CN105416582A - 被动变幅扑动机构以及扑动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种被动变幅扑动机构以及扑动方法，扑动机构包括：机架、电机、减速齿轮组和扑动杆组；在二级从动齿轮侧面开挖形成护盖槽、扭簧槽和弧形滑槽，并在槽中分别装配有齿轮护盖、调幅扭簧以及连杆轴；连杆轴包括弧形滑块和轴本体，弧形滑块与弧形滑槽相适配，可沿弧形滑槽自由滑动，轴本体的一端置于弧形滑槽的外表面，且与弧形滑槽的外表面垂直。优点为：本发明采用扭簧限位的方式实现机构的自主变幅功能，即：在大负载下，能够自动增大扑动幅度，在小负载下，能够自动减小扑动幅度，无需主动干预，从而提高了扑翼飞行器的飞行性能。

Description

被动变幅扑动机构以及扑动方法

技术领域

本发明属于扑翼驱动机构技术领域，具体涉及一种被动变幅扑动机构以及扑动方法。

背景技术

扑翼飞行器是一种模仿自然界鸟类或昆虫飞行的仿生飞行器，具有体积小、重量轻、隐蔽性高以及使用灵活等特点，具有广阔的应用前景。

作为扑翼飞行器的关键部件，扑动机构直接决定了扑翼飞行器的飞行性能。通过观察鸟类的飞行方式发现，大部分鸟类都会通过改变翅膀的扑动幅度来适应不同的飞行状态。这一点也可以通过科学实验、即风洞实验证实。风洞实验表明，在一定范围内，扑翼的气动力随扑动幅度的增大而增大。因此，设计一款能够实现变幅功能的扑动机构对提高扑翼飞行器的性能显得很有必要。

现有的扑动机构虽然能够实现扑动动作，但大部分扑动机构只能进行单一幅度的扑动，无法改变扑动幅度，从而影响了扑翼飞行器的飞行性能。另外，虽然出现少数能够在一定程度上实现变幅功能的扑动机构，但是，为了实现变幅扑动的功能，往往添加复杂的控制机构，因而需要在机构的可靠性、重量和体积等方面付出相应代价，甚至抵消了变幅对提升飞行器性能的贡献。可见，上述问题从硬件架构方面制约了扑翼飞行器的发展。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种被动变幅扑动机构以及扑动方法，能够根据扑翼的扑动状态被动地改变扑动幅度，同时基本不付出额外的重量和体积代价，有助于提高扑翼飞行器的性能。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种被动变幅扑动机构，包括：机架(1)、电机(2)、减速齿轮组和扑动杆组；

其中，所述减速齿轮组为两级平行减速器，包括：一级主动齿轮(3)、一级从动齿轮(4)、二级主动齿轮(5)和二级从动齿轮(6)；

所述电机(2)的基座固定安装到所述机架(1)，所述电机(2)的输出轴固定安装所述一级主动齿轮(3)；所述一级主动齿轮(3)与所述一级从动齿轮(4)啮合，所述一级从动齿轮(4)通过传动轴与所述二级主动齿轮(5)联动，所述二级主动齿轮(5)与所述二级从动齿轮(6)啮合；所述电机(2)通过齿轮啮合传动关系，最终带动所述二级从动齿轮(6)转动；

此外，所述二级从动齿轮(6)配置有齿轮转动轴，该齿轮转动轴水平设置；

在所述二级从动齿轮(6)侧面开挖形成护盖槽(6-4)、扭簧槽(6-5)和弧形滑槽(6-6)；并于槽中分别装配有齿轮护盖(6-1)、调幅扭簧(6-2)以及连杆轴(6-3)；

所述护盖槽(6-4)为凹槽，用于嵌装所述齿轮护盖(6-1)；在所述护盖槽(6-4)的槽底进一步向内挖形成所述扭簧槽(6-5)，所述扭簧槽(6-5)具有扭簧安装支点(6-5-1)，所述扭簧槽(6-5)具有弧形外沿，该弧形外沿的一端处于所述二级从动齿轮(6)轴心位置；在该弧形外沿位置继续向内挖形成所述弧形滑槽(6-6)，即：所述弧形滑槽(6-6)与所述弧形外沿重合，所述弧形滑槽(6-6)的一端同样处于所述二级从动齿轮(6)轴心位置，另一端为离心位置；

