[发明专利]一种压电式微型扑翼飞行器及其传动机构加工方法

权利要求书

1.一种压电式微型扑翼飞行器，其特征在于：包括飞行器机身(1)、压电驱动器固定板(2)、传动机构(3)、两个侧翼(4)、一个尾翼(5)、三个柔性铰链(6)和双晶片压电驱动器(7)；所述飞行器机身(1)为立方体空腔结构，压电驱动器固定板(2)和传动机构(3)平行设置在空腔结构内，且传动机构(3)两端穿出飞行器机身(1)两侧，双晶片压电驱动器(7)包括两个侧翼双晶片压电驱动器和一个尾翼双晶片压电驱动器，两个侧翼双晶片压电驱动器一端与传动机构(3)插接，另一端与压电驱动器固定板(2)插接；尾翼双晶片压电驱动器一端与压电驱动器固定板(2)插接，另一端伸出飞行器机身(1)；两个侧翼(4)和尾翼(5)根部均粘附有柔性铰链(6)，两个侧翼(4)通过柔性铰链(6)对称地粘附在传动机构(3)穿出飞行器机身(1)部，尾翼(5)通过柔性铰链(6)粘附在尾翼双晶片压电驱动器伸出飞行器机身部；

所述传动机构(3)为第一柔性薄膜(301)和多个刚性杆件(302)的复合体，刚性杆件(302)围成长条状框体结构，两短边刚性杆件(302)与相邻刚性杆件(302)相接，两长边上的刚性杆件(302)之间设有间隙，第一柔性薄膜(301)穿过所有的刚性杆件(302)形成长条状框体结构，第一柔性薄膜(301)与刚性杆件(302)之间通过环氧胶粘接；传动机构(3)两短边端头分别穿过左右两侧板均上的第一方孔(108)伸出飞行器机身(1)外，传动机构(3)底部的长边上设有与前方板(105)插接的第二凸块(304)，传动机构(3)顶部的长边上设有两个第三方孔(303)；两个侧翼(4)双晶片压电驱动器(7)的刚性延伸段上的第一凸块(704)分别插接在两个第三方孔(303)内；

所述柔性铰链(6)结构为第二柔性薄膜(601)和刚性板材(602)的组合体，第二柔性薄膜(601)与刚性板材(602)之间使用环氧胶粘接，与两个侧翼(4)连接的柔性铰链(6)的第二柔性薄膜(601)与侧翼(4)根部相接，刚性板材(602)与传动机构(3)伸出飞行器机部相接；与尾翼(5)连接的柔性铰链(6)的第二柔性薄膜(601)与尾翼(5)根部相接，刚性板材(602)与尾翼(5)双晶片压电驱动器(7)的刚性延展段(703)伸出部相接。

2.根据权利要求1所述的压电式微型扑翼飞行器，其特征在于：所述飞行器机身(1)材料为碳纤维，飞行器机身(1)包括上方板(101)、下方板(102)、前方板(105)、后方板(106)、左侧板(103)和右侧板(104)，上方板(101)、下方板(102)、前方板(105)、后方板(106)、左侧板(103)和右侧板(104)通过插接的方式组合成立方体空腔结构，上方板(101)开有一个圆形引线孔(107)；左右两侧板均开有第一方孔(108)使传动机构(3)穿过，后方板(106)开有第二方孔(109)使尾翼双晶片压电驱动器穿过。

3.根据权利要求2所述的压电式微型扑翼飞行器，其特征在于：所述压电驱动器固定板(2)材料为碳纤维，压电驱动器固定板(2)底部插接在下方板(102)上，压电驱动器固定板(2)两侧分别插接在左侧板(103)和右侧板(104)上，压电驱动器固定板(2)上开有三个用于固定三个双晶片压电驱动器(7)的固定孔(201)。

4.根据权利要求3所述压电式微型扑翼飞行器，其特征在于：所述双晶片压电驱动器(7)均包括电极层(702)、变形层(701)和刚性延伸段，变形层(701)设在电极层(702)中部上下两面，刚性延伸段设在电极层(702)尾部上下两面且分别与上下两面的变形层(701)尾端相接；变形层(701)首端为夹持端(705)；三个双晶片压电驱动器(7)的夹持端(705)分别固定在压电驱动器固定板(2)上三个固定孔(201)内，形成悬臂梁结构，由三个独立的电源驱动，其中尾翼双晶片压电驱动器控制尾翼(5)的拍打，两个侧翼双晶片压电驱动器控制两个侧翼(4)的拍打，两个侧翼双晶片压电驱动器的刚性延伸段两侧设有第一凸块(704)，第一凸块(704)插接在传动机构(3)上，尾翼(5)双晶片压电驱动器(7)的刚性延展段(703)伸出后方板(106)第二方孔(109)并通过柔性铰链(6)与尾翼(5)相连；电极层(702)材料为碳纤维，变形层(701)材料为两片压电陶瓷，刚性延展段(703)材料为氧化铝陶瓷。