[发明专利]微型仿生扑翼飞行器的扑翼翅膀弹性储能机构

说明书

本发明公开了微型仿生扑翼飞行器的扑翼翅膀弹性储能机构，包括扑翼翅膀、连接柱、扑动机构、驱动电机和弹性机构，扑翼翅膀为两个且相对布置，两个扑翼翅膀的相邻侧壁上均固定有连接柱，两个连接柱底部连接有扑动机构，驱动电机设于扑动机构底部，并与扑动机构传动连接；弹性机构包括扑翼翅膀侧缘根部、连接件、第一弹性绳和第二弹性绳，扑翼翅膀侧缘根部和连接件均为两个，两个扑翼翅膀侧缘根部分别固定于对应的两个连接柱顶部，并分别利用两个连接件连接在对应的两个扑翼翅膀顶侧壁上，第一弹性绳和第二弹性绳相对布置且其两端分别连接在两个扑翼翅膀侧缘根部的侧壁上。

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，更具体的说是涉及一种微型仿生扑翼飞行器的扑翼翅膀弹性储能机构。

背景技术

微型仿生扑翼飞行器是基于可悬停飞行鸟类或昆虫的仿生机器人，其具有体积小、伪装性好，机动性高，噪声小，飞行效率高等优点。微型仿生扑翼飞行器在多方面展现出了其更优越的性能，因此具有非常广阔的应用前景。目前的微型仿生扑翼飞行器大多采用了四杆机构的方式进行传动，当曲柄的输入角速度恒定时，四杆机构的摇杆在运动过程中存在角加速度小于零的情况，其角速度方向与电机转速方向相反，此时电机做负功，导致能量浪费。

因此，提供一种结构简单，设计合理，能够有效提高扑翼翅膀扑动过程的频率，以提高升力，增加能量利用率的微型仿生扑翼飞行器的扑翼翅膀弹性储能机构是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中微型仿生扑翼飞行器运动过程中能量利用率低等技术问题，本发明提供了一种结构简单，设计合理，能够有效提高扑翼翅膀扑动过程的频率，以提高升力，增加能量利用率的微型仿生扑翼飞行器的扑翼翅膀弹性储能机构。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

微型仿生扑翼飞行器的扑翼翅膀弹性储能机构，包括扑翼翅膀、连接柱、扑动机构、驱动电机和弹性机构，所述扑翼翅膀为两个且相对布置，两个所述扑翼翅膀的相邻侧壁上均固定有所述连接柱，两个所述连接柱底部连接有所述扑动机构，所述驱动电机设于所述扑动机构底部，并与所述扑动机构传动连接；所述弹性机构包括扑翼翅膀侧缘根部、连接件、第一弹性绳和第二弹性绳，所述扑翼翅膀侧缘根部和所述连接件均为两个，两个所述扑翼翅膀侧缘根部分别固定于对应的两个所述连接柱顶部，并分别利用两个所述连接件连接在对应的两个所述扑翼翅膀顶侧壁上，所述第一弹性绳和所述第二弹性绳相对布置且其两端分别连接在两个所述扑翼翅膀侧缘根部的侧壁上。

经由上述的技术方案可知，与现有技术方案相比，本发明公开提供了微型仿生扑翼飞行器的扑翼翅膀弹性储能机构，通过利用驱动电机能够驱动扑动机构进行摆动，从而带动连接柱及其上的扑翼翅膀和扑翼翅膀侧缘根部做摆动运动，第一弹性绳和第二弹性绳分别安装在扑翼翅膀侧缘根部的正反面，二者的长度为两个扑翼翅膀侧缘根部之间的距离，在扑翼翅膀前后扑动过程中，第一弹性绳和第二弹性绳随着扑动交替拉紧、放松，实现弹性绳能量存储和释放的功能，进而达到提高能量利用效率，提升升力的效果。本发明的微型仿生扑翼飞行器的扑翼翅膀弹性储能机构，不仅结构简单，设计合理，质量轻便，而且能够有效提高扑翼翅膀扑动过程的频率，以提高升力，增加能量利用率，具有良好的市场应用前景。

进一步的，所述第一弹性绳和所述第二弹性绳均采用TPU材质，且所述第一弹性绳和所述第二弹性绳的两端分别胶接在两个所述扑翼翅膀侧缘根部的侧壁上。

采用上述技术方案产生的有益效果是，使得该弹性储能机构结构简单，安装方便，使用胶接的方式进行固定，安装牢靠，且易于维修和更换。

进一步的，所述第一弹性绳和所述第二弹性绳的直径为0.3-0.9mm。

采用上述技术方案产生的有益效果是，使得该弹性储能机构结构设计合理，在保证一定刚度和强度的同时，其体积和重量较小。