[发明专利]一种仿鸟尾展开机构的驱动单元

说明书

本发明公开了一种仿鸟展开机构的驱动单元，属于柔性结构的驱动技术领域，本发明通过充气管充气使折纸管柔性结构驱动装置带动间距调整装置等间距收缩，使相邻脉管偏转，从而实现尾翼展开；当充气管放气时驱动装置收缩，驱动力减小并且间距调整装置等间距伸长，使相邻脉管回归平行排布状态，即尾翼并拢；本发明是结构紧凑，有足够运动行程，且体积小质量轻的驱动单元。

技术领域

本发明属于柔性结构的驱动技术领域，具体涉及一种仿鸟展开机构的驱动单元。

背景技术

仿鸟扑翼飞行器是一种模仿鸟类的飞行器，它的推进、举升和悬停系统都要依靠扑翼机构来实现,相对于固定翼与旋翼,它具有更好的机动灵活性。目前,各国都对仿鸟扑翼飞行器展开了研究，但是关于尾翼的设计还有待创新。鸟类飞行时尾翼羽毛并拢，盘旋或降落时尾翼展开以保持平衡，因此仿鸟飞行器要求尾翼可以独立驱动羽毛展开和收拢。

仿鸟飞行器的尾翼一般采用扇形展开，初始形态为等间距平行排布的羽毛，降落时羽毛脉管底部间距缩小形成相邻偏转，从而实现尾翼展开。该结构要求驱动器可以完成尾翼羽毛从并拢到展开的运动过程并且可以从展开状态回到并拢状态，且体积不能太大，因此，本发明的技术应运而生。

发明内容

本发明针对现有技术中仿鸟类的飞行器的基础上，根据仿鸟扑翼飞行器对尾翼的驱动要求，设计一种结构紧凑，有足够运动行程，体积小质量轻的驱动单元。

本发明是这样实现的：

一种仿鸟尾展开机构的驱动单元，包括支撑框架，支撑框架是由四个立板围成的长方形，框架前端立板设置支撑羽毛脉管支撑轴，羽毛的脉管绕支撑轴旋转，相邻脉管在搭接处距离不变，相互偏转实现尾翼的展开与并拢。

所述的支撑框架左右两侧壁均设置折纸管柔性结构驱动装置，左右两个折纸管柔性结构驱动装置之间设置间距调整装置；所述的折纸管柔性结构驱动装置一端为折纸管柔性结构驱动装置密封端板，所述的折纸管柔性结构驱动装置以及折纸管柔性结构驱动装置密封端板之间为折纸型的结构，可伸缩，所述的折纸管柔性结构驱动装置密封端板与间距调整装置相连接，在间距调整装置的竖直方向上设置若干脉管；所述的折纸管柔性结构驱动装置另一端为折纸管柔性结构驱动装置充气端板，所述的折纸管柔性结构驱动装置充气端板与支撑框架外的充气管相连通；折纸管柔性结构驱动装置固定在框架上并连接充气管，当从充气管充气时驱动装置沿轴向伸长，产生驱动力，密封端驱动间距调整装置缩小间距。

所述的充气管充气使折纸管柔性结构驱动装置带动间距调整装置等间距收缩，使相邻脉管偏转，从而实现尾翼展开；当充气管放气时驱动装置收缩，驱动力减小并且间距调整装置等间距伸长，使相邻脉管回归平行排布状态，即尾翼并拢。

进一步，所述的支撑框架的左右立板上设置悬挂轴，所述的悬挂轴与飞行器尾部相连，支撑框架整体可以在俯仰方向绕悬挂轴旋转。

进一步，所述的折纸管柔性结构驱动装置的高度位于支撑框架高度中间段，悬挂轴位于支撑框架两边立板的中部偏高处以维持总体平衡充气管在悬挂轴向下一段距离的位置。

进一步，所述的支撑框架两边的立板上设置供充气管通过的孔，使充气管穿过支撑框架的立板通向内部的折纸管柔性结构驱动装置，间距调整装置位于两个折纸管柔性结构驱动装置之间，脉管在支撑框架外与羽毛相连，若干羽毛形成尾翼。当从进气管充气时，尾翼羽毛脉管可以实现均匀张开，结构紧凑体积小并且具有自平衡的特点。

进一步，所述的支撑框架几何尺寸受鸟体尾部的空间限制，框架宽度不大于鸟尾整体的宽度，一般采用轻质铝合金材料。