一种扑翼式仿生飞行器的制作方法

文档序号:42371398发布日期:2025-07-08 20:59阅读:37来源:国知局

本发明涉及飞行器,尤其涉及一种扑翼式仿生飞行器。


背景技术:

1、扑翼式仿生飞行器(flapping-wing biomimetic aircraft)是一类模仿自然界鸟类、昆虫或其他飞行动物扑翼运动机理的无人飞行器。其核心设计灵感来源于生物飞行的高效性、机动性和环境适应性。与传统的固定翼或旋翼飞行器相比,扑翼飞行器通过周期性拍动翼面产生升力和推力,能够在低雷诺数环境下实现悬停、急转弯、逆向飞行等复杂动作,因此在微型无人机、隐蔽侦察、狭窄空间探测等领域具有独特优势。

2、公开号cn113602491a的中国专利文献中公开了用于扑翼式飞行器的传动机构组件,记载了“所述传动机构组件具有齿轮支架,在所述齿轮支架处绕齿轮轴线能够转动运动地支承有齿轮,所述齿轮抗转动地与曲轴连接,所述曲轴具有与齿轮轴线同轴地延伸的中间区段和在两侧毗邻所述中间区段的端部区域,其中,所述端部区域与所述中间区段分别占据在0度至90度之间的角度并且接合到所配属的铰接件的引导槽中,所述铰接件绕摆动轴线能够摆动运动地支承在与齿轮支架连接的铰接支架处,所述铰接支架绕相应的支架轴线能够摆动运动地支承在齿轮支架处。根据本发明设置成,铰接支架与耦联支柱连接”。

3、但是结合现有技术仍然存在以下缺陷或问题:传统飞行器的传动机构结构复杂,传动部件多,导致飞行器笨重,影响飞行器的续航时间。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种扑翼式仿生飞行器。

2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

3、一种扑翼式仿生飞行器,包括安装架,所述安装架的内部固定安装有扑翼驱动机构,所述扑翼驱动机构的输出端固定连接有翅翼,所述安装架的底部活动安装有俯仰机构,所述俯仰机构的输出端活动安装有偏摆机构,所述偏摆机构的底部设置有扑翼调节机构,所述扑翼调节机构的输出端与翅翼的底部固定连接,所述扑翼调节机构的底部设置有供电机构,所述安装架的顶部固定安装有固定架,所述固定架的上表面固定安装有飞控板。

4、优选的,所述安装架包括第一安装板,所述第一安装板的四角处均固定连接有支撑杆,所述支撑杆的中部固定连接有第二安装板,所述支撑杆的底部固定连接有第三安装板。

5、优选的,所述扑翼驱动机构包括无刷电机,所述无刷电机固定安装于第三安装板的下表面,所述无刷电机的输出端固定连接有输出轴,所述输出轴的外壁固定套接有第一齿轮,所述第三安装板与第二安装板之间转动连接有第一传动轴、第二传动轴,所述第一传动轴的外壁固定套接有台阶齿轮,所述台阶齿轮的下部与第一齿轮相互啮合,所述第二传动轴的外壁固定套接有第三齿轮,所述第三齿轮与台阶齿轮的上部相互啮合;

6、所述第二传动轴的顶端固定连接有第一摇臂,所述第一摇臂的偏心端活动连接有连杆,所述连杆的另一端活动连接有平移件,所述平移件与第一安装板滑动连接,所述平移件的两侧均设置有齿牙,所述平移件两侧齿牙均啮合有第五齿轮,所述第五齿轮的中部固定套接有转动轴,所述转动轴与第二安装板转动连接,所述转动轴的外壁固定套接有摆动件,所述摆动件的一端固定连接有摆动杆,所述摆动杆的外壁与翅翼的顶部固定连接。

7、优选的,所述第一安装板的上表面开设有滑槽,所述平移件的上表面固定连接有滑动件,所述滑动件贯穿滑槽延伸至第一安装板的上表面,所述滑动件通过滑槽与第一安装板滑动连接。

8、优选的,所述俯仰机构包括连接件,所述连接件固定安装于第二安装板的下表面,所述连接件的外壁转动连接有摆臂,所述摆臂的两端均固定连接有连接条,所述连接条的外壁固定连接有安装框,所述安装框的外壁固定安装有第一电机,所述第一电机的输出端固定连接有第二摇臂,所述第二摇臂的另一端固定连接有第一连接杆,所述第一连接杆的另一端与第一安装板固定连接。

