一种同步拍动的微型四扑翼装置

1.本实用新型涉及微型扑翼飞行器领域，具体来说，是一种同步拍动的微型四扑翼装置。


背景技术：

2.微型飞行器在军事和城市救援等领域具有广泛的应用前景，微机电系统的发展使微型飞行器的制造成为可能，因此微型飞行器的气动性能得到了人们更多的关注，以往的研究表明，在翼展小于15cm时, 扑翼飞行的优势要比固定翼和旋翼飞行更突出，微型扑翼飞行器可以通过模仿昆虫或鸟类的飞行实现前飞、悬停和机动转弯，具有较好的灵活性，但由于微型扑翼飞行器的尺寸较小，飞行所在的雷诺数较低，在这种环境下飞行往往面临非定常空气动力学上的问题，从而使气动升力减小。
3.在低雷诺数下对串列翼的空气动力学研究表明，前飞时后翼产生的前缘涡可以提高前翼的推进效率，前翼的脱落涡与后翼作用也可以使后翼得到更好的气动性能，利用前后翼的相互作用可以提高扑翼飞行器的气动力，目前扑翼飞行器大多采用一对翅膀的设计方式，而增加翅膀往往使扑动机构变得复杂，因此通过简单的结构实现串列翼的拍动可以提高微型扑翼飞行器的气动性能和可靠性。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有的微型扑翼飞行器采用一对翅膀时升力较小和采用两对翅膀时结构复杂的问题，提出了一种同步拍动的微型四扑翼装置，通过齿轮连杆结构实现由一个电机带动四个翅膀的同步拍动，即增加了微型扑翼飞行器的气动升力又简化了结构。
5.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
6.一种同步拍动的微型四扑翼装置，包括机架10、翅膀9以及拍动驱动机构100；拍动驱动机构100包括动力齿轮1、双联齿轮2、传动齿轮3、第一连杆4、第二连杆5、第三连杆6、第四连杆7和摇臂8，
7.拍动驱动机构100上的动力齿轮1、双联齿轮2、传动齿轮3、摇臂8均通过机架10上对应的安装孔与机架10组合安装，动力齿轮1固定安装在驱动电机的输出轴上，动力齿轮1与双联齿轮2啮合，双联齿轮2与传动齿轮3啮合将驱动电机输出的高转速进行减速，传动齿轮3分别与第一连杆4和第二连杆5的下端铰接，第一连杆4和第二连杆5的上端分别与机架10两侧的第一沟槽11相约束，第一连杆4和第二连杆5的上端又分别与第三连杆6的第二沟槽12相约束，第三连杆6的另一端与第四连杆7铰接，第四连杆7与摇臂8铰接，摇臂8作为拍动驱动机构100的输出端固定连接翅膀9，从而实现由摇臂8带动翅膀9拍动，
8.并且，第三连杆6、第四连杆7、摇臂8和翅膀9均为4个，且两两对称分布、前后布局。
9.进一步，所述的传动齿轮3带有与第一连杆4和第二连杆5铰接的安装孔。
10.进一步，所述的摇臂8开有分别与机架10、第四连杆7和翅膀9连接的安装孔。
11.进一步，所述的翅膀9包括主梁902，辅梁901和翼膜903，主梁902与摇臂8相连接，
辅梁901垂直固定在主梁902上。
12.有益效果：
13.1、一种同步拍动的微型四扑翼装置采用四扑翼布局，可以实现四个翅膀的同步拍动，在增加翅膀提高升力的同时还可以利用前后翅的相互影响来增加气动升力。
14.2、一种同步拍动的微型四扑翼装置的拍动驱动机构为齿轮连杆结构，使用一个电机即可实现四个翅膀的拍动，结构简单，质量轻，可靠性高。
附图说明
15.图1为本技术的一种同步拍动的微型四扑翼装置的整体示意图；
16.图2为一种同步拍动的微型四扑翼装置的拍动驱动机构100结构示意图；
17.图3为一种同步拍动的微型四扑翼装置的机架10结构示意图；
18.图4为一种同步拍动的微型四扑翼装置的传动齿轮3结构示意图；
19.图5为一种同步拍动的微型四扑翼装置的第三连杆6结构示意图；
20.图6为一种同步拍动的微型四扑翼装置的第四连杆7结构示意图；
21.图7为一种同步拍动的微型四扑翼装置的摇臂8结构示意图；
22.图8为一种同步拍动的微型四扑翼装置的翅膀9结构示意图。