所述连杆轴(6-3)包括弧形滑块(6-3A)和轴本体(6-3B)，所述弧形滑块(6-3A)与所述弧形滑槽(6-6)相适配，可沿所述弧形滑槽(6-6)自由滑动，所述轴本体(6-3B)的一端置于所述弧形滑槽(6-6)的外表面，且与所述弧形滑槽(6-6)的外表面垂直；

所述调幅扭簧(6-2)包括簧体以及自所述簧体向两端延伸的第一簧臂和第二簧臂；所述簧体固定到所述扭簧安装支点(6-5-1)，所述第一簧臂为固定簧臂，所述第二簧臂为限位簧臂，其与所述轴本体(6-3B)接触，用于向所述连杆轴(6-3)提供朝向二级从动齿轮(6)轴心的力；

所述齿轮护盖(6-1)通过所述护盖槽(6-4)固定到所述二级从动齿轮(6)的侧面，并且，所述齿轮护盖(6-1)开设有护盖滑槽(6-1-1)，当所述齿轮护盖(6-1)固定到所述二级从动齿轮(6)的侧面时，所述护盖滑槽(6-1-1)与所述弧形滑槽(6-6)完全重合，并且，所述连杆轴(6-3)的轴本体(6-3B)穿过所述护盖滑槽(6-1-1)而伸出到所述齿轮护盖(6-1)的外面；

所述扑动杆组包括：左连杆(7-1)、右连杆(7-2)、左摇臂轴(11)、右摇臂轴(12)、左摇臂(13)和右摇臂(14)；

所述左连杆(7-1)的尾端和所述右连杆(7-2)的尾端均与所述连杆轴(6-3)铰接；所述左连杆(7-1)的顶端与所述左摇臂(13)的右端铰接；此外，所述左摇臂(13)通过所述左摇臂轴(11)实现与所述机架(1)的铰接；

所述右连杆(7-2)的顶端与所述右摇臂(14)的左端铰接；此外，所述右摇臂(14)通过所述右摇臂轴(12)实现与所述机架(1)的铰接。

优选的，所述机架(1)为左右对称结构，以面向机头方向为正面；

所述电机(2)固定安装于所述机架(1)背面的纵向中心线位置，所述一级主动齿轮(3)固定安装于所述电机(2)的输出轴；在所述一级主动齿轮(3)的正下方设置所述一级从动齿轮(4)；

所述二级主动齿轮(5)和所述二级从动齿轮(6)设置于所述机架(1)正面，并且，所述二级主动齿轮(5)与所述一级从动齿轮(4)等高度且相对于所述机架(1)对称设置。

优选的，所述扭簧槽(6-5)为扇形槽；所述扭簧安装支点(6-5-1)为所述扇形槽的圆心位置。

优选的，在所述齿轮护盖(6-1)还开设有第1装配孔(6-1-2)和第2装配孔(6-1-3)；所述齿轮护盖(6-1)嵌入到所述护盖槽(6-4)后，通过第1紧固件紧固到所述第1装配孔(6-1-2)、第2紧固件紧固到所述第2装配孔(6-1-3)，进而将所述齿轮护盖(6-1)固定到所述二级从动齿轮(6)侧面。

