雙關(guān)節(jié)仿生撲翼飛行器的制造方法
【專利摘要】雙關(guān)節(jié)仿生撲翼飛行器，屬于航空航天領(lǐng)域。其包括機(jī)身、撲翼驅(qū)動(dòng)裝置、主翼、副翼、主翼關(guān)節(jié)、副翼關(guān)節(jié)、尾翼驅(qū)動(dòng)裝置、尾翼，其特征在于：機(jī)身包括機(jī)身橫梁和機(jī)身骨架，兩相同的機(jī)身骨架并排固接在機(jī)身橫梁上，機(jī)身橫梁穿過機(jī)身骨架的中心。撲翼驅(qū)動(dòng)裝置固接在機(jī)身骨架上，主翼通過主翼關(guān)節(jié)與機(jī)身骨架相連，主翼可以主翼關(guān)節(jié)為轉(zhuǎn)軸，繞機(jī)身骨架作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。副翼通過副翼關(guān)節(jié)與主翼相連，副翼可以主副翼關(guān)節(jié)為轉(zhuǎn)軸，繞主翼作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。尾翼驅(qū)動(dòng)裝置5固接在機(jī)身橫梁的后端，尾翼與尾翼驅(qū)動(dòng)裝置連接。本發(fā)明可以保證左右撲翼機(jī)構(gòu)的完全對(duì)稱，提高了飛行的穩(wěn)定性。
【專利說明】雙關(guān)節(jié)仿生撲翼飛行器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有雙關(guān)節(jié)的仿生撲翼飛行器，其主翼與副翼通過連桿傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)高仿生度的撲翼動(dòng)作，副翼的撲動(dòng)是確定的、有規(guī)律的，屬于航空航天領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]撲翼飛行是自然界中動(dòng)物飛行最優(yōu)的方式之一。撲翼飛行器與固定翼和螺旋槳飛行器相比具有高氣動(dòng)效率、大載重、易起降等優(yōu)點(diǎn)，可以運(yùn)用在載人交通、無人機(jī)等方面。
[0003]考慮到撲翼飛行器潛在的使用價(jià)值和技術(shù)推動(dòng)作用，日、美等發(fā)達(dá)國(guó)家都給予高度重視。加之固定翼和旋翼飛行器在現(xiàn)今執(zhí)行任務(wù)時(shí)和運(yùn)用中所遇到的不足，為了適應(yīng)任務(wù)的復(fù)雜性和環(huán)境的多樣性，集舉升、懸停和推進(jìn)功能于一體，具有更大的機(jī)動(dòng)靈活性、更好的避障能力和低廉的飛行費(fèi)用的仿生撲翼飛行器就受到了國(guó)內(nèi)外眾多科學(xué)家的關(guān)注與探討。
[0004]國(guó)際上對(duì)撲翼飛行器的研究已經(jīng)很多，他們幾乎都是研究的是單關(guān)節(jié)撲翼的飛行器。這類飛行器要實(shí)現(xiàn)載人幾乎是不可能的，因?yàn)檫@種單關(guān)節(jié)撲翼受到各種限制，導(dǎo)致翼展在2米以下，而且負(fù)重能力差。自然界中，大翼展的鳥類也幾乎都是多關(guān)節(jié)的。未來要實(shí)現(xiàn)撲翼載人，多關(guān)節(jié)、大翼展的仿生撲翼飛行器是最為可行的選擇之一。
