详情

原文传递一种基于电磁致动器驱动的微型扑翼机构

专利名称：	一种基于电磁致动器驱动的微型扑翼机构
摘要：	本发明公开了一种基于电磁致动器驱动的微型扑翼机构，属于机器人领域，包括基座、电磁线圈、摇动磁铁、回中辅助磁铁、扑动铰链、攻角辅助磁铁、攻角偏转铰链、翅翼。其中，基座用于固定其他组分，电磁线圈通电后产生磁场，摇动磁铁固定在扑动铰链之上与线圈产生因电磁力相互作用，回中辅助磁铁用于确定扑动铰链的中心位置并储存及释放能量，扑动铰链用于驱动翅翼的扑动角，攻角辅助磁铁用于确定攻角偏转铰链的中心位置并储存及释放能量，而攻角偏转铰链用于改变翅翼的偏转角，翅翼则用于和空气作用产生升力。本发明中两个翼可以独立控制，使机体更加灵活。储能结构的设计增加了机构的效率，减少了机构的刚性碰撞，增加了机构可靠性和使用寿命。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	天津;12
申请人：	南开大学
发明人：	方勇纯;钱辰;胡天帅;曾庆怡
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201910139566.5
公开号：	CN109823533A
代理机构：	天津耀达律师事务所
代理人：	张耀
分类号：	B64C33/02(2006.01);B;B64;B64C;B64C33
申请人地址：	300071 天津市南开区卫津路94号
主权项：	1.一种基于电磁致动器驱动的微型扑翼机构，其特征在于：包括基座(8)和基座(8)两端对称的设置的两个子机构，所述的子机构包括与基座(8)胶连的电磁线圈(6)，电磁线圈(6)的两侧用瞬干胶胶连回中辅助磁铁(5)；包括与基座(8)通过转动槽相连接的扑动铰链(4)，扑动铰链(4)上设有攻角转轴(9)，设有的攻角偏转铰链(2)与扑动铰链(4)上的攻角转轴(9)相胶连；包括翅翼(1)，胶连于攻角偏转铰链(2)上；包括摇动磁铁(7)，胶连于扑动铰链(4)上，并使摇动磁铁(7)置于电磁线圈(6)内；所述的攻角偏转铰链(2)上设有攻角辅助磁铁(3)。 2.根据权利要求1所述的基于电磁致动器驱动的微型扑翼机构，其特征在于：通过攻角辅助磁铁(3)和摇动磁铁(7)存储扑翼扭转的动能为磁力势能，并在合适的时机再次转换为动能从而有助于扑翼机构高效的飞行。 3.根据权利要求1或2所述的基于电磁致动器驱动的微型扑翼机构，其特征在于：通过更改不同的对两组独立运动的子机构的输入信号，产生不同的力与力矩，控制整个扑翼机构飞行过程中的姿态，从而完成不同的飞行动作。 4.根据权利要求2所述的基于电磁致动器驱动的微型扑翼机构，其特征在于：攻角(12)在扑动过程中前后各有被动旋转的停止机构，以确定其攻角被动变化的极限位置；该被动旋转的停止机构是：设置在扑动铰链(4)上的被动旋转的停止机构对应的突起(13)与被动旋转的停止机构对应的另一个突起(17)共同组成的机构，当攻角偏转铰链(2)在扑动过程中应阻力而绕固定在攻角转轴安装槽(16)中的转轴，扭转到预定角度时，扑动铰链(4)上的被动旋转的停止机构对应的突起(13)与被动旋转的停止机构对应的另一个突起(17)接触并阻止角度继续增大。 5.根据权利要求1或2所述的基于电磁致动器驱动的微型扑翼机构，其特征在于：扑动角(10)和攻角(12)的变化均采用铰链机构。 6.根据权利要求1所述的基于电磁致动器驱动的微型扑翼机构，其特征在于：基座(8)、扑动铰链(4)、攻角偏转铰链(2)由尼龙材料3D打印制备而成；翅翼(1)包括翼脉和翼膜两部分组成，其中翼脉使用CNC对碳纤维板进行切割加工制成，翼膜采用聚酰亚胺膜，在与翅翼同形状模具辅助下，切割制作而成；攻角转轴(9)采用碳纤维杆制作得到。 7.根据权利要求1所述的基于电磁致动器驱动的微型扑翼机构，其特征在于：攻角偏转铰链(2)上设有翅翼安装槽(18)，翅翼(1)用瞬干胶安装于攻角偏转铰链(2)的翅翼安装槽(18)内。 8.根据权利要求1所述的基于电磁致动器驱动的微型扑翼机构，其特征在于：攻角辅助磁铁(3)磁极方向与所对应的扑动铰链(4)上的摇动磁铁(7)磁极方向一致。 9.根据权利要求1所述的基于电磁致动器驱动的微型扑翼机构，其特征在于：回中辅助磁铁(5)磁极方向与所对应的扑动铰链(4)上的摇动磁铁(7)磁极方向一致。 10.根据权利要求1所述的基于电磁致动器驱动的微型扑翼机构，其特征在于：扑动铰链(4)有一定弹性，先掰开再卡入基座(8)上对应设置的转动槽内。
所属类别：	发明专利