[发明专利]一种用于往复摆动机构的可调储能装置及包含该装置的扑翼飞行器驱动机构

说明书

本发明公开了一种用于往复摆动机构的可调储能装置及包含该装置的扑翼飞行器驱动机构，涉及往复摆动结构领域，结构简单、装卸方便、质量轻、成本低，并且储能可调节。所述往复摆动机构具有固定部件以及通过铰接轴铰接在固定部件上的摆动部件；所述可调储能装置包括固定安装在固定部件上的调节底座，与摆动部件同步摆动的摆动座，以及抵在调节底座和摆动座之间的扭簧；环形凹槽中设有两根分处在推杆两侧的弹簧，所述弹簧远离推杆的一端固定连接在滑动块上，所述滑动块也容置在所述环形凹槽中，并且与环形凹槽可拆卸的相连接。不仅可以适用于运动对称的机构，而且也可以适用于运动非对称的机构。

技术领域

本发明涉及往复摆动结构领域，尤其涉及储能可调节的往复摆动机构的改进。

背景技术

往复摆动机构是生活中比较常见的机构，广泛应用在作往复摆动运动的机械中，例如：抽油机的驴头、扑翼飞行器的扑动机构等。

以扑翼飞行器的扑动机构为例，在2021年3月南京航空航天大学胡坤所写的《仿生扑翼飞行器的设计制作与测试》论文中，以及中国发明专利（名称“一种具有空中飞行和地面扑跑功能的仿鸟机器人”、申请号“2020115608960”）中，设计了一种扑翼飞行器的扑动机构。如图6a、6b所示，该扑动机构是一种曲柄导杆机构，由电机19、支撑架20、两级齿轮减速机构21和曲柄导杆机构22组成。曲柄导杆机构22由副扑动杆23、主扑动杆24和齿轮26组成。电机19通过两级齿轮减速机构21将旋转运动传递给曲柄导杆机构22中的齿轮26，以驱动齿轮26单向旋转；由于曲柄导杆机构22的销钉25可在主扑动杆24上固定连接的导槽27内滑动，因此，在销钉25随齿轮26的旋转做圆周运动的同时，也将带动主扑动杆24以及与其啮合的副扑动杆23作往复摆动。当导槽27处于水平位置时，销钉25产生的作用力垂直于导槽27，此时扑动杆24受力最大。当导槽27处于极限位置时，销钉25与导槽27相切，此时扑动杆24受力为零，易发生卡顿。在销钉25一整周的运动中，导槽27会有两次处于水平位置，但由于两次的销钉25作用位置不同，即力臂不同，导致扑动杆24所受力矩不同。当扑动杆受到外界冲击时，易发生脱齿，引起飞行失效。在整个运动过程中，由于负载不均衡，输出功率波动大，电机发热，损耗能量，影响其使用寿命和续航能力。

因此，如何解决该扑动机构，即生活中常见的往复摆动机构存在的输出功率波动大、卡顿、传动失效和动力源发热等问题，就成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种用于往复摆动机构的可调储能装置及包含该装置的扑翼飞行器驱动机构，结构简单、装卸方便、质量轻、成本低，并且储能可调节，本案可应用于仿生扑翼飞行器的扑动机构，但不局限于此。

本发明的技术方案为：如图1-5所示，所述往复摆动机构具有固定部件以及通过铰接轴铰接在固定部件上的摆动部件；

所述可调储能装置包括固定安装在固定部件上的调节底座3，与摆动部件同步摆动的摆动座1，以及抵在调节底座3和摆动座1之间的扭簧2；

如图3所示，所述摆动座1上设有回转轴4、推杆5、连接孔6以及用于抵住扭簧2的安装槽一7，所述铰接轴也贯穿所述回转轴4，并且在连接孔6中设置连接摆动部件的同步销钉16，使得摆动座1与摆动部件同步摆动；

如图4a、4b所示，所述调节底座3上设有用于容置扭簧2的容置槽，并且在容置槽的侧壁上开设有用于抵住扭簧2的安装槽二14，所述调节座3中还设有用于容置推杆5的环形凹槽，所述环形凹槽中设有两根分处在推杆5两侧的弹簧，所述弹簧远离推杆5的一端固定连接在滑动块上，所述滑动块也容置在所述环形凹槽中，并且与环形凹槽可拆卸的相连接。这样，通过调整滑动块在环形凹槽中的初始位置，即可对两根弹簧进行相同或不同程度的预压，从而使得两根弹簧在初始状态下即可具有相同或不同程度的储能，实现本案中调节储能的目的。