CN106347660A - 纳米自发电型仿生扑翼飞行器 - Google Patents
纳米自发电型仿生扑翼飞行器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106347660A CN106347660A CN201610863677.7A CN201610863677A CN106347660A CN 106347660 A CN106347660 A CN 106347660A CN 201610863677 A CN201610863677 A CN 201610863677A CN 106347660 A CN106347660 A CN 106347660A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bionical
- nanometer
- electrode
- wing
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 80
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 claims description 49
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 31
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 claims description 29
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 23
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 23
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 claims description 22
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 20
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 19
- 239000002127 nanobelt Substances 0.000 claims description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 17
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 15
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 11
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 8
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 6
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 6
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 6
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 claims description 5
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 5
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 5
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 5
- 241000255789 Bombyx mori Species 0.000 claims description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 4
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 4
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 claims description 4
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 4
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 claims description 4
- 229950000845 politef Drugs 0.000 claims description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 4
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 4
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 4
- 239000002964 rayon Substances 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- 241000283898 Ovis Species 0.000 claims description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000002110 nanocone Substances 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920003935 Flemion® Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 229920005570 flexible polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims 1
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims 1
- 229920006389 polyphenyl polymer Polymers 0.000 claims 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 241000272450 Cracidae Species 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 241001494479 Pecora Species 0.000 description 1
- 206010035148 Plague Diseases 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 230000000802 nitrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C33/00—Ornithopters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C33/00—Ornithopters
- B64C33/02—Wings; Actuating mechanisms therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U10/00—Type of UAV
- B64U10/40—Ornithopters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U50/00—Propulsion; Power supply
- B64U50/30—Supply or distribution of electrical power
- B64U50/34—In-flight charging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
- H02N1/04—Friction generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Toys (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
本发明涉及一种纳米自发电型仿生扑翼飞行器，包括：纳米自发电型仿生翅膀、纳米自发电型仿生尾翼、智能控制器、可充电电池、传感器、全球定位系统、信号接收发射器、机身；所述纳米自发电型仿生翅膀、纳米自发电型仿生尾翼包括：多关节驱动杆；所述多关节驱动杆包括：翅臂前缘多关节驱动杆、翅臂中枢多关节驱动杆、尾部多关节驱动杆；所述多关节驱动杆包括：关节驱动器；所述关节驱动器包括：微电机、制动连接件、压力传感器模块；所述纳米自发电型仿生翅膀、纳米自发电型仿生尾翼、可充电电池、传感器、全球定位系统、信号接收发射器均与智能控制器相连接。本发明在民用和国防领域有十分重要而广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器技术领域，更具体地说，涉及一种纳米自发电型仿生扑翼飞行器。
背景技术
自然界的飞行生物主要采用扑翼飞行方式，与固定翼和旋翼飞行方式相比，扑翼飞行仅依靠翼面的扑动即可同时产生升力和推力；扑翼飞行能力和技巧的多样性多半来源于他们翅膀变化的多样性和微妙复杂的翅膀运动模式。仿生扑翼飞行器是一种模拟飞行生物的扑翼飞行模式，集成微机电系统、微动力系统、微控制系统等多种前沿技术于一体的先进飞行机器人，具有飞行效率高，机动性好，结构紧凑的优点。仿生扑翼飞行器在民用和国防领域有十分重要而广泛的应用，并能够完成许多其他飞行器所无法执行的任务。仿生扑翼飞行器可以进行生化探测与环境监测，进入生化禁区执行任务，可以对森林、草原和农田上的火灾、虫灾以及空气污染等生态环境进行实时监测；可以进入人员不易进入地区，如地势险要战地，失火或出事故建筑物中等；特别是在军事领域，仿生扑翼飞行器可用于前沿战场侦察、巡逻、突袭、信号干扰及进行城市作战等。因此，近年来研究开发仿生扑翼飞行器成为热点。然而，实现飞行性能接近或完全达到飞行生物的仿生扑翼飞行器目前还面临诸多问题，在现有扑翼飞行器仍存在运动模式、扑翼结构、飞行稳定性、动力及能源持续供给、有效负载和导航等方面的发展存在技术瓶颈；如何接近或达到飞行生物翅膀变化的多样性和微妙复杂的翅膀运动模式；如何解决仿生扑翼飞行器能源续航及补充问题，如何实现自供能及辅助功能系统等问题都极待人们去解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对当前仿生扑翼飞行器发展中存在的系列技术问题，本发明提供一种纳米自发电型仿生扑翼飞行器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种纳米自发电型仿生扑翼飞行器，包括：纳米自发电型仿生翅膀、纳米自发电型仿生尾翼、智能控制器、可充电电池、传感器、全球定位系统、信号接收发射器、机身；所述纳米自发电型仿生翅膀、纳米自发电型仿生尾翼包括：多关节驱动杆；所述多关节驱动杆包括：翅臂前缘多关节驱动杆、翅臂中枢多关节驱动杆、尾部多关节驱动杆；所述翅臂前缘多关节驱动杆、翅臂中枢多关节驱动杆共同固定、支撑纳米自发电型仿生翅膀，并安装在机身前缘、机身侧面；所述尾部多关节驱动杆固定、支撑纳米自发电型仿生尾翼，并安装在机身后面；所述智能控制器、可充电电池、传感器、全球定位系统、信号接收发射器装配在机身中；所述纳米自发电型仿生翅膀、纳米自发电型仿生尾翼、可充电电池、传感器、全球定位系统、信号接收发射器均与智能控制器相连接。