[0005]專利號(hào)為200910017614.X的專利中介紹了一種雙向同步自動(dòng)翻轉(zhuǎn)撲翼機(jī)，其副翼的撲動(dòng)是依靠氣流對(duì)其作用力實(shí)現(xiàn)被動(dòng)翻轉(zhuǎn)的，而且撲動(dòng)無規(guī)律、不可控，左右撲翼不對(duì)稱，很難實(shí)現(xiàn)實(shí)際飛行。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種具有雙關(guān)節(jié)的仿生撲翼飛行器，其主翼與副翼通過機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)高仿生度的撲翼動(dòng)作，副翼的撲動(dòng)是確定的、有規(guī)律的，左右撲翼的機(jī)構(gòu)是完全對(duì)稱的，真正地實(shí)現(xiàn)了鳥類的撲翼動(dòng)作的仿生。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案:該雙關(guān)節(jié)仿生撲翼飛行器包括機(jī)身、撲翼驅(qū)動(dòng)裝置、主翼、副翼、主翼關(guān)節(jié)、副翼關(guān)節(jié)、尾翼驅(qū)動(dòng)裝置、尾翼，其特征在于:機(jī)身包括機(jī)身橫梁11和機(jī)身骨架15,兩相同的機(jī)身骨架15并排固接在機(jī)身橫梁11上，機(jī)身橫梁11穿過機(jī)身骨架15的中心。撲翼驅(qū)動(dòng)裝置10固接在機(jī)身骨架15上，主翼通過主翼關(guān)節(jié)12與機(jī)身骨架15相連，主翼可以主翼關(guān)節(jié)12為轉(zhuǎn)軸，繞機(jī)身骨架15作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。副翼通過副翼關(guān)節(jié)8與主翼相連，副翼可以主副翼關(guān)節(jié)8為轉(zhuǎn)軸，繞主翼作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。尾翼驅(qū)動(dòng)裝置5固接在機(jī)身橫梁11的后端，尾翼與尾翼驅(qū)動(dòng)裝置連接。
[0008]撲翼驅(qū)動(dòng)裝置10包括無刷電機(jī)16、齒輪17、曲柄18、連桿19、齒輪軸20、滾珠軸承21、銷軸22,無刷電機(jī)16固定在機(jī)身骨架15上,無刷電機(jī)的輸出軸與一個(gè)齒輪17同軸心連接，齒輪軸20固接在兩個(gè)機(jī)身骨架15上，兩個(gè)同樣的齒輪17通過滾珠軸承21連接在齒輪軸20的前端，并通過嚙合傳動(dòng)，兩個(gè)曲柄18分別與齒輪17固接在一起，無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)連桿19通過銷軸22分別與曲柄18連接，連桿19可以銷軸22為轉(zhuǎn)軸，與曲柄18作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009]主翼包括主翼?xiàng)U13、主翼聯(lián)動(dòng)桿26、主翼骨架9、主翼加強(qiáng)桿6、機(jī)翼蒙皮14，主翼?xiàng)U13的機(jī)身端平行固接有兩個(gè)主翼?xiàng)U連接件24，主翼?xiàng)U連接件24的一端通過銷軸22和連桿19連接。主翼?xiàng)U13的副翼端平行固接有兩個(gè)主翼聯(lián)動(dòng)桿連接件27，有三個(gè)主翼骨架9等間距地固接在主翼?xiàng)U13上，主翼骨架9的上下表面蒙有機(jī)翼蒙皮14，主翼加強(qiáng)桿6穿過三個(gè)主翼骨架9并與主翼?xiàng)U13和主翼骨架9固接在一起，主翼加強(qiáng)桿6的機(jī)身端固接有主翼加強(qiáng)桿連接件25。主翼通過主翼?xiàng)U連接件24和主翼加強(qiáng)桿連接件25固接在主翼轉(zhuǎn)軸23上，主翼轉(zhuǎn)軸23連接在機(jī)身骨架15上。主翼聯(lián)動(dòng)桿26的兩端分別固接有兩個(gè)主翼聯(lián)動(dòng)桿連接件27。
