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原文传递基于十字轴铰链的仿生三维扑动扑翼飞行器及驱动方法

专利名称：	基于十字轴铰链的仿生三维扑动扑翼飞行器及驱动方法
摘要：	本发明提供一种基于十字轴铰链的仿生三维扑动扑翼飞行器及驱动方法，基于十字轴铰链的仿生三维扑动扑翼飞行器包括机架(1)、扑动驱动机构(2)、左扑动翼(4)、右扑动翼(5)、折叠控制机构和尾翼(6)；折叠控制机构包括折叠控制器(5)、第1折叠连杆(5D)和第2折叠连杆(5E)。扑动和折叠运动，周期相同，相位差90度。优点为：(1)机翼在下扑时完全展开，在上扑时适当折叠，此种运动能够更接近于鸟类动作，具有仿生程度高、气动效率高、有效载荷大以及机动性好等优点。(2)扑翼过程和折叠过程共用同一个电机驱动，简化了系统的复杂度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西北工业大学
发明人：	陈昂;宋笔锋;杨文青;年鹏;梁少然;薛栋;宣建林
专利状态：	有效
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201810813699.1
公开号：	CN108945432A
代理机构：	北京市盛峰律师事务所 11337
代理人：	席小东
分类号：	B64C33/02(2006.01)I;B;B64;B64C;B64C33;B64C33/02
申请人地址：	710000 陕西省西安市友谊西路127号
主权项：	1.一种基于十字轴铰链的仿生三维扑动扑翼飞行器，其特征在于，包括机架(1)、扑动驱动机构(2)、左扑动翼(4)、右扑动翼(5)、折叠控制机构和尾翼(6)；所述机架(1)的左右两侧对称安装左扑动翼(4)和右扑动翼(5)；所述扑动驱动机构(2)包括扑动电机以及同时与所述扑动电机的输出轴联动的并且对称设置的左扑动驱动单元和右扑动驱动单元；所述左扑动驱动单元的输出端与所述左扑动翼(4)连接，所述右扑动驱动单元的输出端与所述右扑动翼(5)连接；所述扑动电机同时驱动所述左扑动驱动单元和右扑动驱动单元动作，进而带动所述左扑动翼(4)和所述右扑动翼(5)同时进行扑动动作；其中，所述左扑动驱动单元和所述右扑动驱动单元的结构相同，均包括：齿轮减速器、圆锥套筒摇臂(2.4)和十字扑动轴(2.5)；齿轮减速器安装于所述机架(1)上，所述齿轮减速器直接与所述扑动电机连接；所述十字扑动轴(2.5)包括呈十字形交叉设置的扑动长轴(2.5.1)和扑动短轴(2.5.2)；所述圆锥套筒摇臂(2.4)为长度可自适应调节的摇臂；所述圆锥套筒摇臂(2.4)的一端与所述齿轮减速器的末级齿轮的偏心轴孔铰接，所述圆锥套筒摇臂(2.4)的另一端具有上下两个夹头，上下夹头各与所述扑动短轴(2.5.2)的上下两端铰接；同时，所述扑动短轴(2.5.2)的两端与扑动翼的翼根铰接，作为扑动翼扑动的扑动轴；当所述扑动电机带动所述齿轮减速器旋转时，旋转运动使圆锥套筒摇臂(2.4)在空间中的轨迹形成一个圆锥面，其中，圆锥面的锥顶角为扑动短轴(2.5.2)所在位置，并将旋转运动转换为扑动短轴(2.5.2)的上下扑动运动；当所述扑动短轴(2.5.2)做上下扑动运动时，带动扑动翼进行上下扑动运动；并且，当所述圆锥套筒摇臂(2.4)在空间中旋转一周时，所述扑动翼完成一个周期的上下扑动运动；所述折叠控制机构包括折叠控制器(5)、第1折叠连杆(5D)和第2折叠连杆(5E)；其中，所述折叠控制器(5)包括动力输入滑块(5A)、伺服输入滑块(5B)和折叠输出滑块(5C)；所述伺服输入滑块(5B)悬挂安装于所述扑动长轴(2.5.1)的下方；所述折叠输出滑块(5C)可滑动安装于所述伺服输入滑块(5B)的上面，并且，所述折叠输出滑块(5C)的顶部通过第1小滑块(5C‑1)与所述扑动长轴(2.5.1)滑动连接；所述第2折叠连杆(5E)的一端与所述第1小滑块(5C‑1)铰接，所述第2折叠连杆(5E)的另一端与扑动翼的翼根位置连接，用于通过所述第2折叠连杆(5E)的动作，带动所述扑动翼进行折叠或展开动作；所述动力输入滑块(5A)的顶部通过第2小滑块(5A‑1)与所述扑动长轴(2.5.1)滑动连接，所述第1折叠连杆(5D)的一端与所述第2小滑块(5A‑1)铰接，所述第1折叠连杆(5D)的另一端与所述圆锥套筒摇臂(2.4)铰接；从而将圆锥套筒摇臂(2.4)的圆周运动中导出沿前后方向的往复运动；因此，当所述圆锥套筒摇臂(2.4)在空间中进行圆锥轨迹的旋转运动时，通过所述第1折叠连杆(5D)带动所述动力输入滑块(5A)进行前后方向的直线往复运动，并且，当所述圆锥套筒摇臂(2.4)旋转一周时，所述动力输入滑块(5A)完成一个周期的直线往复运动；所述动力输入滑块(5A)完成一个周期的直线往复运动时，驱动所述折叠输出滑块(5C)完成一个周期的直线往复运动；当所述折叠输出滑块(5C)完成一个周期的直线往复运动时，带动扑动翼进行一个周期的折叠运动，即：从初始的完全展开状态开始，逐渐开始折叠，当达到折叠最小状态后，再逐渐开始展开，直到恢复到完全展开状态。
所属类别：	发明专利