上述方案中，所述多关节驱动杆包括：关节驱动器；所述关节驱动器在多关节驱动杆的关节节点位置；所述关节驱动器包括：微电机、制动连接件、压力传感器模块；所述微电机包括：超声电机、RC伺服机；所述制动连接件包括：关节夹紧或松开止动装置、关节伸展或收缩装置；所述多关节驱动杆采用复合轻质材料，包括：碳纤维复合材料；所述多关节驱动杆包括：中空结构；所述中空结构包括：在中空结构中采用导电材料或导电线路；所述多关节驱动杆中的关节驱动器数量根据设计仿生扑翼飞行器大小、功能来确定，包括：1个关节驱动器、2个关节驱动器，或者多个关节驱动器。
上述方案中，所述纳米自发电型仿生翅膀包括：仿生飞羽、仿生覆羽；所述纳米自发电型仿生尾翼包括：仿生尾翼；所述仿生飞羽包括：仿生初级飞羽、仿生次级飞羽、仿生三级飞羽；所述仿生覆羽比仿生飞羽小，包括：仿生初级覆羽、仿生次级覆羽、仿生小覆羽；所述多关节驱动杆具有固定仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼的孔洞结构；所述仿生飞羽、仿生覆羽分别固定在翅臂前缘多关节驱动杆、翅臂中枢多关节驱动杆上；所述纳米自发电型仿生尾翼则固定在尾部多关节驱动杆上；在智能控制器的指令下，多关节驱动杆分别驱动仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼协同完成各种复杂的飞行动作。
上述方案中，所述纳米自发电型仿生翅膀和纳米自发电型仿生尾翼包括：仿生羽片；仿生羽片包括：仿生羽茎、仿生羽枝、仿生羽面；所述仿生羽面包括：仿生前缘羽面、仿生后缘羽面；所述仿生前缘羽面和仿生后缘羽面在仿生羽茎两旁；所述仿生羽面具有多层结构，包括：纳米自发电层、绝缘支撑层、压电驱动层、保护膜层；所述绝缘支撑层的一侧面为纳米自发电层；另一侧面为压电驱动层；在纳米自发电层和压电驱动层的外侧面均有保护膜层；所述仿生羽茎、仿生羽枝固定并支撑仿生羽面；仿生羽枝固定在仿生羽茎上；仿生羽茎固定在多关节驱动杆上；所述仿生羽茎、仿生羽枝均采用复合轻质材料，包括：碳纤维复合材料，并具有中空结构；所述中空结构中包括：导电材料或者导电线路；在智能控制器指令下，仿生羽茎和仿生羽枝共同带动仿生前缘羽面、仿生后缘羽面协同完成各种复杂的飞行动作。
上述方案中，所述纳米自发电型仿生翅膀和纳米自发电型仿生尾翼的发电方式包括：纳米自发电层发电、控制压电驱动层的压电效应发电；所述纳米自发电层包括：平行阵列交流压电式纳米自发电层、垂直阵列直流压电式纳米自发电层、压电-摩擦纳米发电层；所述平行阵列交流压电式纳米自发电层包括：衬底薄膜、电极、纳米结构材料、PDMS聚合物；所述衬底薄膜包括：聚酰亚胺、聚二甲基丙烯酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚三氟氯乙烯、羊毛及其织物、蚕丝及其织物、人造纤维织物、棉及其织物；所述纳米结构材料包括：ZnO纳米线、ZnO纳米带、ZnO纳米棒、ZnO纳米管、GaN纳米线、GaN纳米带、GaN纳米棒、GaN纳米管、PZT纳米线、PZT纳米带、PZT纳米棒、PZT纳米管；所述电极包括：镀金电极、镀银电极、镀铂电极、金属电极、金属合金电极、金属氧化物电极、镀金刚石电极、镀掺氮金刚石电极、ITO电极、碳纳米管电极、石墨烯电极、P型硅片电极；所述纳米结构材料在衬底薄膜表面平行排列形成阵列结构，并被电极固定在衬底薄膜上；引出电极后，在器件表面涂覆一层柔性聚合物，包括：PDMS聚合物，将纳米自发电层封装。
上述方案中，所述平行阵列交流压电式纳米自发电层的引出电极与导线相连接；所述导线通过仿生羽枝、仿生羽茎复合轻质材料的中空结构，与多关节驱动杆的复合轻质材料中空结构中导电材料相连接，并与可充电电池相连接；所述纳米自发电层衬底厚度远大于纳米结构材料的直径或厚度；当纳米自发电型仿生扑翼飞行器在飞行过程中产生系列振动，或飞行气流摩擦，或仿生翅膀、仿生尾翼产生系列弹性时，促使纳米自发电层衬底变形弯曲，纳米结构材料也跟随变形弯曲，同时还被拉伸、摩擦或压缩，由于压电效应产生沿着纳米结构材料的轴向方向的压电电场，并在两端形成电势差；该压电电势差随着纳米结构材料的反复弯曲、拉伸而驱动电子，在回路中输出交变电流；纳米结构材料起到了“电容”和“电荷泵”作用，不断地将机械能转换为电能；所述纳米自发电层中大量的纳米结构材料阵列发电单元，在飞行过程中能够同时协同工作，犹如大量基于单个纳米结构材料的发电单元通过串联或者并联连接在一起，实现电能的可持续高效输出。
上述方案中，所述的纳米自发电层中的垂直阵列直流压电式纳米自发电层包括：采用垂直衬底的纳米结构材料阵列作为压电工作部件，将上电极制成锯齿形的镀金属电极、ITO电极、碳纳米管电极、石墨烯电极、P型硅片电极，并采用柔软的聚合物封装；所述纳米结构材料包括：纳米线、纳米管、纳米颗粒、纳米沟槽、纳米锥、纳米球，或者上述结构形成的阵列；优选采用：ZnO纳米线、ZnO纳米带、ZnO纳米棒、ZnO纳米管、GaN纳米线、GaN纳米带、GaN纳米棒、GaN纳米管、PZT纳米线、PZT纳米带、PZT纳米棒、PZT纳米管；所述电极包括：镀金电极、镀银电极、镀铂电极、镀金刚石电极、金属电极、金属合金电极、金属氧化物电极、石墨烯电极；所述上电极材料与纳米结构材料阵列相互嵌套，并形成有效的接触；当上电极材料与纳米结构材料阵列受到飞行振动、飞行气流摩擦、弯曲，纳米结构材料压凹面可能会与邻近的上电极材料接触，凹面压电势是负的，在金属与半导体间形成一个正向偏压，从而形成前置偏压产生电流流过纳米结构材料和上电极；系统中成千上万个纳米结构材料形成的纳米结构材料阵列，形成一个稳定的叠加电压/电流输出。
