[发明专利]新型的微型仿生飞行器及其仿真分析方法

说明书

本发明公开了一种新型的微型仿生飞行器及其仿真分析方法，其中一种新型的微型仿生飞行器，包含：机体，机体的一端设有机头，机体的另一端设有尾翼；四肢，四肢设置在机体的底部；一对扑翼，一对扑翼设置在机体的顶部；四个动力电机，四个动力电机分别设置在四肢远离机体的一端；四个舵机，四个舵机分别设置在四肢和机体的连接处；齿轮传动模块，齿轮传递模块设置在机体上，用于传递动力驱动一对扑翼飞行。该微型仿生飞行器对蝗虫进行结构上的仿生，使扑翼和多旋翼相结合，优化了微型仿生飞行器行器的性能；对果蝇的楫翅的结构进行仿生，使其具备灵活转向以及迅速的平衡的能力，提升了应用空间。

技术领域

本发明涉及仿生学技术领域，特别涉及一种新型的微型仿生飞行器及其仿真分析方法。

背景技术

目前，常规飞行器的雷诺数属于高雷诺数(Re1×10⁶)的范围, 难以实现低雷诺数环境下的自由飞行，飞行效率低等诸多缺点。鸟类与昆虫的飞行雷诺数属于低雷诺数(1×10³Re1×10⁴)的范围，微型飞行器飞行雷诺数相近与鸟类与昆虫(1×10³Re1×10⁴)。与常规无人飞行器相比，MAV具有体积小、重量轻、成本低的飞行平台优势，操纵方便、机动灵活、噪音小、隐蔽性好，无论是在军事领域还是在民用领域，都有十分诱人的应用前景，当前国内外对于微型飞行器的应用场景主要为地质测绘、微型侦察、精准监测和灾后搜救等。当前国内外关于柔性结构的气动弹性问题和非线性气动力理论问题研究的不断加深，微型固定翼飞行器和微型旋翼飞行器的技术越来越成熟，但其自身难以克服的缺点也逐渐暴露出来。固定翼飞行器的尺寸较大、机动性差，对于起飞和降落要求较高，且不能实现悬停飞行。旋翼飞行器虽然能够实现悬停飞行，但是仍然存在低雷诺数环境下载荷小、续航能力差、气动效率低等诸多缺陷。

发明内容

根据本发明实施例，提供了一种新型的微型仿生飞行器，包含：

机体，机体的一端设有机头，机体的另一端设有尾翼；

四肢，四肢设置在机体的底部；

一对扑翼，一对扑翼设置在机体的顶部；

四个动力电机，四个动力电机分别设置在四肢远离机体的一端；

四个舵机，四个舵机分别设置在四肢和机体的连接处；

齿轮传动模块，齿轮传递模块设置在机体上，用于传递动力驱动一对扑翼飞行。

进一步，齿轮传动模块包含：

一对减速齿轮，一对减速齿轮相互啮合且转动设置在机体上；

一对驱动齿轮，一对驱动齿轮分别与一对减速齿轮相互啮合且转动设置在机体上；

一对驱动曲柄，一对驱动曲柄的一端分别套装在一对驱动齿轮的轴上；

一对扑动连杆，一对扑动连杆的一端分别设置在一对驱动曲柄的另一端；

一对折展件，一对折展件分别与一对扑动连杆相连接，一对折展件的一端铰接在一起，一对折展件分别连接一对扑翼。

进一步，齿轮传动模块还包含：

一对备用齿轮，一对备用齿轮分别与一对驱动齿轮相互啮合且转动设置在机体上。

进一步，还包含：一对平衡楫翅，一对平衡楫翅设置在机体上，一对平衡楫翅与机体的连接处均设有微型电机。

进一步，机体的另一端设有微型舵机，微型舵机驱动尾翼左右调整。

进一步，四个舵机控制四肢转动90°。

进一步，机体的机身最大直径小于15cm。

进一步，机体、四肢和一对扑翼采用碳纤维材料。