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专利号: 2025114452816
申请人: 青岛理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种扑翼飞行器多级缓冲磁驱鸟爪系统,包括鸟爪总成,所述鸟爪总成通过连接件总成与扑翼飞行器活动连接,其特征在于,所述鸟爪总成包括依次活动连接的大腿总成、小腿总成和爪子总成,所述爪子总成分别与前趾总成和后趾总成活动连接;

所述大腿总成、小腿总成和爪子总成均设有缓冲单元,所述缓冲单元包括缓冲仓,所述缓冲仓内部设有至少两组对称布置且轴线重合的缓冲弹簧,所述缓冲弹簧相互远离的一端连接所述缓冲仓的仓壁,相互靠近的一端连接驱动摇臂,所述驱动摇臂被驱动舵机带动产生摆动,压缩其中一组缓冲弹簧的同时,拉伸另一组缓冲弹簧,通过缓冲弹簧的弹力转化为对大腿总成、小腿总成和爪子总成中相应支撑件的线性推动力,实现大腿总成、小腿总成和爪子总成的运动。

2.如权利要求1所述的一种扑翼飞行器多级缓冲磁驱鸟爪系统,其特征在于,所述大腿总成包括大腿支撑件,缓冲单元为设置在所述大腿支撑件顶端的缓冲仓,所述缓冲仓容纳大腿总成驱动摇臂以及至少两组对称布置且轴线重合的大腿缓冲弹簧,所述大腿缓冲弹簧的一端连接在所述缓冲仓的仓壁上,另一端连接大腿总成驱动摇臂,所述大腿总成驱动摇臂与所述大腿总成驱动舵机连接。

3.如权利要求1所述的一种扑翼飞行器多级缓冲磁驱鸟爪系统,其特征在于,所述小腿总成包括小腿支撑件,缓冲单元为设置在所述小腿支撑件顶端的缓冲仓,所述缓冲仓容纳小腿总成驱动摇臂以及至少两组对称布置且轴线重合的小腿缓冲弹簧,所述小腿缓冲弹簧的一端连接在所述缓冲仓的仓壁上,另一端连接小腿总成驱动摇臂,所述小腿总成驱动摇臂与所述小腿总成驱动舵机连接。

4.如权利要求1所述的一种扑翼飞行器多级缓冲磁驱鸟爪系统,其特征在于,所述爪子总成包括爪子支撑件,缓冲单元为设置在所述爪子支撑件顶端的缓冲仓,所述缓冲仓容纳爪子总成驱动摇臂以及至少两组对称布置且轴线重合的爪子缓冲弹簧,所述爪子缓冲弹簧的一端连接在所述缓冲仓的仓壁上,另一端连接爪子总成驱动摇臂,所述爪子总成驱动摇臂与所述爪子总成驱动舵机连接。

5.如权利要求4所述的一种扑翼飞行器多级缓冲磁驱鸟爪系统,其特征在于,所述爪子支撑件底端设有至少一台爪子收缩舵机,所述爪子收缩舵机带动爪子收缩线盘转动,所述爪子收缩线盘上设有驱动线,所述驱动线拉动相对应的前趾总成和后趾总成实现闭合动作。

6.如权利要求5所述的一种扑翼飞行器多级缓冲磁驱鸟爪系统,其特征在于,所述前趾总成和所述后趾总成均包括多个活动连接的指骨;首端的指骨与爪子支撑件活动连接并且两者之间设有伸展弹簧,末端的指骨与指甲活动连接。

7.如权利要求6所述的一种扑翼飞行器多级缓冲磁驱鸟爪系统,其特征在于,每一个指骨的顶角上均设有第一磁铁,所述指甲上设有第二磁铁,相邻的第一磁铁之间极性互斥,所述第二磁铁与末端指骨上的第一磁铁极性互斥。

8.如权利要求7所述的一种扑翼飞行器多级缓冲磁驱鸟爪系统,其特征在于,所述指骨的顶角为锐角,所述顶角上设有并列布置的至少两个孔,其中一个孔连接所述第一磁铁,另一个孔容纳驱动线穿过。

9.如权利要求7所述的一种扑翼飞行器多级缓冲磁驱鸟爪系统,其特征在于,所述指甲的一侧设有并列布置的至少两个孔,其中一个孔连接所述第二磁铁,另一个孔容纳驱动线穿过并与驱动线连接。

10.一种如权利要求1‑9任一项所述扑翼飞行器的鸟爪系统的工作方法,其特征在于,包括以下步骤:

扑翼飞行器飞行至目标抓取物所在区域,通过调整自身飞行姿态,鸟爪总成对准并接近目标物;

扑翼飞行器降落,即将接触目标抓取物时,大腿总成驱动舵机、小腿总成驱动舵机和爪子总成驱动舵机动作,使爪子总成朝向目标抓取物;

扑翼飞行器降落,接触目标抓取物时,爪子收缩舵机动作,带动爪子收缩舵机收线盘转动收紧驱动线,驱动线拉动前趾总成和后趾总成弯曲,使各指骨和指甲围绕目标物变形并包围其外形;

通过大腿总成驱动舵机、小腿总成驱动舵机和爪子总成驱动舵机的动作,调整扑翼飞行器降落在目标抓取物上的姿态,执行作业;

作业任务结束,爪子收缩舵机反向转动,放松驱动线;指骨在第一磁铁间的互斥力作用下恢复至张开状态,指甲与末端的指骨在第二磁铁与第一磁铁的互斥力作用下恢复至张开状态,前趾总成和后趾总成在伸展弹簧的作用下恢复至张开状态,释放目标物;

扑翼飞行器启动扑翼,飞离目标。