[发明专利]一种多层微型仿生扑翼飞行器

摘要

本发明公开了一种多层微型仿生扑翼飞行器，属于机械设计领域。所述的多层微型仿生扑翼飞行器包括双层双曲柄摇杆机构、驱动机构和柔性翼机构；驱动机构产生驱动力并传递给双层双曲柄摇杆机构，双层双曲柄摇杆机构产生相应的扑动轨迹以及主动翻转，带动与双层双曲柄摇杆机构相连的柔性翼机构，实现同时扑动和翻转运动的功能。通过设置上下两层机构的摇杆长度，曲柄长度，连杆长度等参数来改变两层双曲柄摇杆机构运动时的相位差，从而使柔性翼在扑动的同时进行旋转，产生攻角，同时柔性翼产生大变形，形成被动翻转，保证产生较大升力。该机构具有同时实现扑动和扭转翅膀等功能，具有结构紧凑、体积小巧、质量极轻、机构灵活等特点。

主权项

1.一种多层微型仿生扑翼飞行器，其特征在于，包括双层双曲柄摇杆机构、驱动机构和柔性翼机构；驱动机构产生驱动力并传递给双层双曲柄摇杆机构，双层双曲柄摇杆机构产生相应的扑动轨迹以及主动翻转，带动与双层双曲柄摇杆机构相连的柔性翼机构，实现同时扑动和翻转运动；所述的双层双曲柄摇杆机构包括机架、四个偏置齿轮、四个连杆和四个摇杆；四个偏置齿轮分为上下两层固定在机架上，机架对称线的顶端通过机架中间孔连接上下两层摇杆；每个摇杆分别连接一个连杆；每个连杆同时连接一个偏置齿轮；其中左上的偏置齿轮啮合右上的偏置齿轮；左下的偏置齿轮啮合右下的偏置齿轮；同时，上层的偏置齿轮通过销钉连接下层的偏置齿轮；每层互相啮合的两个偏置齿轮构成了一个曲柄；所述的驱动机构包括空心杯电机、电机齿轮、传动轴和两个传动齿轮；空心杯电机安装在机架的中心位置，电机轴与电机齿轮连接，输出动力；电机齿轮啮合一个传动齿轮，同时该传动齿轮固连在传动轴的一端，传动轴垂直布置在机架上，传动轴的另一端对称固连另一个传动齿轮；每个传动齿轮分别啮合一个偏置齿轮，且两个偏置齿轮位于同侧；所述的柔性翼机构包括对称的两个翅根和两个柔性翼；每个柔性翼固定在翅根的一侧；每个翅根另一侧与双层双曲柄摇杆机构的上下两层摇杆相连接，翅根上部通过销钉连接摇杆构成转动副，使柔性翼能够自由转动，翅根下部开有凹槽，下层摇杆在凹槽内来回移动构成滑动副，使柔性翼的攻角发生变化；所述的上下两层的四个摇杆长度和四个连杆的长度参数不同，导致上下两层摇杆的扑动角度不同，与摇杆相连的翅根在不同的时间产生不同的翻转运动；同时柔性翼在运动的同时由于空气阻力，柔性部分产生较大变形，能够同时起到类似于翻转的作用，即被动翻转，最终使得整套机构同时实现扑动和翻转。