[0010]副翼包括有副翼?xiàng)U7、副翼骨架1、機(jī)翼蒙皮14，主翼?xiàng)U13和主翼聯(lián)動(dòng)桿26的副翼端上的兩對(duì)主翼聯(lián)動(dòng)桿連接件27分別通過副翼關(guān)節(jié)銷軸29與兩個(gè)副翼?xiàng)U連接件28相連接，兩副翼?xiàng)U28之間固接有副翼?xiàng)U7，副翼?xiàng)U7上等間距地固接著4個(gè)副翼骨架1，副翼骨架I上蒙有機(jī)翼蒙皮14，使得副翼截面形狀為凹凸型。
[0011]尾翼驅(qū)動(dòng)舵裝置包括有舵機(jī)固定件30、舵機(jī)31、臂32、球關(guān)節(jié)連桿33、十字聯(lián)軸節(jié)34、尾翼連接件35，兩個(gè)舵機(jī)31水平放置，并通過舵機(jī)固定件30與機(jī)身橫梁11固接在一起，兩個(gè)舵臂32分別與兩個(gè)舵機(jī)31連接，舵臂32在舵機(jī)驅(qū)動(dòng)下，可以與舵機(jī)31作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。兩個(gè)球形關(guān)節(jié)連桿33的兩端分別與舵臂32和尾翼連接件35連接，尾翼關(guān)節(jié)35通過十字聯(lián)軸節(jié)34與機(jī)身橫梁11連接，尾翼關(guān)節(jié)35可以與機(jī)身橫梁11作水平和豎直兩個(gè)自由度的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
[0012]尾翼包括有尾翼垂直舵3、尾翼水平舵4，尾翼垂直舵3垂直固接在尾翼水平舵4上，尾翼水平舵4固接在尾翼連接件35上。
[0013]本發(fā)明工作時(shí)電源及控制模塊2驅(qū)動(dòng)無刷電機(jī)16逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，無刷電機(jī)16通過齒輪軸20將扭矩傳遞給右側(cè)的齒輪17，使得右側(cè)的齒輪17逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，左右兩側(cè)的兩個(gè)齒輪17通過嚙合，實(shí)現(xiàn)對(duì)稱旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。右側(cè)的曲柄18在右側(cè)的齒輪17的帶動(dòng)下驅(qū)動(dòng)連桿19上下運(yùn)動(dòng)，連桿19驅(qū)動(dòng)主翼?xiàng)U18繞著主翼關(guān)節(jié)12擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主翼的上下?lián)鋭?dòng)。連桿19同時(shí)還驅(qū)動(dòng)主翼聯(lián)動(dòng)桿26相對(duì)主翼?xiàng)U18平行移動(dòng)，主翼?xiàng)U18和主翼聯(lián)動(dòng)桿26共同驅(qū)動(dòng)副翼?xiàng)U7，使得副翼?xiàng)U7繞著副翼關(guān)節(jié)8上下擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)副翼的上下?lián)鋭?dòng)。主翼和副翼的上下?lián)鋭?dòng)的共同作用效果實(shí)現(xiàn)了與鳥類相似的撲翼動(dòng)作。通過電源及控制模塊2還驅(qū)動(dòng)著尾翼驅(qū)動(dòng)裝置中的舵機(jī)31。兩個(gè)舵機(jī)31同時(shí)向后擺動(dòng)，尾翼隨之相對(duì)機(jī)身向下運(yùn)動(dòng)，撲翼機(jī)向下俯沖，兩個(gè)舵機(jī)31同時(shí)向前擺動(dòng)，尾翼隨之相對(duì)機(jī)身向上運(yùn)動(dòng)，撲翼機(jī)向上仰，左右舵機(jī)31 —前一后擺動(dòng)，尾翼隨之相對(duì)機(jī)身左右運(yùn)動(dòng)，撲翼機(jī)左右轉(zhuǎn)向。飛行過程中改變撲翼的頻率還可以使得撲翼機(jī)爬升或下降。
