[发明专利]游隼羽毛与掌骨协同运动的仿生连接结构

说明书

游隼羽毛与掌骨协同运动的仿生连接结构，属于仿生连接结构技术领域。它包括仿生机翼掌骨、仿生初级飞羽及仿生覆羽，仿生机翼掌骨的腹侧设有一层腹侧仿生腱膜，每根仿生初级飞羽均通过腹侧肌腱束与腹侧仿生腱膜相连接，相邻两根仿生初级飞羽之间通过仿生肌腱相连接，仿生覆羽与背侧仿生腱膜之间通过背侧肌腱束相连接，仿生初级飞羽的羽根、仿生覆羽的羽根均通过旋转连接件与仿生机翼掌骨之间相连接。本发明中仿生肌腱采用仿生肌肉技术，不仅满足了仿生羽毛运动的动力来源，控制仿生羽毛的运动，并且牢牢地将仿生羽毛和机翼相连；旋转连接件采用具有单自由度的连接件，符合仿生羽毛的运动要求。

技术领域

本发明属于仿生连接结构技术领域，具体涉及游隼羽毛与掌骨协同运动的仿生连接结构。

背景技术

鸟类经过数百万年的自然选择，逐渐形成了各种优良的结构，如流线型的形状和中空的羽毛轴，以提高它们的飞行性能。人字型肋条是鸟类羽毛的典型特征，它是由倒钩的完美连接而形成的，尤其是翅膀的主、次羽，这种人字状的羽毛凹槽被认为对减阻有很大的影响。科学家们利用扫描电子显微镜(SEM)对成年鸽飞羽的微观结构进行了研究，并对其结构参数进行了统计。在对羽毛结构进行定量分析的基础上，提出了一种新型的具有窄光滑边缘的仿生人字肋结构来减小表面阻力。与传统的微沟槽减阻结构相比，仿生人字沟槽减阻率可达14%，明显高于其他减阻结构。此外，还通过CFD对人字沟减阻机理进行了验证和开发。

科学家们对鸟类羽毛研究最为广泛的是其结构及气体动力学，目前还未有从飞羽控制源头为出发点的研究。本发明是基于对鸟类初级飞羽与骨骼之间的连接控制结构进行研究及仿生，达到在仿生飞行器上。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种能够实现对仿生羽毛进行牢固连接及高效控制的游隼羽毛与掌骨协同运动的仿生连接结构。

本发明提供如下技术方案：游隼羽毛与掌骨协同运动的仿生连接结构，其特征在于：包括仿生机翼掌骨、若干根沿着仿生机翼掌骨均布的仿生初级飞羽及附着在仿生初级飞羽羽根上的仿生覆羽，所述仿生机翼掌骨的腹侧设有一层腹侧仿生腱膜，每根所述仿生初级飞羽均通过腹侧肌腱束与腹侧仿生腱膜相连接，相邻两根所述仿生初级飞羽之间通过仿生肌腱相连接，所述仿生机翼掌骨的背侧设有背侧仿生腱膜，所述仿生覆羽与背侧仿生腱膜之间通过背侧肌腱束相连接，所述仿生初级飞羽的羽根、仿生覆羽的羽根均通过旋转连接件与仿生机翼掌骨之间相连接。

所述的游隼羽毛与掌骨协同运动的仿生连接结构，其特征在于所述仿生初级飞羽设置在仿生机翼掌骨的侧部。

所述的游隼羽毛与掌骨协同运动的仿生连接结构，其特征在于所述腹侧肌腱束包括若干束第一小肌腱束，若干束所述第一小肌腱束的一端附着在腹侧仿生腱膜上，若干束所述第一小肌腱束的另一端汇集形成一束第一肌腱束段，所述第一肌腱束段附着在仿生初级飞羽羽根上，所述第一肌腱束段的外侧沿着第一肌腱束段呈树状发散设置有若干束第一分束，若干束所述第一分束包覆在仿生初级飞羽羽根上。

所述的游隼羽毛与掌骨协同运动的仿生连接结构，其特征在于所述仿生覆羽位于所述仿生初级飞羽的下方，且靠向仿生机翼掌骨的近端一侧，所述仿生覆羽通过仿生肌肉直接与仿生初级飞羽的表面相连接，所述仿生覆羽的直径小于仿生初级飞羽的直径。

所述的游隼羽毛与掌骨协同运动的仿生连接结构，其特征在于所述背侧肌腱束包括若干束第二小肌腱束，若干束所述第二小肌腱束的一端附着在背侧仿生腱膜上，若干束所述第二小肌腱束的另一端汇集形成一束第二肌腱束段，所述第二肌腱束段附着在仿生覆羽羽根上，所述第二肌腱束段的外侧沿着第二肌腱束段呈树状发散设置有若干束第二分束，若干束所述第二分束包覆在仿生覆羽羽根上。