[实用新型]一种微型扑翼飞行器的扑翼机构及微型扑翼飞行器

说明书

技术领域

本实用新型涉及扑翼机构，尤其涉及一种微型扑翼飞行器的扑翼机构及具有该扑翼机构的微型扑翼飞行器。 

背景技术

1992年，美国国防高级研究计划局（DAPRA）在美军智库兰德公司（RAND）举办一次未来军事会议上提出了微型飞行器（MAV）的概念：飞行器的各个方向尺寸不超过15厘米，重量小于100 克，有效载荷1-18 克，巡航速度30-60 公里/小时，续航时间20-60 分钟，最大航程为1-10 公里。经过一系列研讨会，专家们一致认为MAV应有一下特点：(1)应是适合军用的系统；(2)能携带全天候的近距离成像系统，分辨率应足以使操作人员分辨出发送区内的重要细节；(3)应具有准确确定地理位置的能力；（4）重量轻、坚固耐用，以便能够放在士兵的背包里携带；（5）价格低廉，甚至可一次性使用；（6）隐蔽性好，不易被敌人发现，不应暴露使用人员的位置。概念一经提出就得到广泛关注：各国专家先后研制出“iBird-bot”，“Microrobotic Fly”，“蜂鸟NAV”“Delfly Micro”“SmartBird”等一系列仿生扑翼飞行器，在仿生前飞，后退，悬停等高难度动作方面有了技术性的突破。 

微型飞行器按运动机构不同分为：固定翼飞行器、旋翼飞行器和仿生扑翼飞行器。从仿生学角度讲：在微小尺寸下，扑翼飞行器相对于固定翼飞行器和旋翼飞行器有着更好的飞行性能。 

微型扑翼飞行器结构尺寸与小型鸟类或昆虫比较接近。从仿生学角度讲：小型鸟类和昆虫的翅膀运动有三种：上下扑动、沿飞行方向前后运动（与上下扑动运动的合运动为“O”型，“8”字型，双“8”字型），沿翅根方向的扭转运动以及折翼运动等等。现行的微型飞行器主要应用单曲柄双摇杆机构，只能实现简单的上下扑动，并且机翼左右运动具有不对称性，增加了飞行器的飞行不稳定性，并没有像鸟类那样拥有复杂灵活的机翼运动，难以实现复杂的飞行任务。 

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种微型扑翼飞行器的扑翼机构及具有该扑翼机构的微型扑翼飞行器，适用于仿生扑翼飞行器的低、中、高频扑动飞行，能够实现类似飞鸟一样上下扑动、折翼和前翼沿翅根方向的扭转运动。 

本实用新型提供了一种微型扑翼飞行器的扑翼机构，包括机架、连杆和前翼，所述机架上设有旋转驱动装置和与所述旋转驱动装置连接的减速机构，所述减速机构包括旋转输出部，所述机架铰接有平面连杆机构，所述平面连杆机构为平行四边形机构，所述连杆的一端与所述旋转输出部铰接，所述连杆的另一端与所述平行四边形机构连接，所述平行四边形机构包括主动连杆、从动连杆、第一平行连杆和第二平行连杆，所述第一平行连杆、第二平行连杆中的任意一个或其组合连接有主翼，所述第一平行连杆通过组合铰链与所述前翼铰接，所述第二平行连杆通过扭转连块与所述前翼铰接，所述连杆、主翼、组合铰链、扭转连块、前翼和平行四边形机构至少有二个并对称设置。 

作为本实用新型的进一步改进，所述连杆的端部为所述主动连杆。 

作为本实用新型的进一步改进，所述前翼包括摆杆和与所述摆杆连接的前翼体，所述摆杆通过所述组合铰链与所述第一平行连杆铰接，所述摆杆通过所述扭转连块与所述第二平行连杆铰接。 

作为本实用新型的进一步改进，所述组合铰链包括第一铰链体和第二铰链体，所述第一铰链体和第二铰链体铰接，所述第一铰链体与所述第一平行连杆铰接，所述第二铰链体与所述前翼的摆杆铰接。 

作为本实用新型的进一步改进，所述第二铰链体与所述前翼的摆杆通过连接杆铰接。 

作为本实用新型的进一步改进，所述扭转连块包括相垂直的侧面和端面，所述扭转连块的侧面与所述第二平行连杆铰接，所述扭转连块的端面与所述摆杆铰接。 

作为本实用新型的进一步改进，所述扭转连块的侧面与所述第二平行连杆铰接的旋转轴与所述扭转连块的端面与所述摆杆铰接的旋转轴相垂直。 

作为本实用新型的进一步改进，所述旋转输出部为电机，所述主翼与所述前翼之间连接有弹性薄膜。 

作为本实用新型的进一步改进，所述电机为空心杯电机。 

作为本实用新型的进一步改进，所述减速机构为二级减速机构。 

作为本实用新型的进一步改进，所述二级减速机构包括与所述电机连接的第一齿轮、与所述第一齿轮啮合的第二齿轮、与所述第二齿轮通过转轴连接的第三齿轮和与所述第三齿轮啮合的第四齿轮，所述旋转输出部为第四齿轮，所述连杆的一端与所述第四齿轮的法面铰接。