[0014]本發(fā)明采取以上技術(shù)方案的有益效果是:左右撲翼動(dòng)作通過齒輪嚙合傳動(dòng)，這種傳動(dòng)方式可以保證左右撲翼機(jī)構(gòu)的完全對(duì)稱，提高了飛行的穩(wěn)定性。撲翼為雙關(guān)節(jié)、兩段式撲翼，副翼的撲動(dòng)通過主翼聯(lián)動(dòng)桿的傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了副翼與主翼的聯(lián)動(dòng)，這種撲動(dòng)方式更加具有仿生性，而且副翼的撲動(dòng)確定的、有規(guī)律的。尾翼的動(dòng)作通過兩個(gè)舵機(jī)的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，使得尾翼的動(dòng)作更加靈活，更像鳥類的尾翼，操控更加方便；可以運(yùn)用在雙關(guān)節(jié)、大翼展的仿生飛行器的設(shè)計(jì)制造上?！緦＠綀D】
【附圖說明】
[0015]圖1本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖
[0016]圖2本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)示意圖
[0017]圖3本發(fā)明的撲翼裝置機(jī)構(gòu)示意圖
[0018]圖4本發(fā)明的副翼關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖5本發(fā)明的副翼關(guān)節(jié)正視圖
[0020]圖6本發(fā)明的副翼關(guān)節(jié)俯視圖
[0021]圖7本發(fā)明的撲翼驅(qū)動(dòng)裝置正視圖
[0022]圖8本發(fā)明的撲翼驅(qū)動(dòng)裝置俯視圖
[0023]圖9本發(fā)明的尾翼驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖
[0024]圖10本發(fā)明的機(jī)身骨架結(jié)構(gòu)示意圖
[0025]圖11本發(fā)明的連桿結(jié)構(gòu)示意圖
[0026]圖12本發(fā)明的主翼?xiàng)U固定件結(jié)構(gòu)示意圖
[0027]圖13本發(fā)明的主翼聯(lián)動(dòng)桿連接件結(jié)構(gòu)示意圖
[0028]圖14本發(fā)明的主翼加強(qiáng)桿連接件結(jié)構(gòu)示意圖
[0029]圖15本發(fā)明的副翼?xiàng)U連接件結(jié)構(gòu)示意圖
[0030]圖16本發(fā)明的舵機(jī)固定件結(jié)構(gòu)示意圖
[0031]圖17本發(fā)明的尾翼連接件結(jié)構(gòu)示意圖
[0032]圖中:1、副翼骨架；2、電源及控制模塊；3、尾翼垂直舵；4、尾翼水平舵；5、尾翼驅(qū)動(dòng)裝直；6、王翼加強(qiáng)桿；7、副翼?xiàng)U；8、副翼關(guān)節(jié)；9、王翼骨架；10、撲翼驅(qū)動(dòng)裝直；11、機(jī)身橫梁；12、主翼關(guān)節(jié)；13、主翼?xiàng)U；14、機(jī)翼蒙皮；15、機(jī)身骨架；16、無刷電機(jī)；17、齒輪；18、曲柄；19、連桿；20、齒輪軸；21、滾珠軸承；22、銷軸；23、主翼轉(zhuǎn)軸；24、主翼?xiàng)U連接件；25、主翼加強(qiáng)桿連接件；26、主翼聯(lián)動(dòng)桿；27、主翼聯(lián)動(dòng)桿連接件；28、副翼?xiàng)U連接件；29、副翼關(guān)節(jié)銷軸；30、舵機(jī)固定件；31、舵機(jī)；32、舵臂；33、球關(guān)節(jié)連桿；34、十字聯(lián)軸節(jié)；35、尾翼連接件。
