[发明专利]一种扑翼飞行器用仿生弹跳装置

权利要求书

1.一种扑翼飞行器用仿生弹跳装置，其特征在于：包括储能机构和仿生弹跳机构；且所述储能机构和所述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；

所述储能机构包括储能机架（2）和设置在所述储能机架（2）上的蓄能电机（3）、前端反向扭力结构、后端反向扭力结构、角度传感器、储能弹簧（4）、齿轮传动装置和储能释放结构；

所述前端反向扭力结构和所述后端反向扭力结构相同：包括反向扭力轴（5），右侧反向扭力杆（6）和左侧反向扭力杆（7），所述右侧反向扭力杆（6）和左侧反向扭力杆（7）的上端分别与所述反向扭力轴（5）的右端和所述反向扭力轴（5）的左端固定连接，所述右侧反向扭力杆（6）和左侧反向扭力杆（7）的下端通过反向扭力臂连接轴（8）固定连接在一起，以使所述右侧反向扭力杆（6）和左侧反向扭力杆（7）对称设置在所述反向扭力轴（5）的左右两端，共同形成反向扭力臂，所述反向扭力轴（5）与所述储能机架（2）转动连接，所述前端反向扭力结构和所述后端反向扭力结构前后对称设置；

所述角度传感器用于检测所述前端反向扭力结构或所述后端反向扭力结构中反向扭力轴（5）相对于所述储能机架（2）的旋转角度；

所述储能弹簧（4）安装在所述前端反向扭力结构的反向扭力臂和所述后端反向扭力结构的反向扭力臂之间，以使所述前端反向扭力结构的反向扭力臂和所述后端反向扭力结构的反向扭力臂之间具有弹性；

所述齿轮传动装置包括前端反向扭力结构驱动齿轮（9），后端反向扭力结构驱动齿轮（10），电机轴齿轮（11）和齿轮传动结构；所述前端反向扭力结构驱动齿轮（9）和后端反向扭力结构驱动齿轮（10）分别安装在前端反向扭力结构的反向扭力轴（5）和后端反向扭力结构的反向扭力轴（5）上，且它们之间啮合连接在一起，所述电机轴齿轮（11）安装在电机转轴上，所述电机轴齿轮（11）通过齿轮传动结构与所述前端反向扭力结构的反向扭力轴（5）或所述后端反向扭力结构的反向扭力轴（5）齿轮传动连接；当所述蓄能电机（3）工作时，所述齿轮传动装置驱动所述前端反向扭力结构的反向扭力臂和所述后端反向扭力结构的反向扭力臂相背远离，从而对所述储能弹簧（4）进行拉伸，使所述储能弹簧（4）蓄能；

所述储能释放结构包括棘轮（13），棘爪离合机构和棘爪（14），所述棘轮（13）安装在所述前端反向扭力结构的反向扭力轴（5）或所述后端反向扭力结构的反向扭力轴（5）上，所述棘爪离合机构包括棘爪离合电机（15），摆臂（16），偏心轴（17）和扭簧（18），所述棘爪离合电机（15）固定在所述储能机架（2）上，所述摆臂（16）的一端与所述储能机架（2）转动连接，所述摆臂（16）的另一端沿摆臂（16）中心线方向设有偏心轴适配槽（19），所述偏心轴（17）的一端与所述棘爪离合电机（15）的转轴固定连接，所述偏心轴（17）的另一端滑配于所述偏心轴适配槽（19）内，所述棘爪（14）的后端部与所述摆臂（16）中部转动连接，所述扭簧（18）安装在所述摆臂（16）与所述棘爪（14）之间，以使所述棘爪（14）对准所要配合的所述棘轮（13）的轮齿部位，以限定所述棘爪（14）相对于所述棘轮（13）的配合角度；当所述棘爪离合电机（15）正向或反向转动时，所述棘爪离合电机（15）的转轴带动所述偏心轴（17）的外端相对于所述棘爪离合电机（15）的转轴做偏心运动，以使所述摆臂（16）做径向地靠近或远离所述棘轮（13）的运动；当所述摆臂（16）靠近所述棘轮（13）时，所述棘爪（14）在所述扭簧（18）限定的配合插入角度下接近并插入棘轮（13）的齿内，以阻止所述棘轮（13）运转，从而使所述前端反向扭力结构的反向扭力臂和所述后端反向扭力结构的反向扭力臂处于相背远离运动后拉伸所述储能弹簧（4）状态，使所述储能弹簧（4）蓄能；当所述摆臂（16）远离所述棘轮（13）时，所述棘爪（14）与所述棘轮（13）分离，使所述棘轮（13）处于自由状态，从而使所述前端反向扭力结构的反向扭力臂和所述后端反向扭力结构的反向扭力臂向内侧运动的约束力解除，使所述储能弹簧（4）释放能量，在所述储能弹簧（4）弹力的作用下向内侧快速靠拢；

