[实用新型]一种电磁吸合转动式仿生扑翼装置

说明书

技术领域

本实用新型属于仿生扑翼机器人领域，具体地讲是一种电磁吸合转动式仿生扑翼装置。

背景技术

鸟类的扑翼在上下摆动过程中，通过控制羽毛张合进行排风或兜风。在扑翼上摆过程中，羽片会展开形成空隙，令扑翼上、下方的空气流通进行排风，从而减小空气阻力；在扑翼下摆过程中，羽毛会闭合，以便扑翼将下方的空气兜住，增加扑翼的浮力。目前由于大部分扑翼没有考虑其上下摆动过程中的排风或兜风，因此飞行阻力较大、工作效率较低。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种电磁吸合转动式仿生扑翼装置，采用电磁吸合的方式控制羽片的转动，实现扑翼上、下摆动时的排风、兜风，提高仿生扑翼的工作效率，以利于实现仿生扑翼机器人高空、长距离的持续飞行。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种电磁吸合转动式仿生扑翼装置，包括具有对称结构的支架，所述支架内侧并排平铺设有若干羽片，相邻羽片之间、羽片与支架之间均可无间隙贴合，所述羽片可绕转轴在支架内侧转动，所述转轴设于支架的两个相对侧边上。所述羽片可转动设于支架上，每一羽片底部均设有一垂直连杆，所述垂直连杆的一端与相应的羽片可转动固定连接，另一端均与一横向连杆固定连接。所述横向连杆的中底部固定一上电磁铁；所述上电磁铁的正下方设有下电磁铁，下电磁铁通过固定杆固定于支架上，所述下电磁铁的大小大于上电磁铁的大小。

进一步地，所述支架为U形支架，所述羽片为与U形支架相适应的向上隆起的弧形片。羽片弧形片的设置能够减小扑翼的阻力，增大扑翼的浮力，从而有利于仿生扑翼机器人的飞行。

进一步地，为避免羽片转动幅度过大，所述任意一个或多个羽片的上方配合设有上限位块，所述上限位块固定于支架上，且其底面与支架顶部表面为同一水平面。

进一步地，所述任意一个或多个羽片的下方配合设有下限位块，下限位块固定于支架上。

进一步地，所述任一羽片与垂直连杆连接的一侧，位于与其相邻的羽片设有转轴的一侧下方；或任一羽片的弧面与其相邻羽片的弧面均在同一光滑弧面上。

进一步地，所述羽片上、下方均设有风压传感器，所述风压传感器固定于支架或羽片上。风压传感器能够实时监测扑翼上、下方的风压变化，以判断扑翼为向上摆动或向下摆动。

进一步地，为避免上电磁铁、下电磁铁相撞，所述上电磁铁底面或下电磁铁上表面设有采用橡胶或硅胶制成的缓冲垫。

本实用新型的工作原理及有益效果如下：本实用新型是采用排风、兜风原理设计的，通过上电磁铁、下电磁铁之间的作用力实现羽片转动，打开或关闭排风口，实现扑翼上、下摆时排风、兜风。具体地讲，扑翼向上摆动时，扑翼上方的空气从排风口中排出，从而减小其上方的空气阻力，扑翼向上摆动的过程包括三种状态：第一种状态为从最下端向上摆动时，羽片在上电磁铁、下电磁铁之间的吸力作用下向下转动，打开排风口；第二种状态为当扑翼即将摆动至最上端时，羽片在上电磁铁、下电磁铁之间的斥力作用下向上转动，排风口被逐渐关闭；第三种状态为当扑翼摆动至最上端时，羽片转动至顶点，排风口被完全关闭。在扑翼向下摆动的过程中，上电磁铁、下电磁铁之间始终保持为斥力，排风口始终处于闭合状态，扑翼能够将其下方的空气兜住增加所受的浮力，从而提升仿生扑翼的工作效率，有利于仿生扑翼机器人的上升。

本实用新型采用风压传感器监测扑翼上、下方的风压数据，以根据扑翼的状态，打开或关闭排风口进行排风或兜风。本实用新型结构简单、便于控制、重量较轻，特别适用于小型、微型仿生扑翼机器人。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例一整体示意图；

图2为本实用新型具体实施例一侧剖图；

图3为本实用新型具体实施例二正面示意图；

图4为本实用新型具体实施例二侧剖图;

图5为本实用新型具体实施例二排风状态侧面图

图中所示：支架1、羽片2、垂直连杆3、下电磁铁4、上电磁铁5、固定杆6、上限位块7、下限位块8、缓冲垫9、风压传感器10、横向连杆11、转轴12、排风口13。

具体实施方式

实施例1