应用在扑翼飞行器的仿生起落架系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于扑翼飞行器设计技术领域，具体涉及一种应用在扑翼飞行器的仿生起落架系统。
【背景技术】
[0002]扑翼飞行器是一种模仿鸟类飞行的新概念飞行器，具有体积小、重量轻、使用灵活、效率高等优势，如果搭载传感器和相关的数据传输和飞行控制系统，形成微型扑翼无人机平台，就会具有广阔的应用前景。
[0003]围绕这一课题，各国已研制出可控飞行的扑翼飞行器，其中较成功的包括:美国Aero Vironment公司与加利福尼亚大学合作的“Microbat”、荷兰Delft大学的“Delf ly”，以及西北工业大学的“信鹤”扑翼飞行器等，但上述扑翼飞行器普遍采用手抛起飞和机体硬着落的低效起降方式，无法实现像鸟类一样在狭窄空间(树木枝干或者建筑物顶部等)自由降落和起飞。
[0004]现有专利大都针对扑翼飞行器的总体布局和扑动机构进行设计，很少有关注像鸟类一样起降的问题。
[0005]中国专利“一种复合扑动的扑翼飞行器”(授权公告号CN102249001A，授权公告日2011年11月23日)公开了一种复合扑动的扑翼飞行器，包含机身、扑翼和尾翼，扑翼驱动机构将旋转动力装置的转动转化为摇臂的上下往复扑动;扑翼具有位于前缘的主梁和位于主梁后方的辅助梁，主梁根部与扑翼驱动机构的摇臂上的盲孔插接，辅助梁根部与机身上的锁扣装置铰接，固接于机身上的限位杆与机身对称平面平行，穿过扑翼辅助梁根部的连接孔，扣入固接于机身上的锁扣。该实用新型虽然针对扑翼飞行器提供了一种具有较高气动效率，较大的有效载荷的总体设计方案，但仍然采用手抛起飞和机体硬着落的低效起降方式。
[0006]可见，目前已公开的各类扑翼飞行器，由于采用手抛起飞和机体硬着落的低效起降方式，未能将扑翼飞行器的高效机动性充分发挥出来，严重制约着扑翼飞行器的应用前景。
【实用新型内容】
[0007]针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种应用在扑翼飞行器的仿生起落架系统，在安装该仿生起落架系统后，扑翼飞行器能够具有像鸟类一样的起降能力，提高扑翼飞行器的高效机动性，扩大其应用范围和能力。
[0008]本实用新型采用的技术方案如下:
[0009]本实用新型提供一种应用在扑翼飞行器的仿生起落架系统，包括:视觉导航单元、运动协调处理器、机械爪单元和全动V尾作动机构；
[0010]其中，所述视觉导航单元包括左摄像头、右摄像头和图像处理器;所述左摄像头和所述右摄像头对称安装于扑翼飞行器的腹部前方;所述左摄像头和所述右摄像头均连接到所述图像处理器；
[0011 ]所述机械爪单元包括:左机械爪、右机械爪、左机械爪舵机和右机械爪舵机;所述左机械爪和所述右机械爪横向对称安装于扑翼飞行器重心位置;所述左机械爪舵机和所述右机械爪舵机安装于扑翼飞行器的机体内部;所述左机械爪舵机和所述左机械爪联动，用于控制所述左机械爪的开合动作;所述右机械爪舵机和所述右机械爪联动，用于控制所述右机械爪的开合动作；
[0012]所述全动V尾作动机构包括:全动V尾和作动器机构；所述全动V尾安装于机体尾部，所述作动器机构安装于机体内部，所述作动器机构用于控制所述全动V尾进行水平方向转动或俯仰方向转动，进而平衡扑翼飞行器降落或起飞时带来的转动力矩；
[0013]所述运动协调处理器安装于扑翼飞行器的机体内部，分别与所述图像处理器、所述左机械爪舵机、所述右机械爪舵机和所述作动器机构连接。
[0014]优选的，所述左机械爪和所述右机械爪为对称结构；
[0015]对于所述左机械爪，为铰链四杆机构，包括:安装基板(2A)、推杆(2B)、左摇杆(2C)、右摇杆(2D)、左钩爪(2E)和右钩爪(2F);
