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(10)申请公布号CNCN103482064103482064A(43)申请公布日2014.01.01(21)申请号201310425853.5(22)申请日2013.09.18(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市白下区御道街29号(72)发明人杨磊昂海松肖天航(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.B64C33/00(2006.01)B64C33/02(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称仿生扑翼飞行器(57)摘要本发明设计出了一种新型仿鸟扑翼飞行器，包括机身、连接在机身后方的尾翼、以及机身两侧的扑翼，所述的扑翼包括内段扑翼和外段扑翼，内、外段扑翼均由内部的扑翼骨架及外部蒙皮构成，其中内段扑翼骨架和外段扑翼骨架通过接头铰接；机身内部装有电机，电机通过减速齿轮组连接使机身两侧内、外段扑翼协调运动的传动机构。本发明采用两段式扑翼，比单自由度扑翼机在外形和飞行机理上更加接近大型鸟类的飞行，结构简单，效率高，重量轻，承载能力更强。本发明采用两段式扑翼，比单自由度扑翼机在外形和飞行机理上更加接近大型鸟类的飞行，结构简单，效率高，重量轻，承载能力更强。CN103482064ACN1034826ACN103482064A权利要求书1/1页1.一种仿生扑翼飞行器，包括机身（3）、连接在机身（3）后方的尾翼（8）、以及机身（3）两侧的扑翼，其特征在于：所述的扑翼包括内段扑翼（7）和外段扑翼（6），内、外段扑翼（6、7）均由内部的扑翼骨架及外部蒙皮构成，其中内段扑翼骨架（2）和外段扑翼骨架（1）通过接头（20）铰接；机身（3）内部装有电机，电机通过减速齿轮组连接使机身两侧内、外段扑翼（6、7）协调运动的传动机构。2.根据权利要求1所述的仿生扑翼飞行器，其特征在于：内、外段扑翼（6、7）下设有与机身固定连接的内段撑杆（9）及外段撑杆（11）。3.根据权利要求2所述的仿生扑翼飞行器，其特征在于：所述的内段撑杆（9）与外段撑杆（11）之间连接有支杆（10）。4.根据权利要求2所述的仿生扑翼飞行器，其特征在于：所述的传动机构包括曲柄（16）和四连杆（18），四连杆（18）由外段扑翼骨架（1），内段扑翼骨架（2）和接头（20）组成；曲柄（16）一端连接在减速齿轮组上，另一端通过连杆（17）与四连杆（18）的内段扑翼骨架（2）相连，内段扑翼骨架（2）以机身框架支点（19）作为支撑点带动外段扑翼骨架（1）运动。5.根据权利要求4所述的仿生扑翼飞行器，其特征在于：所述的减速齿轮组为二级减速齿轮组，包括电机齿轮（12）、双联齿轮（13）、左侧扑翼传动齿轮（15）和右侧扑翼传动齿轮（14），其中，电机齿轮（12）与电机和双联齿轮（13）的大齿啮合，左侧扑翼传动齿轮（15）与双联齿轮（13）的小齿啮合，右侧扑翼传动齿轮（14）与左侧扑翼传动齿轮（15）啮合，两个曲柄（16）分别与右侧扑翼传动齿轮（14）和左侧扑翼传动齿轮（15）固连。2CN103482064A说明书1/3页仿生扑翼飞行器技术领域[0001]本发明涉及仿生飞行器领域，具体是一种仿生扑翼飞行器。背景技术[0002]扑翼飞行器是一种仿效鸟一样通过机翼主动运动产生升力和前行力的飞行器，又称振翼机。其特征是：1、机翼主动运动。[0003]2、靠机翼拍打空气的反力作为升力及前行力。[0004]3、通过机翼及尾翼的位置改变进行机动飞行。[0005]人类的飞行梦就是从扑翼飞行器开始的，从固定翼初步实现的。仔细研究大型鸟类扑翼飞行动作可发现，尽管它们的扑翼动作千姿百态，但在正常平飞时，翅膀扑动的一个周期都大致可以分成下扑和上扑阶段：1、下扑阶段是扑动的主要阶段，持续时间较长。鸟的內翼和外翼渐渐展开，尽量增大翼展和翼面积，获得较大升力。[0006]2、上扑阶段是为了回复到使翅膀回到最高点，开始下一周期的扑动，是一个回复过程，通常时间较短。在此阶段，关节弯曲、收拢，外翼翼尖伴随着小角度的扭转，获得向前的推力。[0007]目前，国内外已有试飞成功的微型扑翼飞行器，但其扑翼运动模态大多数是单自由度扑动（包括被动柔性变形），如图1所示的扑翼机构即是一种现有的单自由度扑翼形式。这类单自由度扑翼机主要由单个齿轮的旋转带动导杆沿导槽上下滑动，导杆的滑动又将转化为翅膀杆的往复拍动，仅仅简单模仿鸟的上下扑动，扑动形式单一，能耗较大，气动效率低，承载能力小。发明内容[0008]本发明为了解决现有单自由度仿鸟扑翼飞行器低效、高耗、承载能力小的缺点，设计出了一种新型仿生扑翼飞行器，不仅弥补了单自由度扑翼飞行器的不足，而且从外形和飞行机理上更加接近大型