上述方案中，所述纳米自发电层包括：压电-摩擦纳米发电层；所述压电-摩擦纳米发电层包括：纳米结构材料、聚偏氟乙烯、压电纤维复合材料、摩擦发电材料，以及它们间的复合材料、上电极层或下电极层；所述纳米结构材料包括：纳米线、纳米管、纳米颗粒、纳米沟槽、纳米锥、纳米球，或者上述结构形成的阵列；优选采用：ZnO纳米线、ZnO纳米带、ZnO纳米棒、ZnO纳米管、GaN纳米线、GaN纳米带、GaN纳米棒、GaN纳米管、PZT纳米线、PZT纳米带、PZT纳米棒、PZT纳米管；所述摩擦发电材料包括：不同摩擦电极序材料及其组合；所述不同摩擦电极序材料包括：聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚三氟氯乙烯、聚氯乙烯、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚二甲基丙烯酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、羊毛及其织物、蚕丝及其织物、人造纤维织物、棉及其织物；所述上或下电极层包括：镀金电极、镀银电极、镀铂电极、镀金刚石电极、金属电极、金属合金电极、金属氧化物电极、石墨烯电极。所述不同摩擦电极序材料对电荷吸引能力不同，两种材料在相互接触瞬间，在接触面上正电荷从摩擦电极序极性较负的材料表面转移至摩擦电极序极性较正的材料表面；电荷的转移并不完全需要两个材料之间的相互摩擦，只要存在相互接触即可，因此能够产生摩擦纳米发电效应。
上述方案中，所述的纳米自发电型仿生翅膀中的仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼，其特征在于，所述仿生羽面中压电驱动层包括：a.在外电场作用下产生压电驱动效应；b.在外振动作用下产生压电发电效应；所述仿生羽面中压电驱动层的具体工作类型由智能控制器控制；所述仿生羽片的仿生羽面中压电驱动层包括：IPMC电致动器薄片、LIPCA压电驱动执行器；所述IPMC电致动器薄片包括：聚合物薄膜基体、电极；所述聚合物薄膜包括：Nafion膜、Flemion膜、全氟磺酸高分子离子交换树脂膜、磺酸化石墨烯改性Nafion膜，并采用化学镀工艺将金属电极镀在基体膜两个表面；所述金属电极包括：铂、金；所述金属电极与导线相连接；所述导线通过仿生羽枝、仿生羽茎的碳纤维复合材料中空结构与多关节驱动杆碳纤维复合材料的中空结构，与可充电电池相连接；在智能控制器的指令下，可充电电池向压电驱动层输送电场，IPMC材料在电场作用下电荷分布发生改变，带水分子阳离子移向电极负极，游离阳离子(Li+,Na+)移向电极负极；固定阴离子移向电极正极；IPMC材料发生弯曲变形，仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼发生弯曲变形，协同完成仿生扑翼飞行器所需的飞行动作；在智能控制器的指令下，停止可充电电池向IPMC电致动器薄片输送电场，在飞行过程中产生的气流振动或者气流摩擦驱使IPMC电致动器薄片中的压电材料产生压电效应，产生对外输出电流，并向可充电电池充电。
上述方案中，所述的纳米自发电型仿生翅膀中的仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼，其特征在于，所述仿生羽片的仿生羽面中压电驱动层包括：LIPCA压电驱动执行器；所述LIPCA压电驱动执行器包括：玻璃纤维增强环氧树脂、碳纤维增强环氧树脂、压电陶瓷片采用叠加组成层合板；所述压电陶瓷片的上下面镀上电极构成三明治结构层；所述LIPCA压电驱动执行器采用压电陶瓷三明治结构层、镀银铜导线、碳纤维增加环氧树脂基体、玻璃纤维增加环氧树脂基体层依次放置构成多层结构，具有重量轻、驱动位移大；所述镀银导线通过仿生羽枝、仿生羽茎碳纤维复合材料的中空结构与多关节驱动杆碳纤维复合材料的中空结构，并与可充电电池相连接；在智能控制器的指令下，可充电电池向LIPCA压电驱动执行器输送电场，LIPCA压电驱动执行器在电场作用下，由于压电陶瓷片的逆压电效应产生驱动力，仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼发生弯曲变形，协同完成仿生扑翼飞行器所需的飞行动作。在智能控制器的指令下，也能够停止可充电电池向LIPCA压电驱动执行器输送电场，此时在飞行过程中产生的气流振动或者气流摩擦驱使LIPCA压电驱动执行器中的压电材料产生压电效应，产生对外输出电流，并向可充电电池充电。。
上述方案中，所述关节驱动器包括：角位移传感器、关节控制面；智能控制器接收飞控指令，结合角度位移传感器采集的信息，指令并调控超声电机或者RC伺服机的转向或者转速，并带动多关节驱动器中的关节控制面产生扩展、收缩、上扑、下扑、拍打、扭转等动作，此时制动连接件将紧固的关节已经松开；此时关节控制面带动多关节驱动杆的关节点产生扩展、收缩、上扑、下扑、拍打、扭转动作，从而带动固定在多关节驱动杆上的仿生飞羽，仿生覆羽，仿生尾翼协同产生飞行所需的各种扩展、收缩、上扑、下扑、拍打、扭转动作，协同完成纳米自发电型仿生扑翼飞行器所需的各种复杂飞行动作。
上述方案中，所述的纳米自发电型仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述传感器包括：风力传感器、风向传感器、飞行速度传感器、飞行高度传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器、压力传感器、角位移传感器。
上述方案中，所述的纳米自发电型仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述可充电电池包括：至少两个；两个可充电电池采用轮换工作方式，当纳米自发电层或者一部分压电驱动层为一个可充电电池进行充电时，则另一个可充电电池则处于为智能控制器、微电机、多关节驱动杆、另一部分压电驱动层提供工作电源。
