基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115675861A(43)申请公布日2023.02.03(21)申请号202211408219.6(22)申请日2022.11.10(71)申请人深圳技术大学地址518000广东省深圳市坪山区石井街道兰田路3002号(72)发明人谢鹏熊敏文黄亚龙(74)专利代理机构深圳市壹壹壹知识产权代理事务所(普通合伙)44521专利代理师库水龙(51)Int.Cl.B64C33/02(2006.01)B64D27/24(2006.01)B64C9/06(2006.01)B64D35/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构(57)摘要本发明实施例公开了一种基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构，包括机架、电机、电池、飞行控制器、尾翼、一对机翼、扑动机构、飞行姿态控制机构，所述一对机翼对称设置在机架两侧，扑动机构、飞行姿态控制机、电机、电池、飞行控制器设于机架上；扑动机构采用齿轮齿条机构，驱动机翼做往复扑翼运动；飞行姿态控制机构由两个旋转舵机和一个电磁舵机组成，两个旋转舵机分别控制两个机翼的角度；电磁舵机控制尾翼的运动，实现扑翼机构的滚转。本发明结构简单、对称性好、容易加工制作、飞行姿态控制简单、可实现较大的扑动幅度。CN115675861ACN115675861A权利要求书1/1页1.一种基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构，包括机架、电机、电池、飞行控制器、尾翼以及一对机翼，其特征在于，还包括与飞行控制器连接通讯的扑动机构、飞行姿态控制机构，所述一对机翼对称设置在机架两侧，扑动机构、飞行姿态控制机、电机、电池、飞行控制器设于机架上；扑动机构采用齿轮齿条机构，驱动机翼做往复扑翼运动；飞行姿态控制机构由两个旋转舵机和一个电磁舵机组成，两个旋转舵机分别控制两个机翼的角度；电磁舵机控制尾翼的运动，实现扑翼机构的滚转。2.如权利要求1所述的基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构，其特征在于，所述扑动机构由两级减速齿轮组、一根小型轴、一个齿条和两个输出齿轮组成，所述两级减速齿轮组由电机轴齿轮、双层齿轮、末端齿轮组成，电机轴齿轮固定在电机的输出轴上，双层齿轮的大齿轮与电机轴齿轮啮合，双层齿轮的小齿轮与末端齿轮啮合，末端齿轮通过小型轴驱动齿条，齿条与两个输出齿轮啮合，两个输出齿轮分别驱动两个机翼。3.如权利要求2所述的基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构，其特征在于，所述机架由底部机架、中部机架、底部机架、两根机架中部圆杆、两根竖直杆和连接件组成。4.如权利要求3所述的基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构，其特征在于，齿条装于两根机架中部圆杆上，齿条上设有滑槽，所述小型轴的一端固定在末端齿轮的曲柄上，小型轴的另一端与齿条的滑槽滑动配合，通过减速齿轮组和安装在末端齿轮上的小型轴，将电机的旋转运动转变为齿条沿机架中部圆杆的往复直线运动；齿条两侧分别与两个输出齿轮啮合，通过齿条与输出齿轮的啮合，将齿条的往复直线运动转变为机翼的往复扑翼运动。5.如权利要求3所述的基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构，其特征在于，所述机翼由前缘杆、翼根杆、机翼薄膜组成，前缘杆一端与输出齿轮固定连接，机翼薄膜绕前缘杆和翼根杆的边缘卷成套筒形式，每个输出齿轮均装有一个用于降低扑翼运动的摩擦损耗的轴承，翼根杆与轴承内圈固定连接，输出齿轮与轴承外圈固定连接。6.如权利要求5所述的基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构，其特征在于，所述翼根杆从上至下穿过顶部机架、输出齿轮、轴承、中部机架、机翼侧缘、旋转舵机的舵臂，并与顶部机架、轴承内圈、中部机架、翼根固定连接。7.如权利要求2所述的基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构，其特征在于，所述齿条往复直线运动的位移等于对应的输出齿轮的分度圆半径处转过的弧长。8.如权利要求3所述的基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构，其特征在于，所述电机固定在顶部机架的中部；电池固定在底部机架上，用于给飞行控制器和电机供电；飞行控制器固定在机架的一个竖直杆上。2CN115675861A说明书1/4页基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构技术领域[0001]本发明涉及飞行器领域，尤其涉及一种基于齿轮齿条机构的仿蜂鸟扑翼机构。背景技术[0002]扑翼微型飞行器是一种厘米尺度的飞行器，模拟鸟类、昆虫和蝙蝠等生物的扑翼飞行方式，具有隐蔽性好、可悬停飞行和高机动性的优点，在军事和民用领域具有广阔的应用前景。[0003]蜂鸟是唯一可以悬停飞行的鸟类，与其他鸟类相比，扑翼幅度更大，扑动频率更高，可以像昆虫一样前飞和倒飞。[0004]仿蜂鸟扑翼飞行器在军事领域可用于战场侦查、信号干扰和情报传递，同时由于其尺寸小，非常适合在狭小空间执行任务。[0005]现有仿蜂鸟扑翼飞行器的传动机构大多数为线轮机构，