[发明专利]一种仿昆虫翅拍动的位置控制机构

说明书

本发明公开了一种仿昆虫翅拍动的位置控制机构，涉及微型飞行器领域；包括机架，拍动驱动机构，两套对称的拍动翼机构和两套对称的拍动控制机构。其中，机架位于整个仿昆虫翅拍动的位置控制机构的中心，机架上安装拍动驱动机构，在机架一端同时安装拍动翼机构以及拍动控制机构，且机架两端的拍动翼机构以及拍动控制机构均对称设置；拍动驱动机构驱动拍动翼机构实现拍动运动，拍动控制机构用于控制拍动翼机构的拍动幅度平均位置。本发明通过使用舵机和曲柄结构实现机构的位置控制，是一种新颖的控制方式；对拍动平面的控制十分方便，且能够准确产生足够的控制力和力矩；结构设计简洁，材料易得，易于加工。

技术领域

本发明涉及微型飞行器领域，具体来说，是一种仿昆虫翅拍动的位置控制机构。

背景技术

自二十世纪九十年代以来，随着传统飞行器设计技术的不断成熟和微电子技术的大幅进步，微型飞行器被提出并快速发展。

微型飞行器由于具有体积小、重量轻和机动性强等特征，在国家安全和国民经济建设方面具有广泛的应用前景，适用于复杂环境下的侦查、勘探和协助救援等工作。

同时，随着人们对自然生物飞行的不断探索，仿生学设计被越来越多的应用于微型飞行器领域，开始出现模仿昆虫飞行的拍动翼微型飞行器。

现有拍动翼布局的机构设计，大多数采用四杆机构以实现电机旋转运动转化为拍动运动。四连杆机构制造简单、较容易获得较高的精度，也容易实现复杂的运动规律和轨迹设计。

发明内容

本发明为了解决仿昆虫翅的拍动机构飞行难以控制的问题，提出了一种仿昆虫翅拍动的位置控制机构，以较简单的机构实现高效的拍动控制，并提供足够的控制力矩。

所述的仿昆虫翅拍动的位置控制机构，包括机架，拍动驱动机构，两套对称的拍动翼机构和两套对称的拍动控制机构。其中，机架位于整个仿昆虫翅拍动的位置控制机构的中心，机架上安装拍动驱动机构，在机架一端同时安装拍动翼机构以及拍动控制机构，且机架两端对称设置。拍动驱动机构驱动拍动翼机构实现拍动运动，拍动控制机构用于控制拍动翼机构的拍动幅度平均位置。

所述的机架整体成型，机架上设定三个较大的柱型空腔，分别位于倒立三角形的三个顶点位置；两端的柱型空腔对称设置；中间位置的柱型空腔正上方中央有一沟槽；机架上同时设有较小的柱形空腔，铰接其余零件。

拍动驱动机构包括电机，齿轮减速机构和连杆传动机构；

电机安装在机架中间位置的柱型空腔内，配合安装。

齿轮减速机构包括三个能自由转动的齿轮，齿轮a、齿轮b和齿轮c；齿轮c固定在电机的转轴上，齿轮a和齿轮b通过较小的柱型空腔垂直固定在机架上；齿轮c啮合齿轮b，齿轮b啮合齿轮a。

连杆传动机构包括五个连杆，两个对称的连杆a、两个对称的连杆b和一个连杆c；

连杆a为近似圆弧型结构，一端与拍动翼机构的摇臂铰接，另一端与连杆b铰接，连杆b上预留有两个安装孔和一个条形沟槽；除去连杆b一端通过安装孔与连杆a相连外，连杆b通过另一个安装孔铰接固定在机架上；两个对称的连杆b上的条形沟槽重叠在一起，与连杆c的一端中间贯通一铆钉固定在机架上的沟槽上；连杆c的另一端铆钉铰接齿轮a；齿轮a转动，带动连杆c在沟槽内上下运动，同时带动连杆b绕固定在机架上的位置带动另一端转动，从而带动连杆a运动，进一步带动摇臂拍动。

两套拍动翼机构分别对称安装在机架两侧，每套拍动翼机构均包括摇臂与拍动翼。拍动翼由主梁，辅梁和膜翼组成；摇臂一端留有柱形空腔，与拍动翼主梁固定连接；中间与连杆a铰接，另一端是转动中心端与拍动控制机构的曲柄铰接。