本发明还提供一种被动变幅扑动方法，包括以下步骤：

步骤1，将被动变幅扑动机构安装到扑翼飞行器，使左摇臂(13)与左扑动翼固定连接，右摇臂(14)与右扑动翼固定连接；

设二级从动齿轮(6)轴心位置为O点，弧形滑槽(6-6)的一端与O点重合，弧形滑槽(6-6)的另一端点记为A点；

步骤2，在飞行状态时，左扑动翼和右扑动翼分别向左摇臂(13)和右摇臂(14)施加向上的负载力，同时，该负载力的大小与电机(2)的转速存在正相关关系；

在某个时刻的某个特定负载力下，负载力通过左连杆(7-1)和右连杆(7-2)的传递，将连杆轴(6-3)向二级从动齿轮(6)的离心方向牵拉，进而带动连杆轴(6-3)在弧形滑槽(6-6)内向A点方向滑动；同时，连杆轴(6-3)受到来自于调幅扭簧(6-2)的阻挡力，进而限制连杆轴(6-3)在弧形滑槽(6-6)内向A点方向滑动；所以，当调幅扭簧(6-2)的阻挡力与连杆轴(6-3)的牵拉力相平衡时，连杆轴(6-3)固定于所述弧形滑槽(6-6)中的特定位置，假设特定位置记为C点；

此时，由于电机(2)的驱动作用，电机(2)通过减速齿轮组将动力传至二级从动齿轮(6)，二级从动齿轮(6)转动时，带动连杆轴(6-3)同步转动；而当连杆轴(6-3)转动时，带动扑动杆组的左摇臂(13)和右摇臂(14)进行幅度为α1的等幅扑动；

步骤3，当左摇臂(13)和右摇臂(14)所受到的向上负载力变大时，连杆轴(6-3)会沿着所述弧形滑槽(6-6)从C点进一步向A点方向滑动，设当达到D点时，调幅扭簧(6-2)的阻挡力与连杆轴(6-3)的牵拉力相平衡，此时，根据四连杆原理可知，扑动杆组的左摇臂(13)和右摇臂(14)会进行幅度为α2的等幅扑动，并且，α2大于α1；

而当左摇臂(13)和右摇臂(14)所受到的向上负载力变小时，连杆轴(6-3)会沿着所述弧形滑槽(6-6)从C点向O点方向滑动，设当达到E点时，调幅扭簧(6-2)的阻挡力与连杆轴(6-3)的牵拉力相平衡，此时，根据四连杆原理可知，扑动杆组的左摇臂(13)和右摇臂(14)会进行幅度为α3的等幅扑动，并且，α3小于α1；

由此实现根据外载荷的大小自动调整摇臂扑动幅度的效果；

步骤4，当电机(2)停止转动时，左摇臂(13)和右摇臂(14)所受到的向上的负载力急剧减小，连杆轴(6-3)会在调幅扭簧(6-2)的回复力作用下滑动到接近二级从动齿轮(6)轴心O点位置，此时，根据四连杆原理可知，左摇臂(13)和右摇臂(14)位于中间偏上位置且停止扑动，进而实现了扑翼飞行器的滑翔飞行；而当重新启动电机(2)时，扑翼飞行器能够立即从滑翔飞行状态进入扑动飞行状态，由此实现了扑翼飞行器的扑动状态和滑翔状态的相互转换。

本发明提供的被动变幅扑动机构以及扑动方法具有以下优点：

(1)本发明采用扭簧限位的方式实现机构的自主变幅功能，即：在大负载下，能够自动增大扑动幅度，在小负载下，能够自动减小扑动幅度，无需主动干预，从而提高了扑翼飞行器的飞行性能；

