一种扑翼微型飞行机器人的尾翼平衡器的制作方法

[0001]
本发明涉及扑翼微型飞行机器人领域，特别涉及一种扑翼微型飞行机器人的尾翼平衡器。


背景技术：

[0002]
这些年，扑翼微型飞行器一直受到很多研究人员的关注，因为不仅仅该飞行器具有滑翔特性而且还具有悬停功能，重要的是该飞行器结构轻巧，携带方便，可以完成特殊任务如援救，提醒勘探等，自美国darpa提出该概念飞行器之后，一些研究机构进行该飞行器的研究，如美国的nano-hummingbird,荷兰的delfly，比利时的colibri等，然后飞行器的稳定飞行平衡问题一直是一个巨大的挑战。在自然界中，鸟类或飞行昆虫通过控制翅膀，尾部等器官控制稳定飞行姿态，从而达到稳定飞行。那么扑翼微型飞行器由于结构小，又具有高度集成的特性，对飞行重量又要极高的要求，因此在稳定飞行控制部件的设计对结构设计和材料的选择提出了极高的要求。
[0003]
在自然界中，尾翼对鸟类等飞行动物来说起着至关重要的作用，通过控制尾翼的姿态(即控制升力与拉力)来满足飞行过程中的稳定(即俯仰，横摆，翻滚)。目前对蜂鸟类尾翼的研究与微型扑翼飞行器的尾翼平衡器的设计较少。现有设计中该飞行机器的尾翼平衡器同样存在诸多问题：整体结构笨重，组装繁琐，价格昂贵，从性能方面，由于该结构原因不便于操控尾翼平衡器，所以不能产生足够的升力，从而达不到平衡飞行器的效果。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是提供一种整体结构轻便，小巧，组装简单，价格低廉，可以满足飞行机器人稳定飞行的扑翼微型飞行机器人的尾翼平衡器。
[0005]
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006]
一种扑翼微型飞行机器人的尾翼平衡器，包括尾翼和连接器，所述尾翼通过连接器与扑翼微型飞行机器人的尾翼摆动件连接，所述连接器包括连接管、对接管和连接棒，所述连接管一端与尾翼连接，所述连接管的另一端与对接管的一端连接，所述对接管的另一端与连接棒的一端连接，所述连接棒的另一端与扑翼微型飞行机器人的尾翼摆动件连接。
[0007]
进一步地，所述连接管为碳管，所述碳管由碳纤维做成的管状器材。
[0008]
进一步地，所述碳管的外径为2～4毫米，所述碳管的内径为1～2毫米。
[0009]
进一步地，所述碳管的外径为3毫米，所述碳管的内径为1.5毫米。
[0010]
进一步地，所述连接棒为实心碳纤维棒。
[0011]
进一步地，所述连接棒的外径为1～2毫米。
[0012]
进一步地，所述对接管为热缩管。
[0013]
进一步地，所述对接管的两端分别通过管的热塑性来连接固定连接管和连接棒。
[0014]
进一步地，所述尾翼的材质为轻木。
[0015]
进一步地，所述尾翼的展开角为60～180
°
。
[0016]
本发明的有益效果为：
[0017]
本发明的尾翼通过连接器与扑翼微型飞行机器人的尾翼摆动件连接，其中该连接器包括连接管、对接管和连接棒，连接管一端与尾翼连接，连接管的另一端与对接管的一端连接，对接管的另一端与连接棒的一端连接，连接棒的另一端与扑翼微型飞行机器人的尾翼摆动件连接，本发明的连接器中的各个部件是活动部件，每个部件之间的连接非常方便，而且整体结构轻便，小巧，组装简单，价格低廉，可以满足飞行机器人的稳定飞行。
附图说明
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图1是扑翼微型飞行机器人结构示意图；
[0019]
图2是本发明尾翼平衡器的结构示意图；
[0020]
图3是本发明连接管的剖视结构示意图；
[0021]
图4是本发明连接棒的剖视结构示意图。
