一种微小型多翼仿生扑翼飞行器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106945833A(43)申请公布日2017.07.14(21)申请号201710106412.7(22)申请日2017.02.27(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人吴江浩李港李雨生时寒阳杨玉腾张艳来孙茂(74)专利代理机构北京永创新实专利事务所11121代理人赵文利(51)Int.Cl.B64C33/00(2006.01)B64C33/02(2006.01)B64C1/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种微小型多翼仿生扑翼飞行器(57)摘要本发明公开了一种微小型多翼仿生扑翼飞行器，涉及微型飞行器领域；具体包括机架；四个摇臂；电机；2个齿轮a，2个齿轮b，1个齿轮c；四个连杆和四个拍动翼；电机固定在机架中心，齿轮c安装在电机输出轴上，同时啮合2个齿轮b，每个齿轮b各啮合一个齿轮a，每个齿轮a同时将两个连杆的一端铰接在一起，每个连杆的另一端固定连接一个摇臂；同时，每个摇臂的另一端与拍动翼固定连接；摇臂带动拍动翼实现低频往复拍动，并产生竖直方向的气动升力。本发明使用齿轮和连杆机构传动，制造简单，容易获得较高的设计精度；相较于单对扑翼飞行器，多扑翼之间的影响能够增加升力，充分利用昆虫的高升力机制，具有较高的效率。CN106945833ACN106945833A权利要求书1/1页1.一种微小型多翼仿生扑翼飞行器，其特征在于，包括机架、四个摇臂、拍动驱动机构和四个拍动翼；拍动驱动机构包括电机、齿轮减速机构和四个连杆；齿轮减速机构包括2个齿轮a，2个齿轮b和1个齿轮c；所述的摇臂，拍动翼和拍动驱动机构均安装在机架上，具体安装如下：电机固定在机架上的中心柱型空腔内；齿轮c安装在电机输出轴上，两个齿轮a对称固定在机架两侧，两个齿轮b对称固定在机架两侧，齿轮c同时啮合2个齿轮b，每个齿轮b各啮合一个齿轮a，五个齿轮把电机输出的高速转动减速；每个齿轮a同时将两个连杆的一端铰接在一起，每个连杆的另一端作为拍动驱动机构的输出端固定连接一个摇臂；同时，每个摇臂的另一端与拍动翼固定连接，实现由摇臂带动拍动翼运动。2.如权利要求1所述的一种微小型多翼仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述机架采用树脂材料或者聚乳酸，通过3D打印整体成型，为左右对称结构；中心是柱型空腔，两侧分别各预留两个对称分布的安装孔，四个顶角位置分别预留四个安装孔，方便与其他结构相连接。3.如权利要求1所述的一种微小型多翼仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述的拍动翼包括主梁、辅梁和翼膜，对称分布在机架两侧；翼梁材料为碳杆，翼膜材料选用厚度为0.04mm的双向拉伸聚丙烯薄膜、聚酯薄膜或其他薄膜；通过合理的初始安装，保证四个拍动翼对称分布，实现同幅度的对称往复拍动。4.如权利要求1所述的一种微小型多翼仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述的摇臂结构呈钥匙状，每侧对称安装两个，具体安装过程如下：每个摇臂通过中间的安装孔铰接在机架的顶角位置上，摇臂一端留有柱形空腔，固定连接拍动翼的主梁；另一端通过预留孔固定连接连杆。5.如权利要求1所述的一种微小型多翼仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述的齿轮减速机构为二级齿轮减速机构。2CN106945833A说明书1/3页一种微小型多翼仿生扑翼飞行器技术领域[0001]本发明涉及微型飞行器领域，具体来说，是一种微小型多翼仿生扑翼飞行器。背景技术[0002]自二十世纪九十年代以来，随着传统飞行器设计技术的不断成熟和微电子技术的大幅进步，微型飞行器被提出并快速发展。[0003]微型飞行器由于具有体积小、重量轻和机动性强等特征，在国家安全和国民经济建设方面具有广泛的应用前景，适用于复杂环境下的侦查、勘探和协助救援等工作。[0004]同时，随着人们对自然生物飞行的不断探索，仿生学设计被越来越多的应用于微型飞行器领域，开始出现模仿昆虫飞行的扑翼微型飞行器。[0005]现有扑翼微型飞行器布局的机构设计，大多数采用单对扑翼提供升力和控制力矩，且控制方式比较简单。发明内容[0006]本发明为了解决微小型飞行器在有限空间内不能提供足够的升力问题，受蜻蜓等多翅昆虫启发提出了一种微小型多翼仿生扑翼飞行器，以简单的机构实现高效的拍动方式，能提供足够的升力和控制力矩，可用于复杂环境的侦查救援等工作。[0007]所述的微小型多翼仿生扑翼飞行器，包括机架、摇臂、拍动驱动机构和拍动翼。[0008]机架整体成型，为左右对称结构；中心是柱型空腔，两侧分别各预留两个安装孔，四个顶角位置分别预留四个安装孔。[0009]摇臂共四个，摇臂的中间位置铰接在机架的四个顶角位置，一端留有柱形空腔，与拍动翼主梁固定连接；实现由摇臂带动拍动翼运动；另一端通过预留孔固