(2)本发明通过对电机停转或启动的控制，能够实现扑翼飞行器在扑动状态和滑翔状态之间的相互转换；

(3)本发明仅需要对传统扑动机构进行非常小的改动即可，具有结构简单、可靠性高，并且，没有增加额外的重量和体积的优势，从而全面提高了扑翼飞行器的飞行性能。

附图说明

图1为本发明提供的被动变幅扑动机构在一个角度下的立体结构示意图；

图2为本发明提供的被动变幅扑动机构在另一个角度下的立体结构示意图；

图3为本发明提供的二级从动齿轮未安装齿轮护盖的示意图；

图4为本发明提供的调幅扭簧的结构示意图；

图5为本发明提供的连杆轴的结构示意图；

图6为本发明提供的二级从动齿轮已安装齿轮护盖的示意图；

图7为本发明提供的齿轮护盖的示意图；

图8为曲柄长度为r时机构的运动示意图；

图9为滑翔飞行状态下的机构的运动示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

结合图1和图2，本发明提供一种被动变幅扑动机构，包括：机架1、电机2、减速齿轮组和扑动杆组。以下对各部件分别详细介绍：

(一)减速齿轮组和电机

减速齿轮组为两级平行减速器，参考图1和图2，包括：一级主动齿轮3、一级从动齿轮4、二级主动齿轮5和二级从动齿轮6；

电机2的基座固定安装到机架1，电机2的输出轴固定安装一级主动齿轮3；一级主动齿轮3与一级从动齿轮4啮合，一级从动齿轮4通过传动轴与二级主动齿轮5联动，二级主动齿轮5与二级从动齿轮6啮合；电机2通过齿轮啮合传动关系，最终带动二级从动齿轮6转动。

实际应用中，为保证整个机构尽量为左右对称结构，从而尽量使左右摇臂对称扑动，可采用以下具体安装方式：机架1为左右对称结构，以面向机头方向为正面；电机2固定安装于机架1背面的纵向中心线位置，一级主动齿轮3固定安装于电机2的输出轴；在一级主动齿轮3的正下方设置一级从动齿轮4；二级主动齿轮5和二级从动齿轮6设置于机架1正面，并且，二级主动齿轮5与一级从动齿轮4等高度且相对于机架1对称设置。

此外，二级从动齿轮6配置有齿轮转动轴，该齿轮转动轴水平设置。

另外，本发明主要的改进为：通过向二级从动齿轮侧面安装少量的变幅零件，可实现根据外载荷的变化自主调节摇臂扑动幅度，并且能够实现扑动和滑翔两种状态之间的相互转换。

参考图3，为二级从动齿轮未安装齿轮护盖的示意图，从而方便看到二级从动齿轮侧面的改进。具体的，在二级从动齿轮6侧面开挖形成护盖槽6-4、扭簧槽6-5和弧形滑槽6-6；并于槽中分别装配有齿轮护盖6-1、调幅扭簧6-2以及连杆轴6-3；

护盖槽6-4为凹槽，用于嵌装齿轮护盖6-1；在护盖槽6-4的槽底进一步向内挖形成扭簧槽6-5，实际应用中，扭簧槽6-5为扇形槽；扭簧槽6-5具有扭簧安装支点6-5-1，当扭簧槽6-5为扇形槽时，扭簧安装支点6-5-1即为扇形槽的圆心位置，扭簧槽半径即为安装支点6-5-1到二级从动齿轮圆心之间的距离。

扭簧槽6-5具有弧形外沿，该弧形外沿的一端处于二级从动齿轮6轴心位置；在该弧形外沿位置继续向内挖形成弧形滑槽6-6，即：弧形滑槽6-6与弧形外沿重合，弧形滑槽6-6的一端同样处于二级从动齿轮6轴心位置，另一端为离心位置；

如图5所示，为连杆轴的结构示意图，连杆轴6-3包括弧形滑块6-3A和轴本体6-3B，弧形滑块6-3A与弧形滑槽6-6相适配，可沿弧形滑槽6-6自由滑动，轴本体6-3B的一端置于弧形滑槽6-6的外表面，且与弧形滑槽6-6的外表面垂直；

如图4所示，为调幅扭簧的结构示意图，调幅扭簧6-2包括簧体以及自簧体向两端延伸的第一簧臂和第二簧臂；簧体固定到扭簧安装支点6-5-1，第一簧臂为固定簧臂，通过扭簧槽的限位，保证第一簧臂始终固定不动；第二簧臂为限位簧臂，其与轴本体6-3B接触，用于向连杆轴6-3提供朝向二级从动齿轮6轴心的力；