9、优选的,所述偏摆机构包括摆动条,所述连接条与摆动条转动连接,所述摆动条的另一端固定连接有下安装板,所述下安装板的下表面固定安装有第二电机,所述第二电机的输出端固定连接有第三摇臂,所述第三摇臂的另一端固定连接有第二连接杆,所述连接条的一端固定连接有固定条,所述第二连接杆的另一端与固定条的底部固定连接。

10、优选的,所述扑翼调节机构包括第三电机,所述第三电机固定安装于下安装板的底部,所述第三电机的输出端固定连接有摆动板,所述摆动板的两端均活动套接有摆动臂,所述摆动臂的另一端与摆臂转动连接,所述摆动臂的底部外壁与翅翼的底部固定连接。

11、优选的,所述摆动臂包括上臂,所述上臂的底部活动套接有下臂,所述下臂的另一端与摆动板活动套接,所述下臂与翅翼的底部固定连接,所述上臂的顶部活动套接有万向球头,所述摆臂与万向球头转动套接。

12、优选的,所述供电机构包括固定框,所述固定框与下安装板固定连接,所述固定框的外壁固定安装有电池,所述电池与飞控板电性连接,所述无刷电机、第一电机、第二电机、第三电机均与飞控板电性连接。

13、优选的,所述安装架的顶部外壁两侧均固定连接有安装杆,所述安装架外壁设置有外壳,所述外壳通过安装杆与安装架固定连接。

14、本发明的有益效果为:

15、1、本发明中,通过扑翼驱动机构的设计,该飞行器将连杆传动结构与齿轮传动结构结合在一起,提高了飞行器飞行的稳定性和准确度,并且也提高了飞行器飞行速度,另外,扑翼驱动机构的结构简单,扑翼驱动机构重量较轻,能够胜任扑翼驱动机构对于较轻重量的要求,并且,由于齿轮传动与连杆传动结合,也保证了翅翼较高的煽动频率。

16、2、本发明中,通过俯仰机构的设计,第一电机带动第二摇臂摆动,第二摇臂拉动第一连接杆;当第一连接杆向下摆动时,摆臂的右侧向下摆动,摆臂的左侧向上摆动,摆臂通过连接条、安装框带动第一电机向上移动;当第一连接杆向上摆动时,摆臂的右侧向上摆动,摆臂的左侧向下摆动,摆臂通过连接条、安装框带动第一电机向下移动,即通过第一电机控制飞行器上下方向运动。

17、3、本发明中,通过偏摆机构的设计,第二电机启动,第二电机带动第三摇臂摆动,第三摇臂拉动第二连接杆;当第三摇臂往远离固定条的一侧摆动时,此时摆动条带动下安装板、第二电机往靠近固定条的一侧偏摆;当第三摇臂往靠近固定条的一侧摆动时,此时摆动条带动下安装板、第二电机往远离固定条的一侧偏摆,即通过第二电机控制飞行器左右方向偏摆运动。

18、4、本发明中,通过扑翼调节机构的设计,第三电机工作,第三电机带动摆动板转动,摆动板带动两侧的摆动臂摆动,摆动臂控制翅翼的底部偏摆。



技术特征:

1.一种扑翼式仿生飞行器,包括安装架(1),其特征在于,所述安装架(1)的内部固定安装有扑翼驱动机构(2),所述扑翼驱动机构(2)的输出端固定连接有翅翼(10),所述安装架(1)的底部活动安装有俯仰机构(3),所述俯仰机构(3)的输出端活动安装有偏摆机构(4),所述偏摆机构(4)的底部设置有扑翼调节机构(5),所述扑翼调节机构(5)的输出端与翅翼(10)的底部固定连接,所述扑翼调节机构(5)的底部设置有供电机构(6),所述安装架(1)的顶部固定安装有固定架(8),所述固定架(8)的上表面固定安装有飞控板(9)。

2.根据权利要求1所述的一种扑翼式仿生飞行器,其特征在于,所述安装架(1)包括第一安装板(101),所述第一安装板(101)的四角处均固定连接有支撑杆(102),所述支撑杆(102)的中部固定连接有第二安装板(103),所述支撑杆(102)的底部固定连接有第三安装板(104)。

