本发明属于微型飞行器设计和制造，具体涉及一种可扑扭仿生扑翼微飞行器。
背景技术：
1、微型飞行器由于其体积小、灵敏性强、隐蔽性好、便以携带等优点，广泛应用于军事领域和民用领域。昆虫运动的高升力机制一直是研究者研究的热点，其中可扑扭的仿生扑翼微飞行器因其良好气动特性等优点，成为各国研究的重点。
2、通过高速摄像观察金龟等迁飞性甲虫的后翅扑动轨迹，我们发现甲虫在飞行过程中，后翅前缘随着扑动而扭转，这种扑动方式可以降低能耗并且产生足够的升力和推力来支撑昆虫的飞行。因此对金龟等昆虫的探索有利于可扑扭扑翼微飞行器的研究。
3、目前，仿生扑翼微飞行器的研究主要集中在其升力理论和飞行控制上，设计的扑翼飞行器大多需要安装舵机等驱动装置来实现扑扭运动，其驱动效率不高，同时飞行器重量较大。本发明通过单电机驱动扑动机构来实现仿生扑翼微飞行器的扑扭耦合运动，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于设计一种单电机驱动的可扭转扑动机构，以减小仿生扑翼微飞行器的重量，并减少飞行能耗。
2、为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：
3、本发明由机身a、传动机构b、扑扭机构c、左机翼d和右机翼e组成。其中：所述的左机翼d与左机翼e为关于机身a-a中轴线的对称结构；左机翼d中翅脉i18与扑扭机构c中扭转杆i14固定连接，右机翼e中翅脉ii19与扑扭机构c中扭转杆ii15固定连接；扑扭机构中球头拉杆i10、ii11、iii12、iv13分别于传动机构中二级减速齿轮i6、ii7、二级减速齿轮iii8、iv9形成转动连接；传动机构中二级减速齿轮i6、ii7、二级减速齿轮iii8、iv9、电机齿轮3、一级减速齿轮i4与机身a形成转动连接。
4、所述的左机翼d和右机翼e关于微飞行器中心线a-a的对称结构，其结构相同，方向相反，左机翼由翅脉i18、翅膜i20组成，右机翼由翅脉ii19、翅膜ii21组成。其中：翅膜i20粘结与翅脉i18，翅膜ii21粘结与翅脉ii19。
5、所述的传动机构b由无刷电机2、电机齿轮3、一级减速齿轮i4、一级减速齿轮ii5、二级减速齿轮i6、ii7、二级减速齿轮iii8、iv9组成。
6、所述的扭转机构c由球头拉杆i10、ii11、iii12、iv13、扭转杆i14、扭转杆ii15、连杆构件i16、ii17组成。
7、机身a上设有a孔、c1孔、d1孔、e1孔、g1孔、f1孔、t孔、u孔、v孔、w孔；
8、电机2通过a孔与机身1固定连接；电机2前端转动连接电机齿轮3；一级减速齿轮i4通过c1孔与机身1转动连接；一级减速齿轮i4与一级减速齿轮ii5固定连接；二级减速齿轮i6通过d1孔与机身1转动连接；二级减速齿轮ii7通过e1孔与机身1转动连接；二级减速齿轮iii8通过f1孔与机身1转动连接；二级减速齿轮iv9通过g1孔与机身1转动连接。
9、所述的传动机构b，其中电机齿轮3与一级减速齿轮i4啮合；一级减速齿轮i4与一级减速齿轮ii5固定连接；二级减速齿轮ii7分别与一级减速齿轮ii5、二级减速齿轮i6啮合；二级减速齿轮iii8分别与一级减速齿轮ii5、二级减速齿轮iv9啮合，二级减速齿轮i6与二级减速齿轮iii8为右视基准面重合安装，二级减速齿轮ii7与二级减速齿轮iv9为右视基准面重合安装。