参考图7，为齿轮护盖的结构示意图，齿轮护盖6-1通过护盖槽6-4固定到二级从动齿轮6的侧面，并且，齿轮护盖6-1开设有护盖滑槽6-1-1，当齿轮护盖6-1固定到二级从动齿轮6的侧面时，护盖滑槽6-1-1与弧形滑槽6-6完全重合，并且，连杆轴6-3的轴本体6-3B穿过护盖滑槽6-1-1而伸出到齿轮护盖6-1的外面；通过安装护盖，当二级从动齿轮转动时，可保证扭簧和连杆轴不会从二级从动齿轮脱出；通过在护盖开设护盖滑槽，可保证不会固护盖的安装而限制了连杆轴的自由滑动。

实际应用中，在齿轮护盖6-1还开设有第1装配孔6-1-2和第2装配孔6-1-3；齿轮护盖6-1嵌入到护盖槽6-4后，通过第1紧固件紧固到第1装配孔6-1-2、第2紧固件紧固到第2装配孔6-1-3，进而将齿轮护盖6-1固定到二级从动齿轮6侧面。其中，第1装配孔6-1-2的设置位置可与扭簧安装支点6-5-1的位置重合。如图6所示，即为已固定齿轮护盖的二级从动齿轮示意图。

(二)扑动杆组

扑动杆组包括：左连杆7-1、右连杆7-2、左摇臂轴11、右摇臂轴12、左摇臂13和右摇臂14；

左连杆7-1的尾端和右连杆7-2的尾端均与连杆轴6-3铰接；左连杆7-1的顶端与左摇臂13的右端铰接；此外，左摇臂13通过左摇臂轴11实现与机架1的铰接；

右连杆7-2的顶端与右摇臂14的左端铰接；此外，右摇臂14通过右摇臂轴12实现与机架1的铰接。

上述装置的工作原理可通过以下步骤理解：

本发明提供一种被动变幅扑动方法，包括以下步骤：

步骤1，将被动变幅扑动机构安装到扑翼飞行器，使左摇臂13与左扑动翼固定连接，右摇臂14与右扑动翼固定连接；

设二级从动齿轮6轴心位置为O点，弧形滑槽6-6的一端与O点重合，弧形滑槽6-6的另一端点记为A点；

步骤2，在飞行状态时，左扑动翼和右扑动翼分别向左摇臂13和右摇臂14施加向上的负载力，同时，该负载力的大小与电机2的转速存在正相关关系；即：电机的转速越大，左摇臂13和右摇臂14所受到的向上负载力越大；而电机的转速越小，左摇臂13和右摇臂14所受到的向上负载力越小。

在某个时刻的某个特定负载力下，负载力通过左连杆和右连杆的传递，将连杆轴6-3向二级从动齿轮6的离心方向牵拉，进而带动连杆轴6-3在弧形滑槽6-6内向A点方向滑动；同时，连杆轴6-3受到来自于调幅扭簧6-2的阻挡力，进而限制连杆轴6-3在弧形滑槽6-6内向A点方向滑动；所以，当调幅扭簧6-2的阻挡力与连杆轴6-3的牵拉力相平衡时，连杆轴6-3固定于弧形滑槽6-6中的特定位置，假设特定位置记为C点；

此时，由于电机2的驱动作用，电机2通过减速齿轮组将动力传至二级从动齿轮6，二级从动齿轮6转动时，带动连杆轴6-3同步转动；而当连杆轴6-3转动时，带动扑动杆组的左摇臂13和右摇臂14进行幅度为α1的等幅扑动。

也就是说，一旦调幅扭簧6-2的阻挡力与连杆轴6-3的牵拉力相平衡时，在整个扑动过程中，连杆轴6-3在弧形滑槽6-6中的位置保证固定不变。此时的扑动运动与传统机构原理类似，即：整个机构采用了四连杆机构的原理，其中，二级从动齿轮和连杆轴共同构成了四连杆机构中的曲柄，二级从动齿轮的转轴和连杆轴之间的垂直距离相当于曲柄的长度。而当连杆轴在弧形滑槽6-6中的位置保证固定不变时，相当于曲柄的长度不发生变化，即为幅度为α1的等幅扑动。

