[发明专利]一种双段扑翼机传动机构

说明书

本发明公开了一种双段扑翼机传动机构，包括电机、机架中板、机架后板、一对曲柄、一对末级齿轮、二级齿轮轴、二级双联齿轮、初级齿轮、一对末级传动轴。本发明的双段扑翼机传动机构将末级齿轮与扑动机构的曲柄通过插销分别固定在末级传动轴，末级齿轮两端都有支撑，使末级的两个齿轮受力简单且可靠。本发明解决了末级齿轮采用传统悬臂支撑，容易滑齿，极限功率小的问题；相较于普遍的末级齿轮与扑动机构的曲柄固连，将末级齿轮与扑动机构的曲柄分开，末级齿轮和曲柄的受力情况较为简单，使曲柄的形变更小，扑动动作受材料弹性形变影响较小，使扑动动作更接近理论设计状态。

技术领域

本发明涉及一种扑翼机构，尤其是一种双段扑翼机传动机构。

背景技术

双段扑翼飞行器是一种更进一步的仿生类飞行机器人，具有飞行效率高、噪音小，外形仿生性强等特点，同时还兼具良好的灵活性，在军事领域、民用领域和其他科技领域都具有广阔的发展前景。

在自然界中有进行长距离飞行的鸟类的飞行动作可以分为四个阶段：下扑、折叠、上扑、展平，以此周期扑动。在扑动过程中通过翅膀的上下摆动，上扑前折叠翅膀，有效减少上扑阻力，减少能量消耗；下扑前展平翅膀，充分伸展翅膀有效面积最大。

虽然双段扑翼有在上扑过程能量消耗减少，提高能量利用率的优势，但相对于单段扑翼，上下扑动由于折叠翅膀和伸展翅膀的受力差和上扑下扑动的相位差带来的冲击载荷更加明显，传动机构的强度和刚度对双段扑翼的扑动影响较大。

在中国专利CN111268122A中，曲柄与齿轮组中的从动齿轮固定，从动齿轮采用悬臂支撑。但是采用悬臂支撑，会使得齿轮固定不可靠，在飞行过程中，由于冲击载荷作用，对转轴刚度要求很高，过小的轴刚度容易出现两从动齿轮滑齿，使左右翅膀相位不同步；由于齿轮啮合能力不足，承载力小，限制了机构的极限输出功率。曲柄与齿轮组中的从动齿轮固定，齿轮受力情况更加复杂，同时使曲柄有一定形变，使实际扑动动作与理论扑动有所偏差，加剧了对转轴刚度的要求。

发明内容

本发明的目的是为了提升现有双段扑翼飞行器的动力可靠性，保证输出轴刚度，提升末级齿轮啮合能力，以及增大扑动输出功率，提升载重能力，并拓宽其应用场景，因此提出一种双段扑翼机传动机构，该传动机构的结构简单，可靠性高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种双段扑翼机传动机构，包括电机、机架中板、机架后板、一对曲柄、一对末级齿轮、二级齿轮轴、二级双联齿轮、初级齿轮、一对末级传动轴；所述初级齿轮和二级双联齿轮的大齿轮啮合，所述二级双联齿轮的小齿轮与其中一个末级齿轮啮合，两个末级齿轮相互啮合；

所述电机固定设于所述机架后板上；

所述初级齿轮通过过盈配合固定于所述电机的电机轴上；

所述的机架中板与机架后板固定连接且二者的板面相互平行；

所述二级双联齿轮和一对末级齿轮均设于所述机架中板和所述机架后板之间；

所述二级齿轮轴设于所述二级双联齿轮中心；

所述一对曲柄设于所述一对末级传动轴上，所述的末级传动轴设于末级齿轮的中心；

所述一对末级齿轮与所述机架中板和所述机架后板的间距均小于1mm；所述机架中板和所述机架后板上设有轴承安装孔，轴承安装孔内安装有法兰轴承，所述的末级齿轮两端通过法兰轴承与机架中板和机架后板连接。

上述技术方案中，进一步地，所述机架后板上固定有定位碳管，定位碳管另一端穿过机架中板用于将机架中板与机架后板连接起来。