23.附图标记记录如下：
[0024]1‑
动力齿轮、2
‑
双联齿轮、3
‑
传动齿轮、4
‑
第一连杆、5
‑
第二连杆、6
‑
第三连杆、7
‑
第四连杆、8
‑
摇臂、9
‑
翅膀、10
‑
机架、11
‑
第一沟槽、12
‑
第二沟槽；
[0025]
100
‑
拍动驱动机构；
[0026]
901
‑
辅梁、902
‑
主梁、903
‑
翼膜。
具体实施方式
[0027]
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0028]
如图1
‑
8所示，一种同步拍动的微型四扑翼装置，包括机架10、四个翅膀9以及拍动驱动机构100，且四个翅膀9均两两对称分布；
[0029]
拍动驱动机构100包括动力齿轮1、双联齿轮2、传动齿轮3、第一连杆4、第二连杆5、四个第三连杆6、四个第四连杆7和四个摇臂8，并且，四个第三连杆6和四个第四连杆7以及四个摇臂8两两对称分布、前后布局，
[0030]
拍动驱动机构100上的动力齿轮1、双联齿轮2、传动齿轮3、四个摇臂8均通过机架10上对应的安装孔与机架10组合安装，动力齿轮1固定安装在驱动电机的输出轴上，动力齿轮1与双联齿轮2啮合，双联齿轮2与传动齿轮3啮合将驱动电机输出的高转速减速为适合扑翼拍动的速度，传动齿轮3与第一连杆4和第二连杆5的下端铰接，第一连杆4和第二连杆5的上端分别与机架10两侧的第一沟槽11相约束，第一连杆4和第二连杆5的上端又分别与两个第三连杆6的第二沟槽12相约束，四个第三连杆6的另一端分别与四个第四连杆7铰接，四个第四连杆7分别与四个摇臂8铰接，四个摇臂8作为拍动驱动机构100的输出端分别固定连接一个翅膀9，从而实现由摇臂8带动翅膀9拍动。
[0031]
翅膀9包括主梁902、辅梁901和翼膜903；其中主梁902与摇臂8过盈配合固定连接；
主梁902和辅梁901均采用相同直径碳杆，辅梁901通过胶水垂直固定在主梁902上；翼膜903为薄膜材料并通过胶水固定在主梁902和辅梁901上。
[0032]
一种同步拍动的微型四扑翼装置通过如下的方式实现动作：
[0033]
动力扑动时需要连接外置驱动电机进行驱动，驱动电机输出轴固定安装有动力齿轮1，动力齿轮1与双联齿轮2啮合，双联齿轮2安装在机架10上，同时双联齿轮2与传动齿轮3啮合，传动齿轮3安装在机架10上，双联齿轮2和传动齿轮3将驱动电机输出的高转速减速为适合扑翼拍动的速度，第一连杆4和第二连杆5的下端与传动齿轮3铰接，并且第一连杆4在下、第二连杆5在上，实现由传动齿轮3带动第一连杆4和第二连杆5的下端做围绕传动齿轮3中心的匀速转动，第一连杆4和第二连杆5的上端分别与机架10两侧的第一沟槽11相约束，从而将第一连杆4和第二连杆5下端的匀速转动转换为第一连杆4和第二连杆5上端的往复直线运动；四个第三连杆6分别铰接安装在机架10上，四个第三连杆6上的第二沟槽12两两重叠并分别与第一连杆4和第二连杆5的上端相约束，四个第三连杆6的另一端分别与四个第四连杆7铰接，四个第四连杆7又分别与四个摇臂8铰接，四个摇臂8安装在机架10上，四个摇臂8作为拍动驱动机构100的输出端分别固定连接一个翅膀9；第三连杆6和第四连杆7将第一连杆4和第二连杆5上端的往复直线运动放大为摇臂8的往复转动，从而实现由摇臂8带动翅膀9拍动，四个第三连杆6、四个第四连杆7和四个摇臂8以及四个翅膀9在机架10上两两对称分布、前后布局相同，由此实现四个翅膀9的同步拍动。
[0034]
综上所述，一种同步拍动的微型四扑翼装置通过齿轮连杆机构来实现四个翅膀的同步拍动，结构简单，这样的拍动方式在增加翅膀提高升力的同时还可以利用前后翅的相互影响来增加气动升力。
[0035]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。