一种用于科教演示的扑翼飞行器扑翼驱动机构的制作方法

本发明涉及科教演示技术领域。

背景技术：

扑翼飞行器作为一种仿生飞行的新概念飞行器，具有体积小、质量轻、使用灵活、隐蔽性能好等诸多特点，在国防和民用领域有着广泛的应用前景。

就目前来看，扑翼飞行器作为一种前沿的科技研究还不为大众所了解，目前市场上虽出现了一些扑翼类的玩具模型，但是其扑动原理仍不为大多数人所知，而实际用于科技展示与教学的扑翼飞行器更是少之又少，因此将扑翼仿生驱动机构投入科教演示对激发广大人群积极参与科技创新有着极为重要的作用，能够促进相关领域的研究更上一层楼。

中国专利公开号：cn102211667b、公开日2013年4月3日、发明名称为一种两级平行齿轮减速的扑翼驱动机构，该申请公开了一种利用两级平行齿轮减速的扑翼驱动机构，其不足的地方是采用两级传动齿轮进行运动传输，使得其机构寿命有限且输出的转速仍然较高。自然界中，鸟类在实际飞行的过程中，可随意的改变翅膀的扑动幅度来改变升力的大小(如鸟类在起飞时需要翅膀大幅扑动来产生足够的升力)从而自由飞行。然而现有技术中可连续变幅的扑翼驱动机构屈指可数，且都较为复杂。中国专利公开号：cn205098477u、公开日2016年3月23日、发明名称为差动变幅扑翼驱动机构，该申请公开了差动变幅扑翼驱动机构，其不足的地方是整体机构零件较多，运动传递较为复杂，不利于用作基础的科教展示器材。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种用于科教演示的扑翼飞行器扑翼驱动机构，它具有使用寿命长、操作方便安全、驱动机理简单易懂启发性强、适于普及等特点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种用于科教演示的扑翼飞行器扑翼驱动机构，包括机架和安装在机架上的运动组件，运动组件包括减速电机、联轴器和可调节式曲柄摇杆机构，减速电机通过联轴器驱动可调节式曲柄摇杆机构运动，可调节式曲柄摇杆机构包括可调节式曲柄和一对摇杆组件，可调节式曲柄包括传动轴、曲柄、滑块和调节螺杆，传动轴的一端与联轴器连接，其另一端与曲柄的一端垂直连接，在曲柄上沿曲柄轴线方向设有条形滑槽，曲柄的另一端设有与条形滑槽相贯通的曲柄螺纹孔，滑块设有滑块螺纹孔，调节螺杆旋合贯穿曲柄螺纹孔和滑块螺纹孔，以将滑块限定在条形滑槽内，条形滑槽与滑块之间设有可使滑块周向定位的滑动结构，在滑块的外端设有与曲柄轴线相垂直且与传动轴轴线相平行的短轴，摇杆组件包括连杆和摇臂，摇臂的中部通过转轴与机架铰接，连杆的下端与可调节式曲柄的短轴铰接，连杆的上端与摇臂的内端铰接，两个摇臂呈″v″字形设置，一对摇杆组件对称设置，当曲柄旋转时，两个连杆带动两个摇臂以转轴为支点进行上下往复的扑动运动。

本发明进一步改进在于：

条形滑槽与滑块之间设有的可使滑块周向定位的滑动结构为：条形滑槽为方形滑槽，滑块具有与方形滑槽相适配的方形体结构。

在条形滑槽内设有预紧弹簧，预紧弹簧贯穿在调节螺杆上并安装在靠近传动轴的端部与滑块之间。

在调节螺杆的旋母上设有滚花。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明通过运动形式的转换，将减速电机的旋转运动转换为左右两个摇臂的上下往复运动，生动形象的模仿出了鸟类翅膀的扑动方式，通过改变可调节式曲柄摇杆机构中曲柄的有效长度便可实现驱动机构的不同幅度的扑动，最大程度的展现了鸟类飞行时的动作。

本发明尽可能的降低了扑翼驱动机构的复杂性，同时合理的设计了用于科教展示的变幅和变频运动，将驱动机构的输出转速控制在合理的范围内，使得本发明具有使用寿命长、操作方便安全、驱动机理简单易懂启发性强、适于普及等诸多优点。

本发明操控简单，十分形象的向科技爱好者们展示了鸟类飞行的动作原理，激发人们科技创造的灵感，促进科学发展。它具有使用寿命长、操作方便安全、驱动机理简单易懂启发性强、适于普及等特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中可调节式曲柄的结构示意图；