具体实施方式
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以下结合附图对本发明进行进一步说明：
[0023]
如图1到图4所示的，一种扑翼微型飞行机器人1的尾翼平衡器，包括尾翼4和连接器3，尾翼4通过连接器3与扑翼微型飞行机器人1的尾翼摆动件2连接，连接器3包括连接管31、对接管32和连接棒33，连接管31一端与尾翼4连接，连接管31的另一端与对接管32的一端连接，对接管32的另一端与连接棒33的一端连接，连接棒33的另一端与扑翼微型飞行机器人1的尾翼摆动件2连接。本发明的连接器3中的各个部件是活动部件，每个部件之间的连接非常方便，而且整体结构轻便，小巧，组装简单，价格低廉，可以满足飞行机器人的稳定飞行。
[0024]
本实施中的连接器3用于尾翼4连接飞行机器人1，还用于稳定尾翼4的飞行。该部分在选择材料方面，需要选择易采购，结构轻便等材料。
[0025]
本实施例中的连接管31可以为碳管，该碳管是由碳纤维做成的管状器材，该连接管31的外径r2为2～4毫米，连接管31的内径r1为1～2毫米。
[0026]
另外碳管轻便，硬度高又具有一定柔韧性，非常适合用于与尾翼4连接。
[0027]
最优的实施例为：该连接管31的外径为3毫米，连接管31的内径为1.5毫米。
[0028]
本实施例中的连接棒33为实心碳纤维棒，该连接棒33的外径为1～2毫米。
[0029]
最优的实施例为：该连接棒的外径为1.5毫米。
[0030]
本实施例中的对接管32为热缩管，该对接管32的两端分别通过管的热塑性来连接固定连接管31和连接棒33，连接的时候，(1)先根据连接管31和连接棒33的外径选择两端直径稍大于连接管31和连接棒33的对接管32；(2)清除连接管31和连接棒33上的毛刺、尖角、以防在回缩过程中刺穿对接管32造成开裂，另外必须预先用快干型清洗剂，清洗连接管31和连接棒33的连接部分的油污，杂质，保持干净；(3)计算需要包裹的长度截取相应长度对接管32，切割对接管32时，切口应整齐、光滑，不得产生毛刺或裂口，以避免加热收缩时产生的应力集中，沿裂口蔓延；(4)将对接管32分别套入连接管31和连接棒33一端，将套好的对接管32移动至合适的位置；(5)加热的工具一般是使用热风枪、烘箱或者吹风机，在加热过程中要从左到右或者从右到左的单方向加热，也可以从中间向两头加热，避免空气留在对
接管32内，收缩后紧紧的包裹着连接管31和连接棒33，不可过于靠近对接管32表面或集中在一处加热，否则会产生薄厚不均或烧伤对接管32。
[0031]
本实施例的尾翼4的材质为轻木；目前尾翼4主要使用pet聚酯薄膜材料，该种材料虽然保证了尾翼4的柔韧性，但是在尾翼4制作过程中与飞行过程中极易损坏，保证不了尾翼平衡器的耐用性。在制作方面，由于材料轻薄，所以不容易固定在设计好的结构中，为制作带来诸多困难。从性能方面，由于结构原因不便于操控尾翼平衡器，所以不能产生足够的升力，从而达不到平衡飞行器的效果。本实施的尾翼4选择轻木材质制成，轻木具有柔韧性与耐磨损；在组装中不容易损坏。
[0032]
本实施例的尾翼4的展开角为60～180
°
。
[0033]
该尾翼4的最佳实施例为：展开角为120
°
，尾翼4厚度为1厘米，该尾翼4面积为5128.7mm
2
，尾翼展弦比为2.86；尾翼4的尾跨为121.2mm。
[0034]
其中尾翼4面积：r
n
为尾翼半径的平均长度,β为展开角。
[0035]
尾翼展弦比：b
t
尾翼横向跨度。
[0036]
尾翼横向跨度：r为尾翼半径长度。
[0037]
以上所述并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。