传动齿轮组包括传动轮A和传动轮B，减速电机上的电机齿轮与传动轮B啮合，传动轮
4.根据权利要求1或3所述的扑动始末位置可独立控制的扑翼机构，其特征在于：所述电机齿轮采用过盈配合的方式与减速电机轴连接。
5.根据权利要求1所述的扑动始末位置可独立控制的扑翼机构，其特征在于：所述连杆直线舵机的滑块孔通过螺丝与连杆A底部的螺丝孔连接。
...【技术特征摘要】
1.一种扑动始末位置可独立控制的扑翼机构，其特征在于：包括机身支架以及通过转动副与机身支架连接的机翼杆，机身支架上固定有减速电机，减速电机通过电机齿轮驱动传动齿轮组转动；所述机翼杆上固定有摆杆直线舵机，机翼杆中部开有滑槽，滑槽内设置有摆杆连接件，摆杆连接件一端连接有连杆组件，另一端与摆杆直线舵机的舵机臂相连；所述连杆组件包括配合连接的连杆a和连杆b，连杆b与传动齿轮组连接，连杆b上开有滑槽，连杆a上固定有连杆直线舵机，连杆a的一端与摆杆连接件连接，另一端通过滑块卡于连杆b的滑槽内，连杆b上固定有驱动该滑块沿滑槽滑动的直线舵机；所述传动齿轮组上固定有微型直线舵机，传动齿轮组上开有滑槽，滑槽内设置有摇杆连接件，摇杆连接件一端与连杆b连接，另一...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆楷杰，郑祥明，吴承珅，李鹏飞，谢宇杰，胡锦浩，朱信宁，徐宏宇，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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