振翅飞翔机器人制造技术

振翅飞翔机器人(10)具有纵向朝向前后方向的躯干(11)、分别设有根端转动自如地连结于躯干(11)的前侧的左前架(12)及右前架(13)的左翼(14)及右翼(15)、和进行左翼(14)和右翼(15)的振翅的振翅机构(24)，而且，振翅机构(24)具有：1)轴心朝向前后方向配置在躯干(11)上，由旋转驱动源(16)朝一个方向旋转驱动的曲柄构件(17)；2)用于将曲柄构件(17)的第1支点部(18)和设于左前架(12)的左连结部(19)转动自如地连结起来的第1曲柄杆(20)；3)用于将曲柄构件(17)的第2支点部(21)和设于右前架(13)的右连结部(22)转动自如地连结起来的第2曲柄杆(23)。振翅机构(24)使左翼(14)及右翼(15)的上拍动作的时间比左翼(14)及右翼(15)的下拍动作的时间短从而产生升力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及像蝴蝶那样飞翔的振翅飞翔机器人。
技术介绍
现今，作为模仿鸟类和昆虫等的飞行的振翅飞翔机器人，已有人提出如下形式的振翅飞翔机器人方案，即，利用4片翅翼的拍动使夹在翼面彼此之间的空气向平行于翼面的方向喷出而产生推力进行悬停，用尾翼(垂直尾翼)确保悬停时的稳定性，同时用尾翼的操作进行方向控制(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2008-273270号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在专利文献1所记载的专利技术中，由于设有4片翅翼和尾翼，所以存在零部件件数变多这样的问题。另外，由于分别独立进行4片翅翼的拍动和尾翼的操作，所以结构变得十分复杂，并且最低必须装载2个驱动部，产生了驱动力的传递机构也变得复杂这样的问题。还有，由于具有4片翅翼和尾翼，所以其飞翔形态、机理、外观都与实际中飞翔的鸟类或昆虫等生物大为不同，尽管具有例如作为玩具使用的可能性，但不适合于在欧美被提案的人物监视的反恐系统和人物追缉系统中使用。本专利技术是鉴于这样的情况而作出的，其目的在于提供一种能够像蝴蝶那样通过左、右翅翼的振翅而稳定地飞翔的无尾翼振翅飞翔机器人。解决课题的手段与按照上述目的作出的第1项专利技术有关的振翅飞翔机器人，具有将纵向朝向前后方向的躯干；左翼及右翼，所述左翼及右翼分别设有根端被转动自如地连结在所述躯干的前侧的左前架及右前架；和振翅机构，所述振翅机构以旋转驱动源为动力转动所述左前架及所述右前架，进行所述左翼和所述右翼的振翅，而且，使所述左翼及所述右翼的上拍时间比所述左翼及所述右翼的下拍时间短而产生升力。注意，这里所谓躯干，即使不像通常的飞行物那样具有一定的大小和容积，只要是实际上将左前架及右前架转动自如地连结起来的支撑体或结构体即可，也包括由杆、管等芯材构成的情况和由用于保持电池的盒子构成的情况。注意，作为使左翼及右翼(准确地说是左前架及右前架)的上拍动作的时间比左翼及右翼的下拍动作的时间短的具体方法有，例如1)控制左翼及右翼的旋转驱动源(电机)，从而对左翼及右翼的上拍时间及下拍时间进行控制的方法；2)由于在左翼及右翼下拍时必须利用左翼及右翼使该振翅飞翔机器人整体上浮，比左翼及右翼上拍时的负载大， 因而在旋转驱动源中使用由输出扭矩的增加来降低转速的例如直流电机的方法；幻使左翼及右翼的振翅中心角度为仰角(即从通过左前架及右前架的转动中心的水平线向上倾斜的角度)，利用左翼及右翼下拍时的阻力积极地减小上拍时的阻力的方法等等。与第2项专利技术有关的振翅飞翔机器人，是在与第1项专利技术有关的振翅飞翔机器人中，使所述左翼及所述右翼的下拍开始时间大致一致。这里，对于该振翅飞翔机器人的飞行而言，不必使左翼及右翼的下拍开始时间完全一致，只要使其在左翼及右翼的下拍时间的士 10%的范围内一致就足够了。注意，没有必要使左翼及右翼的上拍开始时间一致。与第3项专利技术有关的振翅飞翔机器人，是在与第1、第2项专利技术有关的振翅飞翔机器人中，该振翅飞翔机器人没有尾翼，仅仅依靠在振翅时可挠曲的所述左翼和所述右翼的振翅进行飞行的。与第4项专利技术有关的振翅飞翔机器人，是在与第1 第3项专利技术中的任意一项有关的振翅飞翔机器人中，使所述左翼及所述右翼的振翅中心角度成为比通过所述左前架及所述右前架的转动中心的水平线靠上位置的角度。