所述仿生弹跳机构包括右侧弹跳机构和左侧弹跳机构；

所述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（22）和起降缓冲稳定结构；

所述弹跳结构包括弹跳杆（20）和后弹力杆（21），所述后弹力杆（21）的后端与所述弹跳杆（20）的中部转动连接，以形成弹跳杆（20）的后弹力爆发点(23)；

所述飞行器支撑部（22）用于将仿鸟扑翼飞行器支撑于地面上；

所述起降缓冲稳定结构设置在所述弹跳杆（20）和所述飞行器支撑部（22）之间，所述起降缓冲稳定结构包括重力支撑结构和重力缓冲结构；所述弹跳杆（20）的底部与所述飞行器支撑部（22）通过重力支撑转轴（24）连接，以形成所述起降缓冲稳定结构的重力支撑结构；所述重力缓冲结构包括重力缓冲滑轴滑槽（25）、滑轴（26）、重力缓冲拉簧（27）和重力缓冲支撑杆（28）；所述重力缓冲滑轴滑槽（25）位于所述飞行器支撑部（22）的后端，且前后向设置，所述滑轴（26）滑配连接于所述重力缓冲滑轴滑槽（25）内，所述重力缓冲拉簧（27）设置在所述滑轴（26）与所述重力缓冲滑轴滑槽（25）的前端之间，所述重力缓冲支撑杆（28）的底端与所述滑轴（26）固定连接，其顶端与所述弹跳杆（20）靠近底部位置转动连接，且由上至下向后倾斜，以使所述重力缓冲支撑杆（28），所述弹跳杆（20）及所述滑轴（26）与所述重力支撑转轴（24）之间形成三角形重力缓冲结构；在飞行器在起降过程中，所述滑轴（26）与所述重力支撑转轴（24）之间受所述重力缓冲拉簧（27）作用产生长度变化，从而产生拉伸力，以使所述右侧弹跳机构和左侧弹跳机构具有重力缓冲的弹性功能；

所述右侧弹跳机构的所述弹跳杆（20）上端与所述后端反向扭力结构的右侧反向扭力杆（6）的下端转动连接，所述右侧弹跳机构的所述后弹力杆（21）的前端与所述前端反向扭力结构的右侧反向扭力杆（6）的下端转动连接；所述左侧弹跳机构的所述弹跳杆（20）的上端与所述后端反向扭力结构的左侧反向扭力杆（7）的下端转动连接，所述左侧弹跳机构的所述后弹力杆（21）的前端与所述前端反向扭力结构的左侧反向扭力杆（7）的下端转动连接；

所述前端反向扭力结构的所述反向扭力轴（5）的左端和右端与所述储能机架（2）转动连接部位形成所述仿生结构的一对髋关节，所述前端反向扭力结构的右侧反向扭力杆（6）和左侧反向扭力杆（7）形成所述仿生结构的一对股骨，所述前端反向扭力结构的右侧反向扭力杆（6）和左侧反向扭力杆（7）与两个所述后弹力杆（21）的前端转动连接部位形成所述仿生结构的一对膝关节，两个所述后弹力杆（21）形成所述仿生结构的一对胫骨，两个所述弹跳杆（20）的所述后弹力爆发点(23)形成所述仿生结构的一对踝关节，两个所述后弹力爆发点(23)以下的所述弹跳杆（20）部分形成所述仿生结构的一对跗跖骨，两个所述起降缓冲稳定结构形成所述仿生结构的一对跗跖关节，两个所述飞行器支撑部（22）形成所述仿生结构的一对趾骨。