振动型致动器及扑翼飞行器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种振动型致动器及扑翼飞行器。
【背景技术】
[0002]扑翼飞行器，顾名思义，就是使用扑翼方式作为动力的飞行器。扑翼飞行器的最原始形态是鸟类。鸟类在飞行的时候翅膀是通过上下拍打运动把空气向下向后推动而产生向前的推力和向上的升力。
[0003]目前的扑翼飞行器主要使用电机作为动力系统，通过传动机构将旋转运动转变为双翅的扑翼动作。然而，任何的传动机构都会有一定的转化效率。也就是说传动机构将电能的弹性能量变成旋转动能，然后把旋转动能又转化为上下运动，上下运动最后转为扑翼动作，这样多层次的能量转化使得整个动力系统的效率变得比较低。同时，使用基于齿轮组为基础的传动机构对动力系统的微小型化也非常不利。很显然，这种动力系统不仅效率低，而且结构不适合1cm以下的扑翼飞行器。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种振动型致动器及扑翼飞行器，使用电流驱动的方式，通过利用强磁场与交变电流的作用产生上下往复变化的推动力，结构简单，体积微小，且提高了能量转换效率。
[0005]本发明提供一种扑翼飞行器，应用于扑翼飞行器中，所述扑翼飞行器包括机体、两个机翼，以及带动所述机翼上下振动的柔性铰链；其中，所述振动型致动器包括:
[0006]电环路，设置在所述机体上，用于产生正反向驱动电流；
[0007]磁铁，极性相反的安装在所述两个机翼的腋下部位，用于在振动部件的区域形成强磁场；
[0008]所述振动部件，与所述柔性铰链相连接，用于在所述电环路产生的正反向驱动电流在强磁场的作用下振动，并拖动所述柔性铰链以及与所述柔性铰链连接的所述两个机翼运动。
[0009]本发明还提供一种扑翼飞行器，包括机体、两个机翼、带动所述机翼上下振动的柔性铰链，以及所述振动型致动器。
[0010]本发明提供的振动型致动器及扑翼飞行器，其中振动型致动器应用在扑翼飞行器中，扑翼飞行器包括机体、两个机翼，以及带动所述机翼上下振动的柔性铰链；其中，所述振动型致动器通过电环路，磁铁和振动部件带动机翼的上下振动，其中，电环路，设置在所述机体上，用于产生正反向驱动电流；磁铁，极性相反的安装在所述两个机翼的腋下部位，用于在振动部件的区域形成强磁场；所述振动部件，与所述柔性铰链相连接，用于在所述电环路产生的正反向驱动电流在强磁场的作用下振动，并拖动所述柔性铰链以及与所述柔性铰链连接的所述两个机翼运动。本发明，使用电流驱动的方式，通过利用强磁场与交变电流的作用产生上下往复变化的推动力，结构简单，体积微小，且提高了能量转换效率。
【附图说明】
[0011]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0012]图1为本发明的扑翼飞行器的结构示意图；
[0013]图2为本发明的振荡电路的示意图；
[0014]图3为本发明的全桥电路的示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016]图1为本发明的扑翼飞行器的结构示意图；如图1所示，本实施例的振动型致动器，应用于扑翼飞行器中，扑翼飞行器包括机体11、两个机翼12，以及带动机翼上下振动的柔性铰链13 ;其中，振动型致动器包括:电环路20，设置在机体11上，用于产生正反向驱动电流；磁铁30，极性相反的安装在两个机翼12的腋下部位，用于在振动部件40的区域形成强磁场；振动部件40，与柔性铰链13相连接，用于在电环路20产生的正反向驱动电流在强磁场的作用下振动，并拖动柔性铰链13以及与柔性铰链13连接的两个机翼12运动。
[0017]在本实施例中，机体11可以为碳纤维骨架，机械性能较好，结构强度高。
[0018]可选的，柔性铰链13可以为镀金属的薄膜，能够减轻翼飞行器的重量。
[0019]可选地，振动部件可以为塑料薄膜或者纤维，能够减轻该振动型致动器的重量。
[0020]本发明提供的振动型致动器应用在扑翼飞行器中，扑翼飞行器包括机体、两个机翼，以及带动机翼上下振动的柔性铰链；其中，振动型致动器通过电环路，磁铁和振动部件带动机翼的上下振动，其中，电环路，设置在机体上，用于产生正反向驱动电流；磁铁，极性相反的安装在两个机翼的腋下部位，用于在振动部件的区域形成强磁场；振动部件，与柔性铰链相连接，用于在电环路产生的正反向驱动电流在强磁场的作用下振动，并拖动柔性铰链以及与柔性铰链连接的两个机翼运动。本发明，使用电流驱动的方式，通过利用强磁场与交变电流的作用产生上下往复变化的推动力，结构简单，体积微小，且提高了能量转换效率。
[0021]进一步地，如图1所示，在本发明的另一实施例中，电环路20包括:电源和驱动电路21，安装在机体11上；金属线圈22，垂直设置在机体11中间，且通过导电带23实现机体11和金属线圈22的连接。
[0022]其中，电源和驱动电路21可以安装在机体11的任一位置，金属线圈22的材质可以为铜，也可以为其他的材料，金属线圈22的位置可以设置在机体中间的任一位置，在本实施例中并不对此做进一步限定。
[0023]另外，导电带23的数量为两个，可以为类似于手机或者笔记本电脑使用的软金属导电带，还可以为其他的柔性连接件，在本实施例中并不做具体限定。
[0024]进一步地，图2为本发明的振荡电路的不意图；图3为本发明的全桥电路的不意图，电源和驱动电路21包括:振荡电路，以及与振荡电路电连接的全桥电路。
[0025]全桥电路，包括:第一三极管211、第二三极管212、第三三极管213、第四三极管214、电源215、第一控制窗216以及第二控制窗217 ;电源215分别与第一三极管211和第二三极管212连接，第一三极管211与第三三极管213串行连接，第二三极管212与第四三极管214串行连接，第三三极管213与第四三极管214接地GND，第一控制窗216分别与第一三极管211和第三三极管213连接，第二控制窗217分别与第二三极管212和第四三极管214连接，金属线圈22的一端与第一三极管211和第三三极管213的结点连接，且金属线圈22的另一端与第二三极管212和第四三极管214的结点连接；振荡电路的输出端VOUT与第一控制窗216连接，且通过反相器与第二控制窗217连接。
[0026]具体的，第一三极管211、第二三极管212、第三三极管213和第四三极管214可以为