上述方案中，所述的纳米自发电型仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述智能控制器包括：微型计算机芯片、微型存储器；所述智能控制器与传感器相连接，接收并处理传感器提供的环境与飞行信息；所述智能控制器通过信号接收发射器与基站数据控制中心相连接；执行并完成基站数据控制中心的各种工作指令；所述智能控制器与多关节驱动杆相连接，包括：翅臂前缘多关节驱动杆、翅臂中枢多关节驱动杆、尾部多关节驱动杆；智能控制器与仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼的压电驱动层相连接，驱动并完成仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼的扩展、收缩、上扑、下扑、拍打、扭转运作；通过智能控制器来调控仿生尾翼不同形态来稳定飞行姿态，来自适应环境条件变化，智能控制器协同翅臂前缘多关节驱动杆、翅臂中枢多关节驱动杆、尾部多关节驱动杆、仿生羽片、压电驱动层来共同完成纳米自发电型仿生扑翼飞行器的上扑、下扑、爬升、悬停、俯冲各种复杂的飞行动作。
本发明提供的纳米自发电型仿生扑翼飞行器的工作过程如下：
纳米自发电型仿生扑翼飞行器的智能控制器通过信号接收发射器接收到基站数据控制中心发来的执行飞行任务指令，传感器将外界环境的风力参数等信息传输给智能控制器；智能控制器根据基站数据控制中心确定的飞行任务与飞行参数，指令纳米自发电型仿生扑翼飞行器开始执行飞行任务。
飞行时仿生翅膀的下扑阶段，纳米自发电型仿生翅膀翼面由最高点扑动到最低点，是升力和推力产生的主要阶段。智能控制器指令下扑开始时，翅臂前缘多关节驱动杆、翅臂中枢多关节驱动杆协同工作；翅臂前缘多关节驱动杆呈平直、伸长、展开状态，并驱动仿生飞羽、仿生覆羽形成的翼面完全打开，外翼向外延伸，并向前方微微探出，使仿生翅膀前缘形成一条前倾直线，仿生翅膀后缘的仿生飞羽张开；在压电驱动层作用下，仿生飞羽、仿生覆羽相互紧密接触，形成严实的闭合面并伸展开来，形成大的气动平面，增加升力；此时仿生翅膀内翼面扑动幅度较小，基本保持上下运动；仿生翅膀外翼面的扑动幅度较大，有一定程度的前向扭转，使仿生翅膀前缘下压，后缘抬起；从翼根到翼尖形成一个均匀过渡扭转气动面，使仿生翅膀各个位置处的翼型均有合适的迎角，产生较大的升力。仿生扑翼飞行器多关节驱动杆上的关节驱动器装配有压力传感器模块，用于仿生翅膀、仿生尾翼的飞行压力测量，并将测量数据输送给智能控制器；智能控制器计算载荷能力、电机效率等运行参数及确定不同飞行状态下的结构载荷；智能控制器依据计算结果输出不同的工作指令，达到智能调控扑翼飞行器的飞行状态。
飞行时仿生翅膀的上扑阶段，是纳米自发电型仿生翅膀的被动回程阶段，使仿生翅膀回到最高点以便开始下一周期的扑动。这一过程在智能控制器的指令下，通过多关节驱动杆带动仿生飞羽、仿生覆羽快速完成。上扑开始时，仿生翅膀的翅臂前缘多关节驱动杆、翅臂中枢多关节驱动杆协同工作，翅臂前缘多关节驱动杆呈现多折和展向收缩变形状态，扑翼面积减小，阻尼力也减小；制动连接件在微电机带动下使仿生翅膀内翼面收缩，带动内翼绕轴线向上转动，此时外翼在内翼带动下也开始向上运动，内、外翼上扑过程中存在的相位差实现了仿生翅膀的折叠；外翼还向后扭转，使前缘抬起，后缘下压，翼面向后方收拢；仿生飞羽在压电驱动层作用下，发生偏转动作；仿生飞羽、仿生覆羽张开，形成如细小狭长空隙，使空气快速通过，减小了上扑阶段的空气阻力；仿生飞羽产生相互重叠；在这种折叠、扭转和收拢的协同作用下，上扑过程中的气动面积减小，负升力和阻力均被减小，从而在协同作用下的扑动周期内不断地产生垂直方向的净升力和水平方向的净推力。
飞行时纳米自发电型仿生尾翼在智能控制器指令下，在尾部多关节驱动杆的驱动下，协同配合仿生翅膀的下扑阶段、上扑阶段，调整尾翼形态来调节飞行器的质量平衡，使纳米自发电型仿生扑翼飞行器呈现稳定的飞行姿态。在仿生扑翼飞行器的每次扑动周期中，通过采用翅臂前缘多关节驱动杆、翅臂中枢多关节驱动杆、尾部多关节驱动杆协同工作，实现扑翼动态的不同形态扑动，实现扑翼飞行器仿大鸟的高效率飞行。
当飞行处于下扑阶段或者上扑阶段时，飞行过程产生的振动、摩擦或者弹性促使仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼上的纳米自发电层衬底变形弯曲，纳米结构材料也跟随变形弯曲，同时还被拉伸或压缩；由于压电效应产生沿着纳米结构材料的轴向方向的压电电场，并在两端形成电势差；该压电电势差随着纳米结构材料的反复弯曲、拉伸而驱动电子，在回路中输出交变电流；纳米结构材料起到了“电容”和“电荷泵”作用，不断地将机械能转换为电能；在纳米发电层中大量的纳米结构材料阵列发电单元，在飞行过程中能够同时协同工作，犹如大量基于单个纳米结构材料的发电单元通过串联或者并联连接在一起，实现电能的可持续高效输出。纳米自发电层的压电发电输送给可充电电池备用。在纳米自发电型仿生扑翼飞行器中至少有两个可充电电池；当其中一个可充电电池处于被充电工作状态时，另一个可充电电池则向智能控制器、微电机、多关节驱动杆、压电驱动层提供工作电源。
仿生翅膀、仿生尾翼中分布的压电驱动层形成阵列，在智能控制器指令下对扑翼飞行器中仿生翅膀、仿生尾翼的翼面微流体进行实时调控，能够抵消流场压力、温度、湿度、气流等细小变化引起的干扰，取代传统飞行翼面控制方法，实现扑翼飞行器中仿生翅膀、仿生尾翼翼面的主动流体控制，减少扑翼飞行器翼面的摩擦力，节省飞行所消耗的能量。在智能控制器的指令下，停止可充电电池向压电驱动层输送电场，在飞行过程中产生的气流振动或者气流摩擦驱使压电驱动层中的压电材料产生压电效应，产生对外输出电流，并向可充电电池充电。