3.根据权利要求2所述的一种扑翼式仿生飞行器,其特征在于,所述扑翼驱动机构(2)包括无刷电机(201),所述无刷电机(201)固定安装于第三安装板(104)的下表面,所述无刷电机(201)的输出端固定连接有输出轴(202),所述输出轴(202)的外壁固定套接有第一齿轮(203),所述第三安装板(104)与第二安装板(103)之间转动连接有第一传动轴(204)、第二传动轴(207),所述第一传动轴(204)的外壁固定套接有台阶齿轮(205),所述台阶齿轮(205)的下部与第一齿轮(203)相互啮合,所述第二传动轴(207)的外壁固定套接有第三齿轮(208),所述第三齿轮(208)与台阶齿轮(205)的上部相互啮合;

4.根据权利要求3所述的一种扑翼式仿生飞行器,其特征在于,所述第一安装板(101)的上表面开设有滑槽(105),所述平移件(211)的上表面固定连接有滑动件(215),所述滑动件(215)贯穿滑槽(105)延伸至第一安装板(101)的上表面,所述滑动件(215)通过滑槽(105)与第一安装板(101)滑动连接。

5.根据权利要求3所述的一种扑翼式仿生飞行器,其特征在于,所述俯仰机构(3)包括连接件(301),所述连接件(301)固定安装于第二安装板(103)的下表面,所述连接件(301)的外壁转动连接有摆臂(302),所述摆臂(302)的两端均固定连接有连接条(303),所述连接条(303)的外壁固定连接有安装框(304),所述安装框(304)的外壁固定安装有第一电机(305),所述第一电机(305)的输出端固定连接有第二摇臂(306),所述第二摇臂(306)的另一端固定连接有第一连接杆(307),所述第一连接杆(307)的另一端与第一安装板(101)固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种扑翼式仿生飞行器,其特征在于,所述偏摆机构(4)包括摆动条(401),所述连接条(303)与摆动条(401)转动连接,所述摆动条(401)的另一端固定连接有下安装板(402),所述下安装板(402)的下表面固定安装有第二电机(403),所述第二电机(403)的输出端固定连接有第三摇臂(404),所述第三摇臂(404)的另一端固定连接有第二连接杆(406),所述连接条(303)的一端固定连接有固定条(405),所述第二连接杆(406)的另一端与固定条(405)的底部固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种扑翼式仿生飞行器,其特征在于,所述扑翼调节机构(5)包括第三电机(501),所述第三电机(501)固定安装于下安装板(402)的底部,所述第三电机(501)的输出端固定连接有摆动板(502),所述摆动板(502)的两端均活动套接有摆动臂(503),所述摆动臂(503)的另一端与摆臂(302)转动连接,所述摆动臂(503)的底部外壁与翅翼(10)的底部固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种扑翼式仿生飞行器,其特征在于,所述摆动臂(503)包括上臂(5031),所述上臂(5031)的底部固定套接有下臂(5032),所述下臂(5032)的另一端与摆动板(502)活动套接,所述下臂(5032)与翅翼(10)的底部固定连接,所述上臂(5031)的顶部活动套接有万向球头(5033),所述摆臂(302)与万向球头(5033)转动套接。

9.根据权利要求7所述的一种扑翼式仿生飞行器,其特征在于,所述供电机构(6)包括固定框(601),所述固定框(601)与下安装板(402)固定连接,所述固定框(601)的外壁固定安装有电池(602),所述电池(602)与飞控板(9)电性连接,所述无刷电机(201)、第一电机(305)、第二电机(403)、第三电机(501)均与飞控板(9)电性连接。

10.根据权利要求1所述的一种扑翼式仿生飞行器,其特征在于,所述安装架(1)的顶部外壁两侧均固定连接有安装杆(7),所述安装架(1)外壁设置有外壳(11),所述外壳(11)通过安装杆(7)与安装架(1)固定连接。


技术总结
本发明公开了一种扑翼式仿生飞行器,涉及飞行器技术领域,包括安装架,所述安装架的内部固定安装有扑翼驱动机构,所述扑翼驱动机构的输出端固定连接有翅翼,所述安装架的底部活动安装有俯仰机构,所述俯仰机构的输出端活动安装有偏摆机构,所述偏摆机构的底部设置有扑翼调节机构,所述扑翼调节机构的输出端与翅翼的底部固定连接,本发明通过扑翼驱动机构的设计,该飞行器将连杆传动结构与齿轮传动结构结合在一起,提高了飞行器飞行的稳定性和准确度,并且也提高了飞行器飞行速度,另外,扑翼驱动机构的结构简单,扑翼驱动机构重量较轻,能够胜任扑翼驱动机构对于较轻重量的要求,提高了飞行器续航时间。

技术研发人员:李国友,龚子侠
受保护的技术使用者:龚子侠
技术研发日:
技术公布日:2025/7/7
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