图3是图2中滑块的结构示意图。

在附图中：1.机架；2.减速电机；3.联轴器；4.可调节式曲柄；4-1.传动轴；4-2.曲柄；4-3.滑块；4-3-1.设置在滑块上的短轴；4-3-2.设置在滑块上的方形体结构；4-3-3.滑块螺纹孔；4-4.调节螺杆；4-4-1.设置在调节螺杆的旋母上的滚花；4-5.预紧弹簧；5.连杆；6.摇臂；7.转轴。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

由图1-3所示的实施例可知，本实施例包括机架1和安装在机架1上的运动组件，运动组件包括减速电机2(型号：ga12-n20)、联轴器3和可调节式曲柄摇杆机构，减速电机2通过联轴器3驱动可调节式曲柄摇杆机构运动，可调节式曲柄摇杆机构包括可调节式曲柄4和一对摇杆组件，可调节式曲柄4包括传动轴4-1、曲柄4-2、滑块4-3和调节螺杆4-4，传动轴4-1的一端与联轴器3连接，其另一端与曲柄4-2的一端垂直连接，在曲柄4-2上沿曲柄轴线方向设有条形滑槽，曲柄4-2的另一端设有与条形滑槽相贯通的曲柄螺纹孔，滑块4-3设有滑块螺纹孔4-3-3，调节螺杆4-4旋合贯穿曲柄螺纹孔和滑块螺纹孔，以将滑块4-3限定在条形滑槽内，条形滑槽与滑块4-3之间设有可使滑块4-3周向定位的滑动结构，在滑块4-3的外端设有与曲柄轴线相垂直且与传动轴轴线相平行的短轴4-3-1，摇杆组件包括连杆5和摇臂6，摇臂6的中部通过转轴7与机架1铰接连杆5的下端与可调节式曲柄4的短轴4-3-1铰接，连杆5的上端与摇臂6的内端铰接，两个摇臂6呈″v″字形设置，一对摇杆组件对称设置，当曲柄4旋转时，两个连杆5带动两个摇臂6以转轴7为支点进行上下往复的扑动运动。

条形滑槽与滑块4-3之间设有的可使滑块4-3周向定位的滑动结构为：条形滑槽为方形滑槽，滑块4-3具有与方形滑槽相适配的方形体结构4-3-2。

在条形滑槽内设有预紧弹簧4-5，预紧弹簧4-5贯穿在调节螺杆4-4上并安装在靠近传动轴4-1的端部与滑块4-3之间。

在调节螺杆4-4的旋母上设有滚花4-4-1。

工作原理

工作时，减速电机2通过联轴器3带动可可调节式曲柄4转动，曲柄4带动摇杆组件动作，当曲柄4旋转时，两个连杆5带动两个摇臂6以转轴7为支点进行上下往复的扑动运动。

可调节式曲柄摇杆机构通过旋进或旋出调节螺杆4-4，便可带动滑块4-3在曲柄4-2的滑槽内进行移动，从而调节短轴4-3-1与传动轴4-1的间距，改变曲柄4-2的有效尺寸，即可达到扑翼飞行器扑翼变幅的效果。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于科教演示的扑翼飞行器扑翼驱动机构，属于科教演示技术领域。包括机架和安装在机架上的运动组件，运动组件包括减速电机、联轴器和可调节式曲柄摇杆机构，减速电机通过联轴器驱动可调节式曲柄摇杆机构运动，可调节式曲柄摇杆机构包括可调节式曲柄和一对摇杆组件，可调节式曲柄包括传动轴、曲柄、滑块和调节螺杆，调节螺杆旋合贯穿曲柄螺纹孔和滑块螺纹孔，以将滑块限定在条形滑槽内，摇杆组件包括连杆和摇臂，摇臂的中部通过转轴与机架铰接，连杆的下端与可调节式曲柄的短轴铰接，连杆的上端与摇臂的内端铰接。它具有使用寿命长、操作方便安全、驱动机理简单易懂启发性强、适于普及等特点。

技术研发人员：马东福;宋笔锋;宣建林;年鹏;包晗;戚宇航;周文辉;陈昌浩;宋晓伟;段缤
受保护的技术使用者：西北工业大学太仓长三角研究院
技术研发日：2019.04.01
技术公布日：2019.05.17