[发明专利]一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人及其使用方法

说明书

本发明公开了一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人及其使用方法，涉及到仿生机器人技术领域，包括主机架，所述主机架上安装有仿生鹰头、用于为所述主机架提供飞行升力的扑翼内翅结构总成和扑翼外翅结构总成，所述仿生鹰头上安装有用于驱动扑翼内翅结构总成和扑翼外翅结构总成的扑翼动力总成。本发明通过爪部总成实现目标物体的抓取，通过腿部总成实现抓取角度和观察角度的调节，通过扑翼动力总成、扑翼内翅结构总成、扑翼外翅结构总成、尾翼总成配合实现本装置飞行姿态的有效调节，并提高姿态调节的精确度，从更好地实现起飞、平飞、上升下降、转弯和降落等姿态，同时通过扑翼外翅结构总成实现外翼的扭转，进一步提高飞行姿态的控制效果。

技术领域

本发明涉及仿生机器人技术领域，特别涉及一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人及其使用方法。

背景技术

飞行生物在飞行过程中有着复杂的扑翼运动方式，归纳起来有四种基本的运动方式：扑动(flapping)、扭转(twisting)、挥摆(swinging)、折叠(folding)，其中，扑动运动是绕与飞行方向相同的轴做上下运动拍动；扭转是绕翅翼中线的旋转运动；挥摆是绕与机身垂直轴的前后划动；折叠是翅膀沿翼展方向的伸展与弯曲。各种复杂的扑翼运动可以看作是这四种基本运动的合成。

仿生扑翼飞行机器人是一种模仿鸟类和昆虫飞行、基于仿生学原理设计制造的新型飞行机器人。扑翼飞行机器人与固定翼和旋翼式的飞行机器人相比，具有独特的优点：拥有很好的飞行灵活性和高升力以及飞行稳定性和抗干扰能力，可以依靠较少的能量进行长时间飞行。由于这些突出的优点，仿生扑翼飞行机器人在民用和国防领域有广阔的应用前景：(1)生化探测与环境监测；(2)城市反恐；(3)实施突袭；(4)低空侦察；(5)通信中继与信号干扰等。根据仿生扑翼飞行机器人的研究进展和未来的发展可以预见，当飞行机器人尺寸较小时，扑翼飞行比固定翼和旋翼飞行更具有优势，微型仿生扑翼飞行机器人也必将在该研究领域占据重要地位。

现有的仿鹰式扑翼机大多没有设计腿部结构实现抓取功能，且结构设计没有一套特有的方法，选型复杂，同时结构上大多没有设计尾翼机构或者尾翼机构只能实现单自由度的运动，扑翼结构上只能单一的上下扑动，不能实现仿鹰式的外翼扭转运动，因此，本申请提供了一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人及其使用方法来满足需求。

发明内容

本申请的目的在于提供一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人及其使用方法，以解决现有的仿鹰式扑翼机大多没有设计腿部结构实现抓取功能，且结构设计没有一套特有的方法，选型复杂，同时结构上大多没有设计尾翼机构或者尾翼机构只能实现单自由度的运动，扑翼结构上只能单一的上下扑动，不能实现仿鹰式的外翼扭转运动。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种新型的可抓取仿鹰式扑翼机器人，包括主机架，所述主机架上安装有仿生鹰头、用于为所述主机架提供飞行升力的扑翼内翅结构总成和扑翼外翅结构总成，所述仿生鹰头上安装有用于驱动扑翼内翅结构总成和扑翼外翅结构总成的扑翼动力总成，所述仿生鹰头上还安装有用于控制仿生鹰飞行姿态的尾翼总成、用于活动支撑主机架的腿部总成，所述腿部总成上安装有用于抓取物体的爪部总成；所述扑翼动力总成包括固定安装在所述主机架上的无刷电机，所述无刷电机的输出端固定连接有第一齿轮，所述主机架上转动套接有两个第一固定轴，所述第一固定轴的一端固定连接有与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮，所述第一固定轴的另一端固定连接有第三齿轮，所述主机架上固定安装有两个与所述第三齿轮相啮合的第四齿轮。

优选地，所述扑翼内翅结构总成包括与所述第四齿轮远离所述主机架的一侧转动连接的第二连杆，所述主机架上转动套接有两个第二固定轴，所述第二固定轴上转动套接有两个第一连杆，所述第二连杆远离所述第四齿轮的一端与所述第二固定轴转动连接，所述第二连杆远离所述第四齿轮的一侧转动连接有第三连杆，同侧两个所述第一连杆相互远离的一侧固定连接有同一第一固定框。