纳米自发电型仿生扑翼飞行器在传感器、全球定位系统、基站数据控制中心、智能调控器的协同调控下能够自适应地完成各种不同的安全飞行任务。由于纳米自发电型仿生扑翼飞行器的仿生翅膀、仿生尾翼中的仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼均具有特殊的多层结构，在飞行过程中会促使纳米自发电层、压电驱动层均可源源不断地自发电并向仿生扑翼飞行器提供可持续飞行的电源能量。
实施本发明的纳米自发电型仿生扑翼飞行器具有以下有益效果：
a.本发明采用的多关节驱动杆包括：翅臂前缘多关节驱动杆、翅臂中枢多关节驱动杆、尾部多关节驱动杆；多关节驱动杆采用一个或多个关节驱动器，其结构特征包括：微电机、制动连接件、压力传感器模块；其仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼分别固定在多关节驱动杆上；制动连接件结构特征包括：关节夹紧或松开止动装置、关节伸展或收缩装置；压力传感器模块能够将仿生翅膀、仿生尾翼的飞行时压力测量数据传输给智能控制器；在智能控制器指令下，纳米自发电型仿生翅膀、纳米自发电型仿生尾翼能够按飞行需要形成不同形态气动面，并能够分别完成扩展、收缩、上扑、下扑、拍打、扭转动作，具有仿生翅膀变化的多样性，有利于各种复杂的翅膀形态变化运动以及不同的飞行模式。
b.本发明采用的多关节驱动杆采用复合轻质材料，包括：碳纤维复合材料，多关节驱动杆结构特征为中空结构，包括采用导电材料或者导电线路；其结构优点为：即能够减轻仿生扑翼飞行器重量，又有利于在智能控制器工作时形成指令调控与发电输送的双重网络。
c.本发明的仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼均采用多层结构，包括：纳米自发电层、绝缘支撑层、压电驱动层、保护膜层。在智能控制器的指令下，压电驱动层中的IPMC材料或者LIPCA材料发生弯曲变形，其仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼也发生相应弯曲变形，能够协同多关节驱动杆完成仿生扑翼飞行器所需的复杂飞行动作。
d.本发明的仿生翅膀、仿生尾翼中分布的压电驱动层形成阵列，在智能控制器指令下对扑翼飞行器中仿生翅膀、仿生尾翼的翼面微流体进行实时调控，能够抵消流场压力、温度、湿度、气流等细小变化引起的干扰，取代传统飞行翼面控制方法，实现扑翼飞行器中仿生翅膀、仿生尾翼翼面的主动流体控制，减少扑翼飞行器翼面的摩擦力，节省飞行所消耗的能量；同时在智能控制器指令下，压电驱动层也能够利用压电材料的压电效应来发电，对外能够输出电能。
e.本发明的仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼中的纳米自发电层包括采用平行阵列交流压电式纳米自发电层、垂直阵列直流压电式纳米自发电层。在飞行过程中产生的系列振动、气流摩擦或者弹性变化，均会促使纳米自发电层衬底变形弯曲，纳米结构材料也跟随变形弯曲，同时还被拉伸或者压缩，由于压电效应能够形成压电电场；纳米结构材料阵列发电单元通过串联或并联连接在一起，实现电能的输出，为仿生扑翼飞行器提供了可持续高效的电能。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是纳米自发电型仿生扑翼飞行器结构示意图；
图2是翅臂前缘多关节驱动杆的结构示意图；
图3是仿生羽片的形貌结构示意图；
图4是仿生羽片的G-G’剖面结构示意图；
图5是平行阵列纳米发电层的结构示意图；
图6是无外电场时，IPMC电致动器薄片压电驱动层形貌结构示意图；
图7是在外电场作用时，IPMC电致动器薄片压电驱动层形貌结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明纳米自发电型仿生扑翼飞行器的形貌结构见图1，包括：纳米自发电型仿生翅膀1、纳米自发电型仿生尾翼2、智能控制器3、可充电电池4，5、传感器6、全球定位系统7、信号接收发射器8、机身9；纳米自发电型仿生翅膀1、纳米自发电型仿生尾翼2包括：多关节驱动杆，见图1、图2；多关节驱动杆包括：翅臂前缘多关节驱动杆10、翅臂中枢驱动杆11、尾部多关节驱动杆12；翅臂前缘多关节驱动杆10、翅臂中枢多关节驱动杆11共同固定、支撑纳米自发电型仿生翅膀1，并安装在机身9的前缘、机身9的侧面；尾部多关节驱动杆12固定、支撑纳米自发电型仿生尾翼2，并安装在机身9后面；智能控制器3、可充电电池4，5、传感器6、全球定位系统7、信号接收发射器8装配在机身9中；纳米自发电型仿电翅膀1、纳米自发电型仿生尾翼2、可充电电池4，5、传感器6、全球定位系统7、信号接收发射器8均与智能控制器3相连接。
翅臂前缘多关节驱动杆10包括：关节驱动器；所述关节驱动器在多关节驱动杆的关节节点位置；翅臂前缘多关节驱动杆10的关节驱动器包括：关节驱动器a1、关节驱动器a2、关节驱动器a3；每个关节驱动器包括：微电机、制动连接件、压力传感器模块；本实施例的微电机采用超声电机。超声电机是主要功率输出部分。制动连接件包括：关节夹紧或松开止动装置、关节伸展或收缩装置；压力传感器模块采用超微MEMS压力传感器模块；多关节驱动杆采用中空结构的碳纤维复合材料；在中空结构中包括导电材料。
纳米自发电型仿生翅膀1包括：仿生初级飞羽B、仿生次级飞羽C、仿生三级飞羽D、仿生覆羽E，见图1；仿生飞羽、仿生覆羽分别固定在多关节驱动杆的孔洞13、14中，见图2；仿生尾翼2固定在尾部多关节驱动杆12上；纳米自发电型仿生翅膀1、纳米自发电型仿生尾翼2包括：仿生羽片15；仿生羽片15包括：仿生羽茎16、仿生羽枝17、仿生羽面，见图3；仿生羽面包括：仿生前缘羽面18、仿生后缘羽面19；见图3；仿生羽片15的仿生羽面具有多层结构，包括：纳米自发电层22、绝缘支撑层21、压电驱动层20、保护膜层23，见图4。仿生羽茎16、仿生羽枝17固定并支撑仿生羽面；仿生羽枝17固定在仿生羽茎16上，见图3；仿生羽茎16固定在多关节驱动杆上；仿生羽茎16、仿生羽枝17均采用碳纤维复合材料，并具有中空结构；中空结构中包括：导电材料。