10、所述的扭转机构c，球头拉杆i10与二级减速齿轮i6转动连接；球头拉杆ii11与二级减速齿轮ii7转动连接；球头拉杆iii12与二级减速齿轮iii8转动连接；球头拉杆iv13与二级减速齿轮iv9转动连接；扭转杆i14横向两端分别与球头拉杆i10、球头拉杆iii12转动连接，纵向一端与连杆构件i16转动连接并限制其相对位移；扭转杆ii15横向两端分别与球头拉杆ii11、球头拉杆iv13转动连接，纵向一端与连杆构件ii17转动连接并限制其相对位移；连杆构件i16通过t孔、u孔与机身1转动连接；连杆构件ii17通过v孔、w孔与机身1转动连接。
11、作为本发明更优的技术方案，所述的齿轮转动连接均通过销轴。
12、作为本发明更优的技术方案，所述的齿轮模数均为0.5；电机齿轮3的齿轮齿数为20；一级减速齿轮i4的齿轮齿数为56；一级减速齿轮ii5的齿轮齿数为10；二级减速齿轮i6的齿轮齿数为56；二级减速齿轮ii7的齿轮齿数为56；二级减速齿轮iii8的齿轮齿数为56；二级减速齿轮iv9的齿轮齿数为56。
13、作为本发明更优的技术方案，所述的翅脉i18、翅脉ii19、球头拉杆i10、球头拉杆ii11、球头拉杆iii12、球头拉杆iv13材料均为碳纤维。
14、作为本发明更优的技术方案，所述的机身1、扭转杆i14、扭转杆ii15、连杆构件i16、连杆构件ii17材料均为光敏树脂。
15、作为本发明更优的技术方案，所述的电机齿轮3、一级减速齿轮i4、一级减速齿轮ii5、二级减速齿轮i6、二级减速齿轮ii7、二级减速齿轮iii8、二级减速齿轮iv9材料均为pom塑料。
16、作为本发明更优的技术方案，所述的翅膜i20、翅膜ii21材料均为聚氯乙烯；所述的销轴材料均为高密度聚乙烯。
17、本发明有益效果如下：
18、本发明提供的仿生扑翼微飞行器的扑扭运动由单驱动机构驱动完成，减少了仿生扑翼微飞行器的质量，在提高飞行升力、推力的同时提高电机驱动效率，大大减少了仿生扑翼微飞行器的飞行能耗。
1.一种可扑扭仿生扑翼微飞行器，其特征在于由机身(a)、传动机构(b)、扑扭机构(c)、左机翼(d)和右机翼(e)组成。其中：所述的左机翼(d)与左机翼(e)为关于机身(a-a)中轴线的对称结构；左机翼(d)中翅脉(18)与扑扭机构(c)中扭转杆(14)固定连接，右机翼(e)中翅脉(19)与扑扭机构(c)中扭转杆(15)固定连接；扑扭机构中球头拉杆(10)、球头拉杆(11)、球头拉杆(12)、球头拉杆(13)分别于传动机构中二级减速齿轮(6)、(7)、二级减速齿轮iii(8)、(9)形成转动连接；传动机构中二级减速齿轮(6)、二级减速齿轮(7)、二级减速齿轮(8)、二级减速齿轮(9)、电机齿轮(3)、一级减速齿轮(4)与机身(a)形成转动连接。
2.如权利要求1所述的可扭转仿生扑翼微飞行器，其特征在于：所述的所述的左机翼(d)和右机翼(e)关于微飞行器中心线(a-a)的对称结构，其结构相同，方向相反，左机翼由翅脉(18)、翅膜(20)组成，右机翼由翅脉(19)、翅膜(21)组成。其中：翅膜(20)粘结与翅脉(18)，翅膜(21)粘结与翅脉(19)。