【具體實(shí)施方式】
[0033]結(jié)合圖1-圖17對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0034]雙關(guān)節(jié)仿生撲翼飛行器包括機(jī)身橫梁11、撲翼驅(qū)動(dòng)裝置10、主翼?xiàng)U13、副翼?xiàng)U7、主翼加強(qiáng)桿6、主翼聯(lián)動(dòng)桿26、主翼關(guān)節(jié)12、副翼關(guān)節(jié)8、機(jī)身骨架15、主翼骨架9、副翼骨架
1、尾翼驅(qū)動(dòng)裝置5、尾翼垂直舵3、尾翼水平舵4、電源及控制模塊5。撲翼驅(qū)動(dòng)裝置10提供撲翼的動(dòng)力，并將動(dòng)力傳遞給主翼?xiàng)U13和主翼聯(lián)動(dòng)桿26，副翼?xiàng)U7在主翼聯(lián)動(dòng)桿26的作用下，與主翼同步運(yùn)動(dòng)，上下運(yùn)動(dòng)的特征與鳥類相同，主翼骨架9和副翼骨架I用于保證機(jī)翼的截面形狀為凹凸?fàn)?，主翼加?qiáng)桿6用于保證主翼的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，主翼關(guān)節(jié)12和副翼關(guān)節(jié)8用于連接機(jī)身、主翼和副翼，機(jī)身橫梁11和機(jī)身骨架15用于連接固定各個(gè)部件，尾翼驅(qū)動(dòng)裝置5驅(qū)動(dòng)尾翼垂直舵3和尾翼水平舵進(jìn)行擺尾動(dòng)作，安裝時(shí)，尾翼水平舵與機(jī)身橫梁間有5°左右的夾角，使得機(jī)翼有一定的攻角。電源及控制模塊2提供撲翼飛行器飛行的能源，并對(duì)撲翼動(dòng)作和尾翼的動(dòng)作進(jìn)行控制。
[0035]撲翼驅(qū)動(dòng)裝置10包括無刷電機(jī)16、齒輪17、曲柄18、連桿19、齒輪軸20、滾珠軸承21、銷軸22。無刷電機(jī)16固定在機(jī)身骨架15上,無刷電機(jī)15的輸出軸與一個(gè)齒輪17同軸心連接，并將動(dòng)力傳遞給齒輪17。兩個(gè)齒輪軸20左右對(duì)稱地固接在兩個(gè)機(jī)身骨架15上，機(jī)身骨架15前后相隔約0.05米固接在機(jī)身橫梁11上，機(jī)身橫梁11的材料為直徑0.004米的3K碳纖維圓管，長(zhǎng)度約為0.45米，機(jī)身骨架15的材料為0.001米厚的3K碳纖維板。兩個(gè)同樣的齒輪17通過滾珠軸承21連接在齒輪軸20的前端，并通過嚙合傳遞動(dòng)力。為了保證兩個(gè)齒輪17上的運(yùn)動(dòng)，齒輪17的齒寬可以適當(dāng)?shù)脑黾?。兩個(gè)曲柄18分別與齒輪17固接在一起，兩個(gè)連桿19通過銷軸22分別與曲柄18連接。
[0036]上述撲翼驅(qū)動(dòng)裝置10中的齒輪模數(shù)為I模,齒數(shù)約為50,齒寬0.004米。曲柄轉(zhuǎn)速約為4轉(zhuǎn)/秒，曲柄和齒輪的材料為7075鋁合金，表面經(jīng)硬質(zhì)氧化處理。曲柄的長(zhǎng)度8為0.02米。銷軸22的材料為304不銹鋼，直徑為0.003米。連桿19的材料為0.003米厚的3K平紋碳纖維板，長(zhǎng)度約為0.05米。
