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专利号: 2022100091344
申请人: 吉林大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-11-04
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种仿生独角仙扑翼飞行器,其特征在于:包括传动机构、机身和仿生翼,所述仿生翼包括左仿生翼和右仿生翼,其中所述左仿生翼和右仿生翼是关于机身中心线的对称结构,所述传动机构包括设置在机身的头部的齿轮传动组件、动力源、双节万向节联轴器;所述齿轮传动组件包括从动齿轮组件和主动齿轮组件,从动齿轮组件为左齿轮组件和右齿轮组件,左齿轮组件和右齿轮组件沿所述机身中心线对称布置且在配合侧相互啮合,主动齿轮组件与左齿轮组件或右齿轮组件在配合侧相互啮合;所述双节万向节联轴器的中心点位于机身中心线上,双节万向节联轴器的两端通过左摇杆组和右摇杆组连接在仿生翼上;双节万向节联轴器的两节分别与左齿轮组件的左齿轮轴和右齿轮组件的右齿轮轴下端连接,双节万向节联轴器的两节可在一定角度范围内上下运动,所述动力源包括第一动力源和第二动力源,所述第一动力源带动主动齿轮组件中的主动齿轮旋转运动和带动仿生翼扑动,第一动力源为仿生翼提供扑动和摆动动力,同时也为和第二动力源共同为仿生翼进行扭转运动提供动力,所述第二动力源带动万向节联轴器的中心点处以机身中心线垂线为轴扭转运动。

2.如权利要求1所述的仿生独角仙扑翼飞行器,其特征在于:所述第一动力源为固定连接在机身头部的气缸及被气缸通过曲柄摇杆机构驱动的凸轮,所述气缸的活塞杆与机身中心线垂直,所述的凸轮驱动主动齿轮组件的丝杆上下移动。

3.如权利要求2所述的仿生独角仙扑翼飞行器,其特征在于:所述的曲柄摇杆机构包括中部曲柄和摇杆,活塞杆的顶部中心位置与中部曲柄的一端可转动连接,中部曲柄的另一端与摇杆一端可转动连接,摇杆的另一端与凸轮可转动连接,所述凸轮边缘与主动齿轮组件的丝杆端部抵靠。

4.如权利要求1所述的仿生独角仙扑翼飞行器,其特征在于:所述第二动力源为电磁继电器,双节万向节联轴器的中心点处的磁性球头与电磁继电器的上、下两端的磁力连接,以使双节万向节联轴器发生扭转,其最大扭转角度为60°。

5.如权利要求3所述的仿生独角仙扑翼飞行器,其特征在于:所述活塞杆的顶部的中部曲柄连接处的两侧球铰连接有左曲柄和右曲柄,所述左曲柄的另一端可相对滑动连接在左摇杆组上,所述右曲柄可相对滑动连接在右摇杆组上,所述左摇杆组的左摇杆和右摇杆组的右摇杆均是一端铰接在仿生翼上,另一端铰接在双节万向节联轴器的一端。

6.如权利要求1所述的仿生独角仙扑翼飞行器,其特征在于:所述左仿生翼和右仿生翼是关于机身‑中心线的对称结构,均由翅脉和翅膜组成,且所有翅脉和翅基均焊接在翅膜上,翅脉布置位置仿生独角仙软翅。

7.如权利要求1所述的仿生独角仙扑翼飞行器,其特征在于:所述主动齿轮组件为滚珠丝杆结构,其主动齿轮为固定旋转端,丝杆为移动端。

8.如权利要求1所述的仿生独角仙扑翼飞行器,其特征在于:所述机身包括尾翼和尾翼舵机,所述尾翼与机身的机架旋转连接。

9.如权利要求1所述的仿生独角仙扑翼飞行器,其特征在于:所述双节万向节联轴器的两节分别与左齿轮组件的左齿轮轴和右齿轮组件的右齿轮轴下端通过连接套件连接,所述双节万向节联轴器由接口、传动轴、十字轴、驱动轴、十字轴、传动轴、接头、磁性球头组成;

所述连接套件包括第一连接套件和第二连接套件,所述左齿轮轴下端和右齿轮轴下端穿过机架上部的弧形凹槽,并分别通过弹簧与连接套件同轴连接;主动齿轮与丝杆滚动连接;其中传动轴和传动轴分别穿过第一连接套件上孔和第二连接套件上孔通过孔和孔与接口和接口旋转连接;十字轴分别通过传动轴上孔和驱动轴上孔与其旋转连接。

10.一种如权利要求1所述仿生独角仙扑翼飞行器的控制方法,包括如下步骤:检测所述扑翼飞行器的仿生翼的当前位置;以及根据所述当前位置,控制所述第一动力源和/或所述第二动力源的工作状态;

所述当前位置包括角度范围内的水平位置、所述角度范围内的最低位置和所述角度范围内的最高位置;

控制所述第一动力源和/或所述第二动力源的工作状态为:

当所述仿生翼处于所述最低位置时,使所述第一动力源中的活塞杆向上移动,驱动椭圆形凸轮旋转,进而丝杆旋转驱动主动齿轮旋转,以使所述仿生翼向后或向前扭动和向上扑动;

当双侧仿生翼升至最高点,也就是活塞杆为最大行程时刻,曲柄和摇杆为竖直相合状态,第二动力源带动万向节联轴器的中心点处以机身中心线垂线为轴扭转运动,仿生翼产生迎角;

当确定所述仿生翼处于所述最高位置时,使所述第一动力源活塞杆向下移动,驱动椭圆形凸轮旋转,进而丝杆旋转驱动主动齿轮旋转,以使所述仿生翼向后或向前摆动和向下扑动;

当双侧仿生翼降至最低点,也就是活塞杆为最小行程时刻,曲柄和摇杆为竖直相合状态,第二动力源带动万向节联轴器的中心点处以机身中心线垂线为轴扭转运动,仿生翼产生迎角。