[发明专利]一种可以实现扑动扭转复合运动的仿生扑翼执行机构

说明书

本发明实施例公开了一种可以实现扑动扭转复合运动的仿生扑翼执行机构，包括机架、电机、第一齿轮、主摆动机构、辅摆动机构，所述主摆动机构包括左、右异形齿轮摆杆、联动摆杆，所述第一齿轮与所述左、右异形齿轮摆杆任其一形成第一曲柄摆动导杆机构；所述机架两侧上分别摆动设置有所述联动摆杆，所述联动摆杆与所述左、右异形齿轮摆杆之间形成第二曲柄摆动导杆机构，所述主摆动机构、辅摆动机构结构对称且分别设置于所述机架前后侧，所述辅摆动机构通过传动轴与所述第一齿轮同步联动。采用本发明，可微型化程度更高，扑动幅度更接近昆虫实际飞行的水平，并且可以实现翅翼的大角度主动扭转，具有很高的仿生水平和应用价值。

技术领域

本发明涉及一种微型仿生扑翼飞行器执行机构，尤其涉及一种利用摆动导杆机构和异面摆杆驱动机构实现大幅度扑动和扭转复合运动的微型仿生扑翼执行机构。

背景技术

微型扑翼飞行器是一种仿照蜂鸟和昆虫飞行方式发展的一种新型飞行器，具有高隐蔽性、体积小、噪声小和很好地气动效率等特点。空气动力学相关的仿真及实验研究表明，增大扑动幅度和实现主动扑动扭转的复合运动能够有效的提高扑翼飞行的升阻比，翅翼扑动与扭转的耦合运动有利于提高扑翼飞行器的机动性。作为微型仿生扑翼飞行器，它在军事隐蔽侦察、窃取情报等方面具有很高的应用价值。

目前，国内外已经对微型扑翼飞行器展开了详细的研究，并且研究发展出数十种扑翼执行机构及微型扑翼飞行器。然而这些扑翼飞行器执行机构要么仅仅依靠翅翼的被动变形实现仿生扑翼模式，仿生水平较低；要么利用球铰或凸轮等机构达到扑动和扭转运动复合，难以微型化，制造困难；要么以增加驱动装置为代价提高扑翼飞行器的机动性，但受单个驱动装置体积重量的限制同样面临难以进一步微型化的问题。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种可以实现扑动扭转复合运动的仿生扑翼执行机构。使微型仿生扑翼飞行器具有高度仿生性的同时具有很大的微型化的潜力，使微型扑翼飞行器有机会在翼展10cm及以下的微尺寸范围内寻求突破。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种可以实现扑动扭转复合运动的仿生扑翼执行机构，包括机架、电机、第一齿轮、主摆动机构、辅摆动机构，所述主摆动机构包括左、右异形齿轮摆杆、联动摆杆，所述电机固定设置于所述机架上且与所述第一齿轮联动，所述左、右异形齿轮摆杆中部转动设置于所述机架上，且两者的相接面之间具有相啮合的齿，所述第一齿轮与所述左、右异形齿轮摆杆任其一形成第一曲柄摆动导杆机构；所述机架两侧上分别摆动设置有所述联动摆杆，所述联动摆杆与所述左、右异形齿轮摆杆之间形成第二曲柄摆动导杆机构，所述主摆动机构、辅摆动机构结构对称且分别设置于所述机架前后侧，所述辅摆动机构通过传动轴与所述第一齿轮同步联动。

进一步地，所述主摆动机构的联动摆杆上转动设置有第一摆头，所述辅摆动机构的联动摆杆上转动设置有第二摆头，所述第二摆头具有联动槽，所述第一摆头具有一滑动置入所述联动槽中的联动轴。

进一步地，所述第一曲柄摆动导杆机构包括偏心设置于所述第一齿轮的第一销轴以及设置于所述左、右异形齿轮摆杆任其一上的第一滑槽，所述第一销轴滑动配合于所述第一滑槽中。

进一步地，所述第二曲柄摆动导杆机构包括设置于所述联动摆杆上的第二滑槽以及设置于所述左、右异形齿轮摆杆末端上的第二销轴，所述第二销轴滑动配合于所述第二滑槽中。

进一步地，所述主摆动机构、辅摆动机构的联动摆杆均具有一本体以及一垂直于所述本体的安装体，所述第二滑槽设置于所述本体的侧面，所述第一摆头或第二摆头转动设置于所述安装体中。

更进一步地，所述机架包括下部的固定圆筒位、向两侧延伸的两侧翼以及中部位置的转座，所述左、右异形齿轮摆杆分别设置于所述两侧翼上，所述传动轴转动设置于所述转座中，所述电机固定设置于所述固定圆筒位中。

更进一步地，所述左、右异形齿轮摆杆具有相互啮合的扇形齿轮。