[实用新型]仿生机翼驱动机构和仿生机翼和仿生飞行器

说明书

技术领域

本实用新型属于扑翼机的机翼驱动技术领域，特别是涉及仿生机翼驱动机构和仿生机翼和设置有该仿生机翼的仿生飞行器。

背景技术

现有技术中，为了降低扑翼在上升过程中的阻力，仿生的扑翼机大多是采用以下几种方法：1、在上升过程中将机翼，沿机翼长度进行折叠，使机翼变成一个向上凸起的曲线或折线，以减少上升过程中的阻力；2、使得机翼中的一部分处于可单向的向下打开的状态，当机翼上升时这部分片或板向下打开，气流从机翼中通过，机翼向下扇动空气时，这些板或片自动与框架贴合，可以向下扇动空气；3、上升过程中将机翼以其长度方向为轴进行旋转，使机翼上升时所处的角度与机翼下降时所处的角度不同，上升时的角度更为倾斜，其产生的作用力更小。但是以上几种方法中，方法2会产生大量的铰接点，增加了机翼的重量，进而增加飞行器的重量，同时，供气流穿过时的孔，也会在飞行器向前飞行的时候产生不少阻力。方法3中，需要有较大的旋转力矩以控制机翼的旋转，特别是在机翼的下降过程中，为了维持机翼的姿态，需要增加舵机的扭矩，进而增加飞机的的重量。以上这三种方法的机翼变化都是在机翼上下扇动的维度内解决的扇动迎风面积问题，所以在上下方向上会浪费一定的行程范围，使在扑翼过程中的效率降低。

发明内容

本实用新型为克服现有技术中存在的技术问题而提供仿生机翼驱动机构和仿生机翼和仿生飞行器，该仿生机翼驱动机构可以改变机翼的面积大小和/或形状以降低机翼在回程时的阻力。

一种仿生机翼驱动机构，包括四杆机构甲，四杆机构甲包括杆甲、杆乙、杆丙和杆丁，杆甲的尾端与杆乙的首端枢接，杆乙的尾端与杆丙的首端枢接，杆丙的尾端与杆丁的首端枢接，杆丁的尾端与杆甲的首端枢接，杆甲、杆乙、杆丙、杆丁构成一封闭的四边形，杆丙与杆戊固定连接，杆戊位于仿生机翼驱动机构的外侧，

杆甲的首端与杆己的第一端固定连接，杆己枢接在构件甲上，构件甲上还枢接有杆壬的一端，杆壬的另一端枢接在杆丁的中部，杆丁的自与杆壬的枢接处至杆丁的首端的一段、杆己、构件甲、杆壬构成四杆机构乙，杆己的第二端为动力输入端。

通过设置四杆机构甲，并且使得四杆机构甲中的一根杆被四杆机构乙驱动，可以通过四杆机构乙中的杆己输入动力，带动四杆机构甲完成伸缩，从而使得放生机翼能够在较为细长或短粗之间进行切换，在向下扇动时机翼具有较大的面积，在向上扇动时减小其面积，可以减少机翼在回程扇动时的阻力，从而提高能源的利用率。

优选的技术方案，其附加特征在于：还包括四杆机构丙，四杆机构丙包括杆癸、杆丑、杆寅，杆癸或杆寅与第一动力源传动连接，杆丑的一端与杆寅枢接，杆丑的另一端与杆癸枢接，杆己的第二端与杆丑球面铰接，在四杆机构丙运动过程中，杆己与构件甲的枢接点与四杆机构丙的运动所在平面之间的距离能够发生变化。

通过设置四杆机构丙，可以将动力源的以转动形式的动力输出，转化为杆丑的运动，从而能够带动杆己的第二端进行摆动，将圆周运动转换为适宜控制杆己的第二端的曲线。

进一步优选的技术方案，其附加特征在于：四杆机构丙的运动所在平面与仿生机翼驱动机构的翼展方向垂直。

通过将四杆机构丙设置在垂直于翼展方向的平面中，不但可以将四杆机构丙的输入的圆周运动转化为杆己的输入端在机翼平面内的运动，而且，还能够将四杆机构丙的输入的圆周运动转化为机翼平面的上下摆动，从而在完成机翼上下摆动的同时也能够完成机翼面积的改变，从而降低机翼回程时的阻力，提高飞行时的能量利用效率。

进一步优选的技术方案，其附加特征在于：四杆机构丙的运动所在平面与仿生机翼驱动机构的翼展方向平行。

通过将四杆机构丙的运动平面设置成与翼展方向平行，可以使得四杆机构丙主要用于驱动改变机翼的形状，从而可以降低第一动力源的体积，至于使得机翼扇动的动作，使其不再与改变机翼外形的动作联动，可以单独由另外的动力源来驱动，可以方便灵活的改变机翼扇动动作的轨迹、速度等参数。

一种仿生机翼，设置有上述的仿生机翼驱动机构，构件甲枢接在杆卯上，杆卯与构件乙枢接，构件甲与杆卯的相对转动轴线与四杆机构乙所在的平面平行或位于四杆机构乙所在的平面中，构件乙与杆卯的相对转动轴线与四杆机构乙所在的平面平行，构件乙还与杆辰和杆巳枢接，杆辰或杆巳与第二动力源传动连接，杆巳、杆辰和构件乙构成单自由度的四杆机构丁。

通过设置四杆机构丁，可以控制仿生机翼的运动的初始位置，即调整仿生机翼的上下摆动区域的角度分布区间和调整仿生机翼的变形的范围所处的位置，从而改变单侧机翼在一个扇动的循环中所产生的升力大小，进而调整飞行器的滚转角。