[发明专利]一种微小型可控翻转平均位置的连杆机构

说明书

本发明公开了一种微小型可控翻转平均位置的连杆机构，涉及微型拍动翼飞行器领域，包括机架，摇臂，拍动翼，拍动驱动机构，以及翻转平均位置控制机构；机架整体成型，上方用于安装由电机，齿轮减速机构和连杆机构构成的拍动驱动机构；机架下方固定安装有舵机和齿轮d组成的翻转平均位置控制机构；拍动驱动机构连接摇臂和拍动翼，用来控制摇臂的运动，从而带动拍动翼上下拍动；拍动翼的辅梁连接翻转平均位置控制机构；舵机输出轴上自带一个齿轮和齿轮d啮合；且齿轮d同时固定连接辅梁；舵机转动带动齿轮d转动，进而可以改变拍动翼的翻转平均位置，实现对拍动翼机构的控制；能够准确产生足够的控制力和控制力矩。

技术领域

本发明涉及微型拍动翼飞行器领域，具体来说，是一种微小型可控翻转平均位置的连杆机构。

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；对于微小型扑翼布局设计，控制方式可以不采用舵面实现。

发明内容

本发明针对现有微型拍动翼的翼膜翻转难以控制的问题，提出一种微小型可控翻转平均位置的连杆机构，通过改变拍动翼的翻转平均位置实现对拍动翼的控制。

所述的微小型可控翻转平均位置的连杆机构，包括机架，摇臂，拍动翼，拍动驱动机构，以及翻转平均位置控制机构。

机架整体成型，为左右对称结构；中心线正上方设有一沟槽，用来约束拍动驱动机构中的连杆机构运动；中心线正下方设有一个较大的柱型空腔，用来安装拍动驱动机构中的电机，沟槽左右分别对称各预留两个大小不一的柱型空腔，其中与沟槽相邻的两个较大柱型空腔用来安装翻转平均位置控制机构的舵机；较小的柱型空腔用来固定安装摇臂；机架上同时还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机构；齿轮减速机构包括齿轮a，齿轮b和齿轮c；

电机配合连接在机架上，电机输出轴上固定安装齿轮c，齿轮c啮合齿轮b，齿轮b啮合齿轮a，齿轮a和齿轮b分别固定在机架上，电机带动齿轮减速机构运动，齿轮减速机构带动连杆机构运动，把电机输出的高速转动减速转变为预定的规律。

连杆机构包括：两个对称的连杆a，两个对称的连杆b和一个连杆c；

连杆c一端通过安装孔与齿轮a铰接；另一端和机架上的沟槽相约束；每个连杆b上均预留有两个安装孔和一个条形沟槽；其中连杆b通过中间的一个安装孔与机架铰接固定；通过另一个顶端的安装孔分别与一个连杆a相连；两个条形沟槽与连杆c的安装孔重叠在一起，中间贯通一铆钉固定在机架上的沟槽。

连杆a为月牙形，预留有两个安装孔，两端内部有切削，连杆a一端通过安装孔与连杆b相连；另一端作为拍动驱动机构的输出端连接在摇臂中间。

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。

摇臂共两个，分别安装于机架两侧；每个摇臂一端与机架铰接，另一端与拍动翼固接，实现由摇臂带动拍动翼运动；同时，摇臂中间与连杆a相连。

拍动翼包括主梁、辅梁和翼膜，通过主梁与摇臂相连。