3.如权利要求1所述的可扭转仿生扑翼微飞行器，其特征在于：所述的传动机构(b)由无刷电机(2)、电机齿轮(3)、一级减速齿轮(4)、一级减速齿轮(5)、二级减速齿轮(6)、二级减速齿轮(7)、二级减速齿轮(8)、二级减速齿轮(9)组成，其中电机齿轮(3)与一级减速齿轮(4)啮合；一级减速齿轮(4)与一级减速齿轮(5)固定连接；二级减速齿轮(7)分别与一级减速齿轮(5)、二级减速齿轮(6)啮合；二级减速齿轮(8)分别与一级减速齿轮(5)、二级减速齿轮(9)啮合，二级减速齿轮(6)与二级减速齿轮(8)为右视基准面重合安装，二级减速齿轮(7)与二级减速齿轮(9)为右视基准面重合安装。
4.如权利要求1所述的可扭转仿生扑翼微飞行器，其特征在于：所述的扭转机构(c)由球头拉杆(10)、球头拉杆(11)、球头拉杆(12)、球头拉杆(13)、扭转杆(14)、扭转杆(15)、连杆构件(16)、(17)组成。球头拉杆(10)上(h2)孔与二级减速齿轮(6)上(h1)孔固定连接；球头拉杆(11)上(i2)孔与二级减速齿轮(7)上(i1)孔固定连接；球头拉杆(12)上(j2)孔与二级减速齿轮(8)上(j1)孔固定连接；球头拉杆(13)上(k2)孔与二级减速齿轮(9)上(k1)孔固定连接；扭转杆(14)的(a1)端、(b1)端分别与球头拉杆(12)上(n)孔、球头拉杆(10)上(l)孔固定连接、(c1)端与连杆构件(16)上(q)孔转动连接并限制其相对位移；扭转杆(15)的(a2)端、(b2)端分别与球头拉杆(11)上(m)孔、球头拉杆(13)上(o)孔固定连接、(c2)端与连杆构件(17)上(s)孔转动连接并限制其相对位移；连杆构件(16)上(p)孔与机身(1)上(t)孔、(u)孔转动连接；连杆构件(17)上(r)孔与机身(1)上(v)孔、(w)孔转动连接。
5.如权利要求1所述的可扭转仿生扑翼微飞行器，其特征在于：所述的二级减速齿轮(6)与球头拉杆(10)、扭转杆(14)、连杆构件(16)组成曲柄摇杆机构，二级减速齿轮(8)与球头拉杆(12)、扭转杆(14)、连杆构件(16)组成曲柄摇杆机构，二级减速齿轮(7)与球头拉杆(11)、扭转杆(15)、连杆构件(17)组成曲柄摇杆机构，二级减速齿轮(9)与球头拉杆(13)、扭转杆(15)、连杆构件(17)组成曲柄摇杆机构。其中：二级减速齿轮(6)上(h1)孔与二级减速齿轮(8)上(j1)孔、二级减速齿轮(7)上(i1)孔与二级减速齿轮(9)上(k1)孔设置高度差，使得球头拉杆(10)与球头拉杆(12)、球头拉杆(11)与球头拉杆(13)的连接形成高度差，使得与扭转杆(14)、扭转杆(15)固定连接的左翅d与右翅e在绕连杆构件(16)、连杆构件(17)扑动过程中实现与水平方向成夹角α，且α随扑动运动成周期性变化从而实现扑扭运动。
6.如权利要求1所述的可扭转仿生扑翼微飞行器，其特征在于：所述的翅脉(18)、翅脉(19)、球头拉杆(10)、球头拉杆(11)、球头拉杆(12)、球头拉杆(13)材料均为碳纤维。
7.如权利要求1所述的可扭转仿生扑翼微飞行器，其特征在于：所述的机身(1)、扭转杆(14)、扭转杆(15)、连杆构件(16)、连杆构件(17)材料均为光敏树脂。
8.如权利要求1所述的可扭转仿生扑翼微飞行器，其特征在于：所述的电机齿轮(3)、一级减速齿轮(4)、一级减速齿轮(5)、二级减速齿轮(6)、二级减速齿轮(7)、二级减速齿轮(8)、二级减速齿轮(9)材料均为pom塑料。
9.如权利要求1所述的可扭转仿生扑翼微飞行器，其特征在于：所述的翅膜(20)、翅膜(21)材料均为聚氯乙烯；所述的销轴材料均为高密度聚乙烯。