[发明专利]一种基于双翼差动及舵机重心变化实现高控制力矩产生的仿生扑翼微型飞行器

权利要求书

1.一种基于双翼差动及舵机重心变化实现高控制力矩产生的仿生扑翼微型飞行器，包括升力系统、传动系统、控制系统和动力系统，其特征在于：

所述升力系统包含左右两个扑翼，所述扑翼产生的气动力作用点与重心不重合，所述扑翼包含主梁、柔性梁、张紧梁和翼膜；所述翼膜的前缘和侧缘分别裹成管状后用粘结剂固定；所述主梁和张紧梁分别穿过翼膜前缘和侧缘所形成的管状空间，并可绕管状空间的轴线自由转动；所述柔性梁有两根，粘结在翼膜同一侧，分别与主梁呈20°、50°夹角；所述主梁翼根端与所述传动系统的翼杆连接，所述张紧梁的前缘端与所述控制系统的球铰装置连接，所述张紧梁的后缘端插入控制系统的俯仰舵机架的张紧梁约束孔位中；

所述传动系统包含传动底座、支撑底座、分布齿轮减速组、连杆和传动放大装置；所述传动底座包含分布齿轮减速组的安装孔位和动力装置的安装腔体，分别用于固定分布齿轮减速组和动力装置；所述支撑底座包含有传动放大装置安装孔位、约束滑槽、控制执行机构安装孔位和球铰安装槽，用于固定传动放大装置以及控制系统的控制执行机构和球铰；所述分布齿轮减速组包括主轴齿轮、单层齿轮和双层齿轮，所述主轴齿轮安装于动力装置的输出轴上，所述单层齿轮和双层齿轮分别安装于传动底座的预定孔位中，所述双层齿轮中大齿数齿轮与主轴齿轮啮合，所述双层齿轮中小齿数齿轮与单层齿轮啮合；所述连杆的一端连接在单层齿轮的偏心孔位上，另一端通过铆钉与所述传动放大装置的左摇臂、右摇臂一端同轴连接，并在支撑底座约束滑槽内顺畅滑动；所述传动放大装置包括左摇臂、左连接杆、左翼杆、右摇臂、右连接杆及右翼杆，左、右摇臂通过铆钉实现中间安装孔与支撑底座对应安装孔位的连接，并可绕中间安装孔位转动；所述左摇臂的左端与左连接杆的右端通过铆钉连接，所述左连接杆的左端与左翼杆中间的孔位通过铆钉连接，所述左翼杆的右端与支撑底座对应安装孔位铆接，所述左翼杆在左连接杆的带动下绕该安装孔往复拍动；所述右摇臂的右端与右连接杆的左端通过铆钉连接，所述右连接杆的右端与右翼杆中间的孔位通过铆钉连接，所述右翼杆的左端与支撑底座对应安装孔位铆接，所述右翼杆在右连接杆的带动下绕该安装孔往复拍动；

所述控制系统包含控制执行机构、球铰装置及飞控单元，所述控制执行机构包含滚转舵机臂、滚转舵机架、滚转舵机、俯仰舵机臂、俯仰舵机架及俯仰舵机；

所述动力系统为仿生扑翼飞行器的动力源，包括动力装置和电池，驱动所述传动系统实现扑翼的拍动运动；

所述控制执行机构的滚转舵机臂通过螺钉固定在所述支撑底座的控制机构安装孔位中，所述滚转舵机固定于所述滚转舵机架的预留腔体内；所述滚转舵机架后端与所述支撑底座形成滚转转动副，所述滚转舵机和所述滚转舵机架可绕该转动副轴线自由转动；所述俯仰舵机臂通过螺钉固定于所述滚转舵机架的预留安装孔位中，所述俯仰舵机固定于所述俯仰舵机架的预留腔体中；所述俯仰舵机架后端与所述滚转舵机架的预留孔位形成俯仰转动副，俯仰转动副与滚转转动副空间上相互垂直，所述俯仰舵机和所述俯仰舵机架可绕该转动副轴线自由转动；所述俯仰舵机架底端预留有扑翼张紧梁约束孔位，用于约束扑翼张紧梁的后缘端；所述球铰装置包括左、右转动球和左、右球铰固定座；左、右扑翼的张紧梁的前缘端插入所述左、右转动球的预留孔位中；所述左、右转动球分别置于所述支撑底座的左、右球铰安装槽中，所述左、右球铰固定座分别扣于所述左、右球铰安装槽上，从而形成球铰连接，扑翼的张紧梁可实现绕球铰前后左右自由转动。

2.如权利要求1所述一种基于双翼差动及舵机重心变化实现高控制力矩产生的仿生扑翼微型飞行器，其特征在于，所述控制系统飞控单元为高集成微型飞控板，其中至少集成了STM32F411CE主控芯片、MPU9050九轴传感器、RFM22B数传芯片及MS5611气压计，用于中控计算、采集飞行器姿态、姿态处理、控制指令计算和空地远程数据传输。

3.如权利要求1所述一种基于双翼差动及舵机重心变化实现高控制力矩产生的仿生扑翼微型飞行器，其特征在于，所述飞控单元通过柔性泡沫胶固定在支撑底座上。

4.如权利要求1所述一种基于双翼差动及舵机重心变化实现高控制力矩产生的仿生扑翼微型飞行器，其特征在于，所述动力系统动力装置为空心杯电机，电池为高性能锂电池。