[发明专利]一种仿生蜂鸟飞行器

权利要求书

1.一种仿生蜂鸟飞行器，其特征在于：主结构体两侧安装有翅膀组件，翅膀组件通过竖直设置的拍打轴安装于翅膀转接件上；翅膀转接件与主体结构间通过左右设置的攻角调节转轴连接；由此，通过两套扑翼变攻角结构分别驱动主结构体两侧的翅膀组件绕攻角调节转轴转动，实现翅膀攻角调节；通过一套扑翼拍打驱动机构控制翅膀同步绕拍打轴转动，进而实现翅膀拍打动作；整个运动过程由飞控系统进行控制；

所述扑翼变攻角结构包括变攻角驱动舵机与变攻角传动杆件；其中，变攻角驱动舵机顶部固定于主结构体上；变攻角传动杆件包括传动摇臂与舵机拉杆；其中，舵机拉杆为两根，顶端分别与翅膀转接件前后位置连接；底端分别与传动摇臂两端连接；传动摇臂固定安装于变攻角驱动舵机输出轴上；由此，翅膀转接件、与变攻角传动杆件间构成平行四杆传动系统，通过变攻角驱动舵机可带动两套变攻角传动杆件上下运动，带动翅膀转接件转动，实现翅膀攻角的调节；

所述扑翼拍打驱动机构包括拍打驱动电机、输出传动轴、齿轮减速系统与拍打驱动摇杆组件；其中，拍打驱动电机固定安装于拍打驱动安装平台上，输出轴沿竖直方向设置；并由齿轮减速系统实现拍打驱动电机的减速；输出传动轴竖直设置，将拍打驱动电机输出动力传递至拍打驱动摇杆组件；拍打驱动摇杆组件包括凸轮与两套传动杆件；其中，凸轮输入端固定于输出传动轴顶端；两套传动杆件均由第一传动杆、第二传动杆与作动滑块构成；两套传动杆件中，第一传动杆输入端通过竖直的转轴与凸轮输出端连接，形成转动副；输出端分别与第二传动杆输入端通过竖直的转轴连接形成转动副；且第二传动杆上，与其输入端相邻位置通过定位轴与拍打驱动安装平台铰接；作动滑块套于翅膀组件上；顶端具有牵引柱，牵引柱穿过第二传动杆的输出端端部定位孔；由此，通过拍打驱动电机带动凸轮摆动，进而使第一传动杆前后移动，带动第二传动杆绕定位轴转动，最终由第二传动杆输出端推动作动滑块带动翅膀连接件绕拍打轴转动，实现翅膀的拍打动作；上述第二传动杆的输出端端部定位孔为沿第二传动杆轴向设计的条形孔，牵引柱沿条形孔的移动可抵消作动滑块的横向移动。

2.如权利要求1所述一种仿生蜂鸟飞行器，其特征在于：主结构体为采用光敏树脂打印的超轻结构具有主结构上支架与主结构下支架；主结构上支架与主结构下支架主结构上支架底部与主结构下支架顶部间固定；主结构上支架顶部设计有向后延伸的拍打驱动安装平台。

3.如权利要求1所述一种仿生蜂鸟飞行器，其特征在于：翅膀包括翅膀骨架、翅膜与翅膀连接件；其中，翅膀骨架由三根支杆构成，令三根支杆为外支杆，内支杆与中间支杆；外支杆上，靠近其连接端处设计为接点，外支杆与中间支杆的连接端在外支杆上接点处与外支杆固连；且外支杆与内支杆间垂直；由此构成翅膀骨架；翅膜铺设于翅膀骨架上；翅膀骨架中，外支杆沿左右方向设置，且外支杆上的接点与连接端间的一端作为伸长段，伸长段上固定套接有翅膀连接件，翅膀连接件的连接端通过拍打轴与翅膀转接件间连接。

4.如权利要求1所述一种仿生蜂鸟飞行器，其特征在于：作动滑块环形结构纵向直径大于作动滑块套接位置的纵向长度，为翅膀组件拍打过程中，翅膀组件的纵向轻微颤动提供空间。

5.如权利要求1所述一种仿生蜂鸟飞行器，其特征在于：飞控系统为高集成电子单元，包括微处理器、飞行姿态测量单元、扑翼运动单元、通讯模块与视觉模块；其中，微处理器用来处理飞行数据、解算姿态、控制执行机构和规划飞行轨迹；飞行姿态测量单元用来测量仿生蜂鸟飞行器的飞行姿态与高度；扑翼运动单元作为执行机构用于，控制变攻角驱动舵机以及拍打驱动舵机，实现翅膀的拍打控制以及变攻角控制；通讯模块实现仿生蜂鸟飞行器与PC或地面站间的无线通讯，实现两者间的信息交换，包括飞行数据与控制命令的交换；所述视觉模块采用微型摄像机，摄像角度由仿生蜂鸟飞行器自身角度确定；当飞行器向前飞行时，由微型摄像机可给出地面的视野，视频流回传给PC或地面站，由操作员借此指挥、导航。