[发明专利]一种可变机身姿态的仿生扑翼飞行器

说明书

本发明涉及一种可变机身姿态的仿生扑翼飞行器，包括机架、固接于机架的马达和对称设于机架左右两侧的机翼；机翼包括铰接于机架的曲柄摇杆机构、活动穿设于机架的四连杆机构和扑动长杆；马达驱动连接于曲柄摇杆机构，用于驱使曲柄摇杆机构转动；曲柄摇杆机构连接于四连杆机构，用于带动四连杆机构做往复摇摆运动；扑动长杆固接于四连杆机构外侧。机翼采用双段式扑动机构，有利于减少因上扑运动带来的阻力并同时保证下扑运动带来的升力，提高了整机能量利用率；仿生扑翼飞行器采用分段式结构，机身姿态可变，使扑翼飞行器更具灵巧性和仿生性；可模仿鸟类的多种基本运动，能够实现扑翼飞行、高空急停和转向盘旋等动作。

技术领域

本发明属于扑翼飞行技术领域，具体涉及一种可变机身姿态的仿生扑翼飞行器。

背景技术

扑翼机(Ornithopter)是指机翼能像鸟和昆虫翅膀那样上下扑动的重于空气的航空器，又称振翼机。不同于传统的固定翼和旋翼飞行器，仿生扑翼机是基于仿生原理的新式飞行器。它最大的特点就是通过周期性的拍打双翼产生飞行所需的上升力和机身前进的推力，并通过改变尾翼的位置偏移控制飞行方向，可以很好地模仿高空盘旋，快速飞行等鸟类的飞行运动。

现有技术的扑翼飞行器大多为单段式，即仅有一段翅膀的扑翼飞行器。该类扑翼飞行器结构简单，但存在仿生性较差等缺点，上扑运动时阻力较大，同时无法保证下扑运动带来的升力，能量利用率不高，飞行速度较缓慢。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种可变机身姿态的仿生扑翼飞行器，仿生性较好，能够减少因上扑运动带来的阻力并保证下扑运动带来的升力，提高了整机能量利用率，飞行速度快。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种可变机身姿态的仿生扑翼飞行器，包括机架、固接于机架的马达和对称设于机架左右两侧的机翼；

机翼包括铰接于机架的曲柄摇杆机构、活动穿设于机架的四连杆机构和扑动长杆；

马达驱动连接于曲柄摇杆机构，用于驱使曲柄摇杆机构转动；

曲柄摇杆机构连接于四连杆机构，用于带动四连杆机构做往复摇摆运动；

扑动长杆固接于四连杆机构外侧。

进一步，四连杆机构为平行四边形。

进一步，曲柄摇杆机构包括大齿轮，大齿轮铰接于机架，马达驱动连接于大齿轮，四连杆机构包括相对设置的第一短杆和第二短杆以及设于第一短杆和第二短杆之间的第一长连杆，第一短杆偏置铰接于大齿轮，扑动长杆固接于第二短杆外侧，第一长连杆活动穿设于机架。

进一步，扑动长杆与第二短杆的夹角为θ，40°≤θ≤50°。

进一步，扑动长杆与第一长连杆分别安装有流线型的羽毛支架，羽毛支架套接有翼帆。

进一步，还包括摆动舵机、第一球头铰链和机身平台，机身平台铰接于机架末端，摆动舵机固接于机架，摆动舵机通过第一球头铰链与机身平台连接，用于驱使机身平台相对机架上下摆动。

进一步，摆动舵机设于机架后部，机架后部还设有为摆动舵机和马达供电的电池。

进一步，机身平台后方设有第二球头铰链和尾翼架，尾翼架铰接于机身平台，机身平台对称固设有左舵机和右舵机，左舵机和右舵机分别通过第二球头铰链连接于尾翼架，用于驱使尾翼架左右偏转或上下偏转。

进一步，尾翼架下方设有尾架和铰链，尾翼架铰接于尾架，机身平台通过铰链连接于尾架。

进一步，尾翼架后端固接有尾帆。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：