步骤3，当左摇臂13和右摇臂14所受到的向上负载力变大时，连杆轴6-3会沿着弧形滑槽6-6从C点进一步向A点方向滑动，设当达到D点时，调幅扭簧6-2的阻挡力与连杆轴6-3的牵拉力相平衡，此时，根据四连杆原理可知，当连杆轴在弧形滑槽中滑动时，即是改变了曲柄的长度，而当负载力变大时，即为曲柄的长度增大，因此，与步骤2的状态相比，此时由于曲柄的长度增大，所以，左右摇臂的扑动幅度会变大，即：扑动杆组的左摇臂13和右摇臂14会进行幅度为α2的等幅扑动，并且，α2大于α1。

同理，当左摇臂13和右摇臂14所受到的向上负载力变小时，连杆轴6-3会沿着弧形滑槽6-6从C点向O点方向滑动，设当达到E点时，调幅扭簧6-2的阻挡力与连杆轴6-3的牵拉力相平衡，此时，根据四连杆原理可知，由于曲柄的长度减小，所以，左右摇臂的扑动幅度会变小，即：

扑动杆组的左摇臂13和右摇臂14会进行幅度为α3的等幅扑动，并且，α3小于α1。

可见，本发明中，当摇臂受到的负载力发生变化时，会导致连杆轴沿着弧形滑槽滑动一个新的平衡位置点，即：改变了曲柄的长度，从而达到改变摇臂扑动幅度的目的。参考图8，为曲柄长度为r时机构的运动示意图，此时摇臂的扑动幅度为。

由此实现根据外载荷的大小自动调整摇臂扑动幅度的效果；

步骤4，当电机2停止转动时，左摇臂13和右摇臂14所受到的向上的负载力急剧减小，但仍然会存在较小的载荷，因此，连杆轴6-3会在调幅扭簧6-2的回复力作用下滑动到接近二级从动齿轮6轴心O点位置，此时，根据四连杆原理可知，左摇臂13和右摇臂14位于中间偏上位置且停止扑动，进而实现了扑翼飞行器的滑翔飞行；参考图9，即为滑翔飞行状态下的机构的运动示意图。而当重新启动电机2时，扑翼飞行器能够立即从滑翔飞行状态进入扑动飞行状态，由此实现了扑翼飞行器的扑动状态和滑翔状态的相互转换。

由此可见，本发明提供的被动变幅扑动机构以及扑动方法具有以下优点：

(1)本发明采用四连杆原理将电机的循环转动转化为摇臂的往复扑动，通过改变连杆轴的位置，也就是四连杆机构中的曲柄长度，能够更高效的改变摇臂的扑动幅度；

(2)本发明采用扭簧限位的方式实现机构的自主变幅功能，即：在大负载下，能够自动增大扑动幅度，在小负载下，能够自动减小扑动幅度，无需主动干预，从而提高了扑翼飞行器的飞行性能；

(3)本发明通过对电机停转或启动的控制，当电机停止运转时，摇臂的负载急剧减小，连杆轴自动滑至接近二级从动齿轮组件的转轴位置，此时摇臂位于中间偏上位置，进而实现扑翼飞行器从扑动状态到滑翔状态的转换；而当电机从停止状态转变为启动状态后，连杆轴自动从接近二级从动齿轮组件的转轴位置滑动到二级从动齿轮组件的离心位置，实现扑翼飞行器从滑翔状态到扑动状态的转换；

(4)本发明仅需要对传统扑动机构进行非常小的改动即可，具有结构简单、可靠性高，并且没有增加额外的重量和体积的优势，从而全面提高了扑翼飞行器的飞行性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种被动变幅扑动机构，其特征在于，包括：机架(1)、电机(2)、减速齿轮组和扑动杆组；

其中，所述减速齿轮组为两级平行减速器，包括：一级主动齿轮(3)、一级从动齿轮(4)、二级主动齿轮(5)和二级从动齿轮(6)；

所述电机(2)的基座固定安装到所述机架(1)，所述电机(2)的输出轴固定安装所述一级主动齿轮(3)；所述一级主动齿轮(3)与所述一级从动齿轮(4)啮合，所述一级从动齿轮(4)通过传动轴与所述二级主动齿轮(5)联动，所述二级主动齿轮(5)与所述二级从动齿轮(6)啮合；所述电机(2)通过齿轮啮合传动关系，最终带动所述二级从动齿轮(6)转动；