仿生羽片15中的纳米自发电层22包括：平行阵列交流压电式纳米自发电层22，见图4、图5；采用聚酰亚胺(Kapton)薄膜24、ZnO纳米线25、镀铂电极26；ZnO纳米线25在聚酰亚胺(Kapton)薄膜24表面平行排列形成阵列结构，见图5；并被镀铂电极26固定在衬底薄膜24上，引出电极27后，在器件表面涂覆一层柔性PDMS聚合物，将纳米自发电层封装。引出电极27通过导线与仿生羽枝17、仿生羽茎16中空结构中的导电材料相连接，并与可充电电池4、5相连接。
仿生羽片15中的压电驱动层20包括：IPMC电致动器薄片20，见图4、图6、图7；IPMC电致动器薄片20包括：Nafion膜28，采用化学镀工艺将金属电极29镀在基本膜28两个表面，见图6；金属电极29与导线相连接；导线通过仿生羽枝17、仿生羽茎16的碳纤维复合材料中空结构与多关节驱动杆的中空结构中的导电材料，与可充电电池4、5相连接；IPMC电致动器薄片20包括：游离阳离子(Na+、Li+)30、固定阴离子31、带水分子阳离子32。
智能控制器3包括：微型计算机芯片、微型存储器；传感器6采用：风力传感器、风向传感器、压力传感器、角位移传感器；风力传感器、风向传感器装配在机头；压力传感器、角位移传感器则分别装配在仿生翅膀1的关节驱动器中；智能控制器3与基站数据控制中心相连接。
本发明提供的实施例工作过程如下：
纳米自发电型仿生扑翼飞行器的智能控制器3通过信号接收发射器8接收到基站数据控制中心发来的执行飞行任务指令，风力传感器6将外界环境的风力参数等信息传输给智能控制器3；风向传感器6也将风向信息传输给智能控制器3；智能控制器3指令纳米自发电型仿生扑翼飞行器开始执行飞行任务。
飞行时，纳米自发电型仿生翅膀1的下扑阶段，翼面由最高点扑动到最低点，是升力和推力产生的主要阶段。智能控制器3指令下扑开始时，翅臂前缘多关节驱动杆10中的关节驱动器a1、关节驱动器a2、关节驱动器a3开始工作；关节驱动器a1、关节驱动器a2、关节驱动器a3中的制动连接件也开始工作，关节夹紧或松开止动装置则分别松开关节；关节驱动器a1中的超声电机a11，关节驱动器a2中的超声电机a21，驱动器a3中的超声电机a31也开始协同工作；关节伸展或收缩装置则分别伸展或扭转；翅臂前缘多关节驱动杆10中的a1a2段D、a2a3段C、a3A段B则分别伸展加长，见图2；在翅臂中枢多关节驱动杆11协同作用下，固定在多关节驱动杆上的仿生初级飞羽B、仿生次级飞羽C、仿生三级飞羽D、仿生覆羽E构成的翼面完全打开，其外翼向外伸展，并向前方微微探出，使仿生翅膀前缘形成一条前倾直线，仿生翅膀后缘的仿生飞羽张开；仿生羽片中的压电驱动层20在智能控制器3的指令下，也开始了工作，仿生前缘羽面18与另外相邻的仿生羽片的仿生后缘羽面19紧密接触，形成严实的闭合面并伸展开来，共同形成大的气动平面；此时，仿生翅膀内翼面扑动幅度较小，基本保持上下运动；仿生翅膀外翼面扑动幅度较大，有一定程度的前向扭转，使仿生翅膀前缘下压，后缘抬起；从翼根到翼尖形成一个均匀过渡扭转气动面，使仿生翅膀各个位置处的翼型均有合适的迎角，产生较大的升力。仿生扑翼飞行器多关节驱动杆上的关节驱动器装配有压力传感器模块，用于仿生翅膀1、仿生尾翼2的飞行压力测量，并将测量数据输送给智能控制器3；智能控制器3计算载荷能力、电机效率等运行参数及确定不同飞行状态下的结构载荷；智能控制器3依据计算结果输出不同的工作指令，达到智能调控扑翼飞行器的飞行状态。
飞行时，纳米自发电型仿生翅膀1的上扑阶段，是被动回程阶段，使仿生翅膀回到最高点以便开始下一周期的扑动。这一过程在智能控制器3的指令下，上扑开始时，翅臂前缘多关节驱动杆10、翅臂中枢多关节驱动杆11协同工作；翅臂前缘多关节驱动杆10中的关节驱动器a1、关节驱动器a2、关节驱动器a3开始工作；关节驱动器a1、关节驱动器a2、关节驱动器a3中的制动连接件开始工作，关节夹紧或松开止动装置则分别松开关节；关节驱动器a1中的超声电机a11，关节驱动器a2中的超声电机a21，驱动器a3中的超声电机a31也开始协同工作；关节伸展或收缩装置则分别伸展或扭转；翅臂前缘多关节驱动杆10中的a1a2段D、a2a3段C、a3A段B则分别收缩变短；翅臂前缘多关节驱动杆10呈现多折和展向收缩变形状态；扑翼面积减小，阻尼力也减小；在翅臂中枢多关节驱动杆11协同工作下，多关节驱动杆上的制动连接件在超声电机带动下，使仿生翅膀内翼面收缩，角位移传感器实时测量超声电机的角度输出，并将此信号反馈至智能控制器3；智能控制器3根据接收到基站数据控制中心的控飞指令，与角位移传感器采集的信息进行综合，输出超声电机转速和转向指令，对超声电机进行实时调控；仿生翅膀内翼绕轴线向上转动，此时外翼在内翼带动下也开始向上运动，内、外翼上扑过程中存在的相位差实现了仿生翅膀的折叠；外翼还向后扭转，使前缘抬起，后缘下压，翼面向后方收拢；仿生飞羽中的仿生前缘羽面18，仿生后缘羽面19中的压电驱动层20在智能控制器3的指令下，也开始工作，形成仿生飞羽、仿生覆羽分别张开，形成如细小狭长空隙，使空气快速通过，减小了上扑阶段的空气阻力；仿生飞羽产生相互重叠；在这种折叠、扭转和收拢的协同作用下，上扑过程中的气动面积减小，负升力和阻力均被减小，从而在协同作用下的扑动周期内能够不断产生垂直方向的净升力和水平方向的净推力。
飞行时纳米自发电型仿生尾翼2在智能控制器3指令下，在尾部多关节驱动杆12的驱动下，协同配合仿生翅膀1的下扑阶段、上扑阶段，调整仿生尾翼2形态来调节仿生飞行器的质量平衡，使纳米自发电型仿生扑翼飞行器呈现稳定的飞行姿态。在仿生扑翼飞行器的每次扑动周期中，通过采用翅臂前缘多关节驱动杆10、翅臂中枢多关节驱动杆11、尾部多关节驱动杆12协同工作，实现扑翼动态的不同形态扑动，实现扑翼飞行器仿大鸟的高效率飞行。
