[发明专利]一种扑翼飞行器

说明书

本发明公开了一种扑翼飞行器，属于扑翼飞行器技术领域。包括设置在扑翼飞行器主体底部的仿生弹跳装置，仿生弹跳装置包括储能机构和仿生弹跳机构；且储能机构和仿生弹跳机构中的部分部件形成下述仿生结构：一对髋关节，一对股骨，一对膝关节，一对胫骨，一对踝关节，一对跗跖骨，一对跗跖关节和一对趾骨；储能机构包括储能机架和设置在储能机架上的蓄能电机、前端反向扭力结构、后端反向扭力结构、储能弹簧、齿轮传动装置和储能释放结构；仿生弹跳机构包括右侧弹跳机构和左侧弹跳机构；右侧弹跳机构和左侧弹跳机构左右对称设置且结构相同：包括弹跳结构、飞行器支撑部和起降缓冲稳定结构。它具有弹跳性能好、仿生程度高、环境适应性强等特点。

技术领域

本发明涉及扑翼飞行器技术领域。

背景技术

扑翼飞行器作为一种仿生飞行的飞行器，使用灵活、隐蔽性能好，在国防军事方面有着十分广泛的应用前景。而在扑翼飞行器中，仿鸟扑翼飞行器具有更长的航时和更强的载荷能力，因此更具实用价值。目前，随着科技的发展，一些面向应用型的仿鸟扑翼飞行器已经被研制出来，如西北工业大学仿生飞行器团队研制的“信鸽”仿鸟扑翼飞行器侦查系统续航时间已经达到48分钟。

仿鸟扑翼飞行器在实际使用过程中，所携带的能源有限，同时所处的环境复杂多变（如在进行敌情侦查时，要求其隐蔽在某个角落进行定点监控，完成监控后再次起飞执行下一个任务），因此就需要仿鸟扑翼飞行器具备任意时间地点的自主起降能力。然而在现有技术中，绝大多数的仿鸟扑翼飞行器只能采用手抛起飞的方式，在公开的报道中，还未出现可自主起降的仿鸟扑翼飞行器，这已经成为阻碍仿鸟扑翼飞行器走向实际应用的一大障碍。

自然界中，对于具有飞行能力的鸟类来说，跳跃通常用于起飞阶段的加速，起飞时，腿部提供了主要初始加速度，当脚离开栖息地时，翅膀承接后续运动。类似的，仿鸟扑翼飞行器要完成起飞也需要达到相应的起飞速度和起飞高度（扑动翼翼尖最大幅度扑动时不触地的最小高度），因此将弹跳技术用于仿鸟扑翼飞行器上，使其起跳到一定高度并获得初速度完成自主起飞，是一种极具仿生价值和潜在应用价值的自主起降方式。

中国专利公开号：CN107792358A、公开日2018年3月13日、发明名称为一种轮腿式跑跳机构及扑翼式机器人，该申请公开了一种用于仿鸟扑翼飞行器自主起飞的轮腿式跑跳机构，使用时，通过轮式运动的助跑及弹跳驱动，使仿鸟扑翼飞行器达到相应的起飞速度和起飞高度从而自主起飞，其不足的地方是通过轮式运动将扑翼飞行器加速到起飞速度需要一定的滑跑距离，这对起飞场地平整程度提出了较高要求，降低了仿鸟扑翼飞行器的环境适应性。中国专利公开号：CN104015828A、公开日2014年9月3日、发明名称为一种仿生扑翼与弹跳多模式运动机器人，该申请公开了一种可以弹跳起飞的仿鸟扑翼飞行器，其不足的地方是所采用的弹跳机构为基于多平行四边形的机构，与自然界鸟类腿部外形相差甚远，仿生效果较差，不利于仿鸟扑翼飞行器的仿生外观。中国专利公开号：CN104590413A、公开日2015年5月6日、发明名称为一种仿生弹跳及行走机构，该申请公开了一种兼具行走与弹跳的机构，仿生效果较好，其不足的地方是，该机构由于涉及行走运动，导致驱动机构较为复杂，同时该机构未按照自然界鸟类腿部结构进行仿生设计，若直接用于仿鸟扑翼飞行器，则会导致结构重量大，起飞过程效率低下，同时由于其为单腿结构，从而造成起飞过程飞行器动态失稳，直接导致起飞失败。综上所述，仿鸟扑翼飞行器弹跳起飞技术仍存在诸多问题，亟待解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种扑翼飞行器，它具有弹跳性能好、仿生程度高、环境适应性强等特点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种扑翼飞行器，包括设置在扑翼飞行器主体底部的仿生弹跳装置，仿生弹跳装置包括储能机构和仿生弹跳机构；且储能机构和仿生弹跳机构中的部分部件形成下述仿生结构：一对髋关节，一对股骨，一对膝关节，一对胫骨，一对踝关节，一对跗跖骨，一对跗跖关节和一对趾骨；