此外，所述二级从动齿轮(6)配置有齿轮转动轴，该齿轮转动轴水平设置；

在所述二级从动齿轮(6)侧面开挖形成护盖槽(6-4)、扭簧槽(6-5)和弧形滑槽(6-6)；并于槽中分别装配有齿轮护盖(6-1)、调幅扭簧(6-2)以及连杆轴(6-3)；

所述护盖槽(6-4)为凹槽，用于嵌装所述齿轮护盖(6-1)；在所述护盖槽(6-4)的槽底进一步向内挖形成所述扭簧槽(6-5)，所述扭簧槽(6-5)具有扭簧安装支点(6-5-1)，所述扭簧槽(6-5)具有弧形外沿，该弧形外沿的一端处于所述二级从动齿轮(6)轴心位置；在该弧形外沿位置继续向内挖形成所述弧形滑槽(6-6)，即：所述弧形滑槽(6-6)与所述弧形外沿重合，所述弧形滑槽(6-6)的一端同样处于所述二级从动齿轮(6)轴心位置，另一端为离心位置；

所述连杆轴(6-3)包括弧形滑块(6-3A)和轴本体(6-3B)，所述弧形滑块(6-3A)与所述弧形滑槽(6-6)相适配，可沿所述弧形滑槽(6-6)自由滑动，所述轴本体(6-3B)的一端置于所述弧形滑槽(6-6)的外表面，且与所述弧形滑槽(6-6)的外表面垂直；

所述调幅扭簧(6-2)包括簧体以及自所述簧体向两端延伸的第一簧臂和第二簧臂；所述簧体固定到所述扭簧安装支点(6-5-1)，所述第一簧臂为固定簧臂，所述第二簧臂为限位簧臂，其与所述轴本体(6-3B)接触，用于向所述连杆轴(6-3)提供朝向二级从动齿轮(6)轴心的力；

所述齿轮护盖(6-1)通过所述护盖槽(6-4)固定到所述二级从动齿轮(6)的侧面，并且，所述齿轮护盖(6-1)开设有护盖滑槽(6-1-1)，当所述齿轮护盖(6-1)固定到所述二级从动齿轮(6)的侧面时，所述护盖滑槽(6-1-1)与所述弧形滑槽(6-6)完全重合，并且，所述连杆轴(6-3)的轴本体(6-3B)穿过所述护盖滑槽(6-1-1)而伸出到所述齿轮护盖(6-1)的外面；

所述扑动杆组包括：左连杆(7-1)、右连杆(7-2)、左摇臂轴(11)、右摇臂轴(12)、左摇臂(13)和右摇臂(14)；

所述左连杆(7-1)的尾端和所述右连杆(7-2)的尾端均与所述连杆轴(6-3)铰接；所述左连杆(7-1)的顶端与所述左摇臂(13)的右端铰接；此外，所述左摇臂轴(11)与所述机架(1)固连，所述左摇臂(13)通过所述左摇臂轴(11)实现与所述机架(1)的铰接；

所述右连杆(7-2)的顶端与所述右摇臂(14)的左端铰接；此外，所述右摇臂轴(12)与所述机架(1)固连，所述右摇臂(14)通过所述右摇臂轴(12)实现与所述机架(1)的铰接。

2.根据权利要求1所述的被动变幅扑动机构，其特征在于，所述机架(1)为左右对称结构，以面向机头方向为正面；

所述电机(2)固定安装于所述机架(1)背面的纵向中心线位置，所述一级主动齿轮(3)固定安装于所述电机(2)的输出轴；在所述一级主动齿轮(3)的正下方设置所述一级从动齿轮(4)；

所述二级主动齿轮(5)和所述二级从动齿轮(6)设置于所述机架(1)正面，并且，所述二级主动齿轮(5)与所述一级从动齿轮(4)等高度且相对于所述机架(1)对称设置。