[0016]所述安装基板(2A)垂直设置，包括一体成形的竖向基板(2A-1)、左吊耳(2A-2)和右吊耳(2A-3);所述竖向基板(2A-1)的顶端固定在机体底部重心位置;所述竖向基板(2A-1)的底部对称设置所述左吊耳(2A-2)和所述右吊耳(2A-3);
[0017]所述左钩爪(2E)和所述右钩爪(2F)的中部分别铰接在所述左吊耳(2A-2)和所述右吊耳(2A-3)上，将左钩爪(2E)和左吊耳(2A-2)的铰接点记为F1，将右钩爪(2F)和右吊耳(2A-3)的铰接点记为F2;所述左钩爪(2E)和所述右钩爪(2F)的顶端分别与所述左摇杆(2C)和所述右摇杆(2D)的底端铰接，将左钩爪(2E)和左摇杆(2C)的铰接点记为F3，将右钩爪(2F)和右摇杆(2D)的铰接点记为F4;所述左摇杆(2C)和所述右摇杆(2D)的顶端均铰接到所述推杆(2B)的底端，将所述左摇杆(2C)、所述右摇杆(2D)和所述推杆(2B)的共同铰接点记为F5;所述推杆(2B)的顶端与所述左机械爪舵机联动;通过所述左机械爪舵机驱动所述推杆(2B)进行升降动作，进而控制所述左钩爪(2E)和所述右钩爪(2F)进行开合动作。
[0018]优选的，铰接点Fl到铰接点F2的距离为48mm;铰接点F2到右钩爪(2F)末端点的距离为工作臂长度，值为35mm;铰接点F3到铰接点Fl的距离为传动臂长度，值为17mm;铰接点F5到铰接点F4的距离为30mm。
[0019]优选的，所述作动器机构包括固定设置于机体内部的机身隔框(3A)，在所述机身隔框(3A)的腔体设置有水平转动机架(3D)，所述水平转动机架(3D)通过水平转动机架转轴(3E)与所述机身隔框(3A)可转动连接;在所述机身隔框(3A)的腔体内部还设置有水平转动舵机(3F)，所述水平转动舵机(3F)的摇臂与水平连杆的一端铰接，所述水平连杆的另一端与所述水平转动机架(3D)铰接，所述水平转动舵机(3F)驱动所述水平连杆动作，进而驱动所述水平转动机架(3D)绕所述水平转动机架转轴(3E)进行水平方向转动；
[0020]在所述水平转动机架(3D)的架体内部设置有俯仰转轴(3H)，所述俯仰转轴(3H)的两端与所述水平转动机架(3D)的左右侧板铰接;全动V尾摇杆(3G)的尾端安装全动V尾，所述全动V尾摇杆(3G)的顶端固定到所述俯仰转轴(3H);另外，所述俯仰转轴(3H)还固定连接有与所述俯仰转轴(3H)垂直的俯仰转轴连杆(3C);
[0021]在所述水平转动机架(3D)上固定安装有俯仰转动舵机(3B)，所述俯仰转动舵机(3B)的摇臂与俯仰连杆的一端铰接，所述俯仰连杆的另一端与所述俯仰转轴连杆(3C)铰接，所述俯仰转动舵机(3B)驱动所述俯仰连杆进行俯仰动作，进而使所述俯仰转轴(3H)转动，当所述俯仰转轴(3H)转动时，带动所述全动V尾摇杆(3G)进行俯仰方向的运动。
[0022]本实用新型提供的应用在扑翼飞行器的仿生起落架系统具有以下优点:
[0023]本实用新型提供的仿生起落架系统，可使扑翼飞行器完全实现像鸟类一样自由栖停与起降，因此，在侦察过程中，可以栖停于被侦察对象附近的建筑物或其他目标上，从而代替过去盘旋甚至悬停等起降方法，本实用新型大大降低扑翼飞行器能耗，增加续航时间和巡航范围。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型提供的仿生起落架系统的工作原理结构图；
[0025]图2为本实用新型提供的仿生起落架系统安装到扑翼飞行器后的结构示意图；
[0026]图3为本实用新型提供的机械爪的结构示意图；
[0027]图4为图3增加重要尺寸后的结构示意图；
[0028]图5为本实用新型提供的全动V尾作动机构的结构示意图；
[0029]图6为图5中作动机构在另一个视角下的结构不意图。