[发明专利]一种可快捷更换动力的扑翼机构及动力更换方法

说明书

本发明公开了一种可快捷更换动力的扑翼机构及动力更换方法。该扑翼机构包含传动底座、传动机构、动力装置、动力装置底座及扑翼。本发明将传动底座与动力装置底座分离设计，铆接在传动底座上的、安装孔位固定的动力装置底座可快速拆卸，以此实现了飞行器动力装置的快捷更换。本发明一种可快捷更换动力的扑翼机构其动力更换方法，针对不同任务载荷需求的动力装置，提出了动力装置快速更换的流程，并在此过程中通过调整传动系统减速比和扑翼结构，实现了动力装置高效工作状态与翼高气动效率产生状态的匹配。

技术领域

本发明涉及微型飞行器领域，具体来说是一种可快捷更换动力的扑翼机构及动力更换方法。

背景技术

自上世纪九十年代以来，随着传统飞行器设计技术的不断提高，微电子技术的飞速发展，导致微型飞行器设计领域发展越来越迅速，在国家安全和国民经济建设等方面具有广泛的应用前景。一方面，微型飞行器体积很小，重量很轻，容易隐蔽，便于携带，能够进入狭小空间执行任务；另一方面，微型飞行器成本较低，批量生产后可以大量使用，代替人员和昂贵设备进入危险环境进行规模作业，因此微型飞行器未来将被广泛应用于复杂环境条件下的侦察、通讯、勘探和协助救援等任务。

微型飞行器尺寸小、飞行速度低，飞行受周围流体的粘性作用强，固定翼微型飞行器和旋翼微型飞行器气动效率较低、机动性较差、微型化较为困难。相比之下，仿造自然界中昆虫飞行提出的扑翼微型飞行器仍能保持较高的气动效率，相比固定翼与旋翼微型飞行飞行器在微型化和仿生方面具有巨大优势，是未来发展微型飞行器的重要方向。

目前扑翼微型飞行器的发展仍面临诸多难点。为满足微型飞行器质量轻，尺寸小等要求，目前公开的扑翼微型飞行器大多采用整体3D打印加工成型的底座，该底座上也只能固定安装特定型号和尺寸的飞行器动力装置(电机)。在实际应用过程中，扑翼微型飞行器在执行不同任务时，往往有不同的载荷与续航需求，如在执行侦察任务时，需要飞行器长时间定点侦察，此时传感器负载需求较低，而续航需求较大，飞行器适宜使用额定功率较小的动力源配以较大容量电池；而在执行爆破、运输等任务时，负载需求较大，续航要求较小，此时需要较大额定功率的动力源，以产生更高的升力携带大负载飞行。过去设计的扑翼微型飞行器底座只能安装固定型号的动力源，难以满足上述多任务作业的需求，一方面如果直接在底座上进行动力源更换会使传动机构与动力源之间不匹配，传动机构将使更换后的动力源只能在低效率的状态下工作，另一方面如果针对不同的动力需求设计不同的扑翼微型飞行器又会造成飞行器功能单一、型号复杂、通用性不强等诸多问题。

发明内容

本发明针对现有扑翼微型飞行器整体设计的底座只能安装特定型号的动力源使得该飞行器单一动力源难以满足不同负载飞行任务，现有飞行器底座即使更换动力源也无法实现动力源高效率工作的问题，提出了一种可快速更换动力的扑翼机构及相应的动力更换方法。

本发明一种可快捷更换动力的扑翼机构包括传动底座、传动机构、动力装置、动力装置底座及扑翼。

所述传动底座为空间立体结构，采用树脂材料经3D打印而成，其从功能上可划分为两层，底层为齿轮减速组及动力装置底座安装层，动力装置底座三个安装孔位于传动底座的下部，动力装置底座通过安装孔固定在传动底座下表面，通过空间结构优化，动力装置底座不被传动机构等部件干涉，可实现快速拆卸。顶层为传动机构安装层，包含有左连杆、左摇臂、右连杆、右摇臂的固定孔位以及一段挖空的滑槽。所述滑槽用于约束曲柄与左连杆、右连杆相铰接的一端，使其保持直线往复运动。