3.根据权利要求1所述的被动变幅扑动机构，其特征在于，所述扭簧槽(6-5)为扇形槽；所述扭簧安装支点(6-5-1)为所述扇形槽的圆心位置。

4.根据权利要求1所述的被动变幅扑动机构，其特征在于，在所述齿轮护盖(6-1)还开设有第1装配孔(6-1-2)和第2装配孔(6-1-3)；所述齿轮护盖(6-1)嵌入到所述护盖槽(6-4)后，通过第1紧固件紧固到所述第1装配孔(6-1-2)、第2紧固件紧固到所述第2装配孔(6-1-3)，进而将所述齿轮护盖(6-1)固定到所述二级从动齿轮(6)侧面。

5.一种被动变幅扑动方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将被动变幅扑动机构安装到扑翼飞行器，使左摇臂(13)与左扑动翼固定连接，右摇臂(14)与右扑动翼固定连接；

设二级从动齿轮(6)轴心位置为O点，弧形滑槽(6-6)的一端与O点重合，弧形滑槽(6-6)的另一端点记为A点；

步骤2，在飞行状态时，左扑动翼和右扑动翼分别向左摇臂(13)和右摇臂(14)施加向上的负载力，同时，该负载力的大小与电机(2)的转速存在正相关关系；

在某个时刻的某个特定负载力下，负载力通过左连杆和右连杆的传递，将连杆轴(6-3)向二级从动齿轮(6)的离心方向牵拉，进而带动连杆轴(6-3)在弧形滑槽(6-6)内向A点方向滑动；同时，连杆轴(6-3)受到来自于调幅扭簧(6-2)的阻挡力，进而限制连杆轴(6-3)在弧形滑槽(6-6)内向A点方向滑动；所以，当调幅扭簧(6-2)的阻挡力与连杆轴(6-3)的牵拉力相平衡时，连杆轴(6-3)固定于所述弧形滑槽(6-6)中的特定位置，假设特定位置记为C点；

此时，由于电机(2)的驱动作用，电机(2)通过减速齿轮组将动力传至二级从动齿轮(6)，二级从动齿轮(6)转动时，带动连杆轴(6-3)同步转动；而当连杆轴(6-3)转动时，带动扑动杆组的左摇臂(13)和右摇臂(14)进行幅度为α1的等幅扑动；

步骤3，当左摇臂(13)和右摇臂(14)所受到的向上负载力变大时，连杆轴(6-3)会沿着所述弧形滑槽(6-6)从C点进一步向A点方向滑动，设当达到D点时，调幅扭簧(6-2)的阻挡力与连杆轴(6-3)的牵拉力相平衡，此时，根据四连杆原理可知，扑动杆组的左摇臂(13)和右摇臂(14)会进行幅度为α2的等幅扑动，并且，α2大于α1；

而当左摇臂(13)和右摇臂(14)所受到的向上负载力变小时，连杆轴(6-3)会沿着所述弧形滑槽(6-6)从C点向O点方向滑动，设当达到E点时，调幅扭簧(6-2)的阻挡力与连杆轴(6-3)的牵拉力相平衡，此时，根据四连杆原理可知，扑动杆组的左摇臂(13)和右摇臂(14)会进行幅度为α3的等幅扑动，并且，α3小于α1；

由此实现根据外载荷的大小自动调整摇臂扑动幅度的效果；

步骤4，当电机(2)停止转动时，左摇臂(13)和右摇臂(14)所受到的向上的负载力急剧减小，连杆轴(6-3)会在调幅扭簧(6-2)的回复力作用下滑动到接近二级从动齿轮(6)轴心O点位置，此时，根据四连杆原理可知，左摇臂(13)和右摇臂(14)位于中间偏上位置且停止扑动，进而实现了扑翼飞行器的滑翔飞行；而当重新启动电机(2)时，扑翼飞行器能够立即从滑翔飞行状态进入扑动飞行状态，由此实现了扑翼飞行器的扑动状态和滑翔状态的相互转换。