[0037]主翼包括主翼?xiàng)U13、主翼聯(lián)動(dòng)桿26、主翼骨架9、主翼加強(qiáng)桿6、機(jī)翼蒙皮14，主翼?xiàng)U13的機(jī)身端平行固接有兩個(gè)主翼?xiàng)U連接件24，主翼?xiàng)U連接件24的一端通過銷軸22和連桿19連接，并可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。主翼?xiàng)U13的副翼端，平行固接有兩個(gè)主翼聯(lián)動(dòng)桿連接件27，主翼聯(lián)動(dòng)桿連接件27與主翼?xiàng)U連接件24在同一平面內(nèi)，從而保證主翼與副翼的撲動(dòng)都在豎直平面內(nèi)。有三個(gè)主翼骨架9等間距地固接在主翼?xiàng)U13上，主翼骨架9的上下表面蒙有機(jī)翼蒙皮14，機(jī)翼蒙皮14的材料為0.002米厚的EPS泡沫板，通過速干膠水粘接在主翼骨架9的上下表面上。主翼加強(qiáng)桿6穿過三個(gè)主翼骨架9并與主翼?xiàng)U13和主翼骨架9固接在一起，從而達(dá)到加強(qiáng)主翼的目的。主翼加強(qiáng)桿6的機(jī)身端固接有主翼加強(qiáng)桿連接件25其材料為3K碳纖維。主翼通過主翼?xiàng)U連接件24和主翼加強(qiáng)桿連接件25固接在主翼轉(zhuǎn)軸23上，主翼轉(zhuǎn)軸23連接在機(jī)身骨架15上，主翼可以與機(jī)身骨架15相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。主翼聯(lián)動(dòng)桿26的兩端分別固接有兩個(gè)主翼聯(lián)動(dòng)桿連接件27。
[0038]上述主翼?xiàng)U13和主翼聯(lián)動(dòng)桿26長(zhǎng)度相等,材料均為0.004米直徑的3K碳纖維圓管，長(zhǎng)度約為0.3米。主翼?xiàng)U13和主翼聯(lián)動(dòng)桿26兩端的距離為0.015米。主翼加強(qiáng)桿6的長(zhǎng)度約為0.25米，材料為0.003米直徑的3K碳纖維圓管。主翼骨架9的材料為0.001米厚度的3K碳纖維板。主翼轉(zhuǎn)軸23的長(zhǎng)度約為0.06米，材料為304不銹鋼。
[0039]副翼包括有副翼?xiàng)U7、副翼骨架1、機(jī)翼蒙皮14。主翼?xiàng)U13和主翼聯(lián)動(dòng)桿26的副翼端上的兩對(duì)主翼聯(lián)動(dòng)桿連接件27分別通過副翼關(guān)節(jié)銷軸29與兩個(gè)副翼?xiàng)U連接件28相連接，兩個(gè)副翼?xiàng)U連接件28之間平行排列，之間固接有副翼?xiàng)U7，副翼?xiàng)U7上等間距地固接著4個(gè)副翼骨架1，副翼骨架I上蒙有機(jī)翼蒙皮14，使得副翼截面形狀為凹凸型。副翼骨架I具有一定的柔性，機(jī)翼蒙皮14也具有一定的柔性，使得機(jī)翼在上下?lián)鋭?dòng)過程中副翼能夠產(chǎn)生一定的柔性變形，從而產(chǎn)生較大的沿著機(jī)翼方向向后的推力。
[0040]上述副翼?xiàng)U7的材料為0.004米直徑的3K碳纖維圓管，長(zhǎng)度約為0.4米。副翼骨架和副翼?xiàng)U連接件28的材料均為0.001米厚3K碳纖維板。蒙上機(jī)翼蒙皮14后的機(jī)翼寬度約為0.2米，最大厚度約為0.03米。副翼關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸的材料為304不銹鋼，直徑為0.003米。
[0041]尾翼驅(qū)動(dòng)裝置包括有舵機(jī)固定件30、舵機(jī)31、舵臂32、球關(guān)節(jié)連桿33、十字聯(lián)軸節(jié)34、尾翼連接件35。兩個(gè)舵機(jī)31通過舵機(jī)固定件30與機(jī)身橫梁11連接，兩個(gè)舵臂32分別與兩個(gè)舵機(jī)31連接，兩個(gè)球形關(guān)節(jié)連桿33的兩端分別與舵臂32和尾翼連接件35連接，尾翼關(guān)節(jié)35通過十字聯(lián)軸節(jié)34與機(jī)身橫梁11連接，十字聯(lián)軸節(jié)34距離機(jī)身骨架15的距離約為0.2米。