并且，与第5项专利技术有关的振翅飞翔机器人，是在与第4项专利技术有关的振翅飞翔机器人中，所述左翼和所述右翼的振翅中心角度，分别以通过所述左前架及所述右前架的转动中心的水平线为基准，位于上侧5度 20度的范围内。与第6项专利技术有关的振翅飞翔机器人，是在与第1 第5项专利技术有关的振翅飞翔机器人中，所述振翅机构安装在所述躯干的上侧。另外，与第7项专利技术有关的振翅飞翔机器人，是在与第1 第6项专利技术中的任意一项有关的振翅飞翔机器人中，所述左翼及所述右翼在振翅时能够挠曲，使所述左翼及所述右翼的下拍时间为所述左翼及所述右翼的上拍时间的1. 1倍 1. 5倍(进一步优选为1. 2 倍 1. 3倍)。若左翼及右翼的下拍时间不足左翼及右翼的上拍时间1. 1倍，则产生在左翼及右翼上的升力变小难以飞行。另外，若左翼及右翼的下拍时间超过左翼及右翼的上拍时间1.5 倍，则下拍时产生的左翼及右翼下侧的气流逃逸，升力的产生变得困难。另外，与第8项专利技术有关的振翅飞翔机器人，是在与第1 第7项专利技术中的任意一项有关的振翅飞翔机器人中，所述左翼和所述右翼的振翅速度设有差别。这里，振翅速度设有差别，是指在左翼及右翼以垂直线为中心在相同的转动角度的情况下左翼和右翼的转动速度不同，包括在振翅动作的整个范围内左翼及右翼的转动速度不同的情况，和在振翅动作的部分期间里左翼及右翼的转动速度不同的情况。顺便说一句，若左翼及右翼的振翅速度不同，则左翼及右翼的升力不同，从而给予振翅飞翔机器人以使其盘旋的力。与第9项专利技术有关的振翅飞翔机器人，是在与第8项专利技术有关的振翅飞翔机器人中，与所述振翅速度的差别相应地，在前后方向改变所述左翼和所述右翼相对于所述躯干的安装位置，确保该振翅飞翔机器人的直线行进性。即，若使一方翅翼的振翅速度快，则振翅飞翔机器人进行盘旋。另外，若将一方翅翼和另一方翅翼在前后方向的安装位置进行改变后安装在躯干上则进行盘旋。因此，若将这些组合起来后控制左翼及右翼，则可以使该振翅飞翔机器人笔直地飞行。为达此目的，将左翼或右翼以可相对于躯干前后移动的方式安装在躯干上，进行飞行实验，检查振翅飞翔机器人的直线行进性。另外，与第10项专利技术有关的振翅飞翔机器人，是在与第1 第9项专利技术中的任意一项有关的振翅飞翔机器人中，所述振翅机构具有1)轴心朝向前后方向配置在所述躯干上，由所述旋转驱动源向一个方向旋转驱动的曲柄构件；幻将该曲柄构件的第1支点部和设于所述左前架的左连结部转动自如地连结起来的第1曲柄杆；3)将所述曲柄构件的第2 支点部和设于所述右前架的右连结部转动自如地连结起来的第2曲柄杆。参照图1说明与该第10项专利技术有关的振翅飞翔机器人的动作。图1中，设左前架 (左翼)及右前架(右翼)的转动中心为0，设左连结部Pu、Pd(右连结部Qu、Qd)到转动中心0的距离为R、转动中心0到曲柄构件的旋转中心A的距离为H，设曲柄构件的曲柄半径为r、第1、第2曲柄杆的转动中心间的长度为S、与左翼及右翼的最大上拍角φιι对应的第 1、第2支点部的曲柄角度位置分别为Mu、Nu、与左翼及右翼的最大下拍角(pd对应的第1、第 2支点部的曲柄角度位置分别为Md、Nd、左翼及右翼的振翅中心角度为α。在图1所示那样的配置中，一旦确定了曲柄构件的旋转中心Α、左翼及右翼的转动中心0、第1曲柄杆(第2曲柄杆同)的长度S、曲柄半径r、曲柄角度2 θ，曲柄构件的旋转就会使左翼及右翼进行扑翼动作。在该场合，由于通过第1、第2曲柄杆连结于左翼及右翼的第1、第2支点部位于Mu、Nu时成为左翼及右翼的最大上拍角位置，第1、第2支点部位于 McUNd时成为左翼及右翼的最大下拍角位置，所以左翼及右翼分别在角PuOPd和角QuOQd之间振翅。在该场合，假设曲柄构件沿顺时针方向进行了转动，则在左翼第1支点部在角 MuAMd内进行下拍，在右翼第2支点部在角NuANd间进行下拍。如从图1可以明白的那样， 由于角MuAMd <角NuANd本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：渕胁正树，井村忠继，田中和博，
申请(专利权)人：国立大学法人九州工业大学，
类型：发明
国别省市：