[0042]上述舵機(jī)31的扭矩大小約為0.3牛?米，舵臂32的長(zhǎng)度約為0.02米。為了盡可能地增大尾翼的活動(dòng)范圍，球形連桿33的總長(zhǎng)度設(shè)定為0.05米。為了提高尾翼的穩(wěn)定性，十字聯(lián)軸節(jié)34的材料選用304不銹鋼，尾翼連接件35的材料選用0.002米厚的3K碳纖維板，總長(zhǎng)度約為0.03米，總寬度約為0.025米。
[0043]尾翼包括有尾翼垂直舵3、尾翼水平舵4，尾翼垂直舵3垂直固接在尾翼水平舵4上，尾翼水平舵4固接在尾翼連接件35上。尾翼水平舵安裝后保證與機(jī)身的夾角為5°左右。尾翼垂直舵3和尾翼水平舵4的材料均為0.002米厚的EPS泡沫板，其中尾翼水平舵的長(zhǎng)度約為0.04米，寬度約為0.035米，尾翼垂直舵3的面積約為尾翼水平舵4的一半。尾翼的這種設(shè)計(jì)方案可以大大提高尾翼的擺動(dòng)范圍和動(dòng)作的柔和成度，從而可以更大程度的達(dá)到與鳥類相近的飛行效果。
[0044]電源及控制模塊2中裝有控制電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、無線傳輸模塊、電源、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊。電源及控制模塊2固定在機(jī)身橫梁11上。通過電源及控制模塊2可以實(shí)現(xiàn)撲翼飛行器的飛行控制。
[0045]以上所述，僅是本發(fā)明的較為良好的實(shí)施例，部分零件的設(shè)計(jì)可以參照?qǐng)D10~17，但是并非對(duì)本發(fā)明的其它形式的限制。參照?qǐng)D3的撲翼裝置示意圖，任何以該機(jī)構(gòu)圖為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的實(shí)施例都在本 發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.雙關(guān)節(jié)仿生撲翼飛行器，其包括機(jī)身、撲翼驅(qū)動(dòng)裝置、主翼、副翼、主翼關(guān)節(jié)、副翼關(guān)節(jié)、尾翼驅(qū)動(dòng)裝置、尾翼，其特征在于:機(jī)身包括機(jī)身橫梁(11)和機(jī)身骨架(15)，兩相同的機(jī)身骨架(15)并排固接在機(jī)身橫梁(11)上，機(jī)身橫梁(11)穿過機(jī)身骨架(15)的中心。撲翼驅(qū)動(dòng)裝置(10)固接在機(jī)身骨架(15)上，主翼通過主翼關(guān)節(jié)(12)與機(jī)身骨架(15)相連，主翼可以主翼關(guān)節(jié)(12)為轉(zhuǎn)軸，繞機(jī)身骨架(15)作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；副翼通過副翼關(guān)節(jié)(8)與主翼相連，副翼可以主副翼關(guān)節(jié)(8)為轉(zhuǎn)軸，繞主翼作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；尾翼驅(qū)動(dòng)裝置(5)固接在機(jī)身橫梁(11)的后端，尾翼與尾翼驅(qū)動(dòng)裝置連接； 撲翼驅(qū)動(dòng)裝置(10)包括無刷電機(jī)(16),齒輪(17)、曲柄(18)、連桿(19),齒輪軸(20),滾珠軸承(21 )、銷軸(22 ),無刷電機(jī)(16 )固定在機(jī)身骨架(15 )上,無刷電機(jī)的輸出軸與一個(gè)齒輪(17)同軸心連接，齒輪軸(20)固接在兩個(gè)機(jī)身骨架(15)上，兩個(gè)同樣的齒輪(17)通過滾珠軸承(21)連接在齒輪軸(20)的前端,并通過嚙合傳動(dòng),兩個(gè)曲柄(18)分別與齒輪(17)固接在一起，無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)連桿(19)通過銷軸(22)分別與曲柄(18)連接，連桿(19)可以銷軸(22)為轉(zhuǎn)軸，與曲柄(18)作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)； 主翼包括主翼?xiàng)U(13)、主翼聯(lián)動(dòng)桿(26)、主翼骨架(9)、主翼加強(qiáng)桿(6)、機(jī)翼蒙皮(14)，主翼?xiàng)U(13)的機(jī)身端平行固接有兩個(gè)主翼?xiàng)U連接件(24)，主翼?xiàng)U連接件(24)的一端通過銷軸(22)和連桿(19)連接。主翼?xiàng)U(13)的副翼端平行固接有兩個(gè)主翼聯(lián)動(dòng)桿連接件(27)，有三個(gè)主翼骨架(9)等間距地固接在主翼?xiàng)U(13)上，主翼骨架(9)的上下表面蒙有機(jī)翼蒙皮(14)，主翼加強(qiáng)桿(6)穿過三個(gè)主翼骨架(9)并與主翼?xiàng)U(13)和主翼骨架(9)固接在一起，主翼加強(qiáng)桿(6)的機(jī)身端固接有主翼加強(qiáng)桿連接件(25);主翼通過主翼?xiàng)U連接件(24)和主翼加強(qiáng)桿連接件(25)固接在主翼轉(zhuǎn)軸(23)上，主翼轉(zhuǎn)軸(23)連接在機(jī)身骨架(15)上；主翼聯(lián)動(dòng)桿(26)的兩端分別固接有兩個(gè)主翼聯(lián)動(dòng)桿連接(27)； 副翼包括有副翼?xiàng)U(7)、副翼骨架(I)、機(jī)翼蒙皮(14)，主翼?xiàng)U(13)和主翼聯(lián)動(dòng)桿(26)的副翼端上的兩對(duì)主翼聯(lián)動(dòng)桿連接件(27)分別通過副翼關(guān)節(jié)銷軸(29)與兩個(gè)副翼?xiàng)U連接件(28)相連接，兩副翼?xiàng)U(28)之間固接有副翼?xiàng)U(7)，副翼?xiàng)U(7)上等間距地固接著4個(gè)副翼骨架(I )，副翼骨架(I)上蒙有機(jī)翼蒙皮(14)，使得副翼截面形狀為凹凸型； 尾翼驅(qū)動(dòng)舵裝置包括有舵機(jī)固定件(30 )、舵機(jī)(31)、舵臂(32 )、球關(guān)節(jié)連桿(33 )、十字聯(lián)軸節(jié)(34)、尾翼連接件(35)，兩個(gè)舵機(jī)(31)水平放置，并通過舵機(jī)固定件(30)與機(jī)身橫梁(11)固接在一起，兩個(gè)舵臂(32)分別與兩個(gè)舵機(jī)(31)連接，舵臂(32)在舵機(jī)驅(qū)動(dòng)下，可以與舵機(jī)(31)作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；兩個(gè)球形關(guān)節(jié)連桿(33)的兩端分別與舵臂(32)和尾翼連接件(35)連接，尾翼關(guān)節(jié)(35)通過十字聯(lián)軸節(jié)(34)與機(jī)身橫梁(11)連接，尾翼關(guān)節(jié)(35)可以與機(jī)身橫梁(11)作水平和豎直兩個(gè)自由度的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)； 尾翼包括有尾翼垂直舵(3)、尾翼水平舵(4)，尾翼垂直舵(3)垂直固接在尾翼水平舵(4)上，尾翼水平舵(4固接在尾翼連接件(35)上。
【文檔編號(hào)】B64C33/02GK103612754SQ201310561284
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】李清清, 余躍慶 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)