当飞行处于下扑阶段或者上扑阶段时，飞行过程产生的振动或者弹性促使仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼的仿生羽片15中的纳米自发电层22衬底薄膜24变形弯曲，见图5；ZnO纳米线25也跟随变形弯曲，同时还被拉伸或压缩；由于压电效应产生沿着ZnO纳米线25的轴向方向的压电电场，并在两端形成电势差；该压电电势差随ZnO纳米线25的反复弯曲、拉伸而驱动电子，在回路中输出交变电流；ZnO纳米线25起到了“电容”和“电荷泵”作用，不断地将机械能转换为电能；在纳米发电层22中大量的ZnO纳米线阵列发电单元，在飞行过程中能够同时协同工作，犹如大量单根ZnO纳米线25发电单元通过串联或并联连接在一起，实现电能的可持续高效输出。纳米自发电层22的压电发电输送给可充电电池4备用。在纳米自发电型仿生扑翼飞行器中至少有两个可充电电池4、5；当其中一个可充电电池4处于被充电工作状态时，另一个可充电电池5则向智能控制器3、超声电机、多关节驱动杆、压电驱动层22提供工作电源。
当飞行处于下扑阶段或者上扑阶段时，在智能控制器3的指令下，可充电电池5向仿生羽片15的压电驱动层20输送电场，IPMC电致驱动器薄片20中的IPMC材料在电场作用下，电荷分布发生改变，带水分子阳离子32移向电极负极，见图7；固定阴离子31移向正极；IPMC材料发生弯曲变形，见图7；带动仿生前缘羽面18、仿生后缘羽面19发生弯曲变形，进一步带动仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼发生弯曲变形，协同翅臂前缘多关节驱动杆10、翅臂中枢多关节驱动杆11、尾部多关节驱动杆12，完成纳米自发电型仿生扑翼飞行器所需的各种复杂飞行动作。仿生翅膀1、仿生尾翼2中分布的压电驱动层20形成阵列，在智能控制器3指令下对扑翼飞行器中仿生翅膀1、仿生尾翼2的翼面微流体进行实时调控，能够抵消流场压力、温度、湿度、气流等细小变化引起的干扰，取代传统飞行翼面控制方法，实现扑翼飞行器中仿生翅膀1、仿生尾翼2翼面的主动流体控制，减少扑翼飞行器翼面的摩擦力，节省飞行所消耗的能量。在智能控制器3的指令下，停止可充电电池向IPMC电致动器薄片20输送电场，在飞行过程中产生的气流振动或者气流摩擦驱使IPMC电致动器薄片20中的压电材料产生压电效应，产生对外输出电流，并向可充电电池充电。
纳米自发电型仿生扑翼飞行器在风力传感器、风向传感器、压力传感器、全球定位系统、基站数据控制中心、智能控制器3的协同调控下，能够自适应地完成各种不同的安全飞行任务。由于纳米自发电型仿生扑翼飞行器的仿生翅膀1、仿生尾翼2中的仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼的仿生羽片15中的均具有特殊的多层结构，在智能控制器3的协同调控下，飞行过程中会促使纳米自发电层22或部分IPMC电致动器薄片20源源不断地自发电，并向仿生扑翼飞行器提供可持续飞行的电源能量。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (14)
1.一种纳米自发电型仿生扑翼飞行器，其特征在于，包括：纳米自发电型仿生翅膀、纳米自发电型仿生尾翼、智能控制器、可充电电池、传感器、全球定位系统、信号接收发射器和机身；所述纳米自发电型仿生翅膀和纳米自发电型仿生尾翼包括多关节驱动杆；所述多关节驱动杆包括：翅臂前缘多关节驱动杆、翅臂中枢多关节驱动杆和尾部多关节驱动杆；所述翅臂前缘多关节驱动杆、翅臂中枢多关节驱动杆共同固定、支撑纳米自发电型仿生翅膀，并安装在机身前缘、机身侧面；所述尾部多关节驱动杆固定、支撑纳米自发电型仿生尾翼，并安装在机身后面；所述智能控制器、可充电电池、传感器、全球定位系统、信号接收发射器装配在机身中；所述纳米自发电型仿生翅膀、纳米自发电型仿生尾翼、可充电电池、传感器、全球定位系统、信号接收发射器均与智能控制器相连接。
2.根据权利要求1所述的纳米自发电型仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述多关节驱动杆还包括：关节驱动器；所述关节驱动器在多关节驱动杆的关节节点位置；所述关节驱动器包括：微电机、制动连接件和压力传感器模块；所述微电机包括：超声电机和RC伺服机；所述制动连接件包括：关节夹紧或松开止动装置、关节伸展或收缩装置；所述多关节驱动杆内部为中空结构，所述中空结构中包括：导电材料或者导电线路。
3.根据权利要求1所述的纳米自发电型仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述纳米自发电型仿生翅膀包括：仿生飞羽、仿生覆羽；所述纳米自发电型仿生尾翼包括：仿生尾翼；所述仿生飞羽包括：仿生初级飞羽、仿生次级飞羽、仿生三级飞羽；所述仿生覆羽比仿生飞羽小，包括：仿生初级覆羽、仿生次级覆羽、仿生小覆羽；所述多关节驱动杆具有固定仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼的孔洞结构；所述仿生飞羽、仿生覆羽分别固定在翅臂前缘多关节驱动杆、翅臂中枢多关节驱动杆上；所述纳米自发电型仿生尾翼则固定在尾部多关节驱动杆上；在智能控制器的指令下，多关节驱动杆分别驱动仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼协同完成飞行动作。
4.根据权利要求1所述的纳米自发电型仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述纳米自发电型仿生翅膀和纳米自发电型仿生尾翼包括：仿生羽片；仿生羽片包括：仿生羽茎、仿生羽枝、仿生羽面；所述仿生羽面包括：仿生前缘羽面、仿生后缘羽面；所述仿生前缘羽面和仿生后缘羽面在仿生羽茎两旁；所述仿生羽面具有多层结构，包括：纳米自发电层、绝缘支撑层、压电驱动层、保护膜层；所述绝缘支撑层的一侧面为纳米自发电层；另一侧面为压电驱动层；在纳米自发电层和压电驱动层的外侧面均有保护膜层；所述仿生羽茎、仿生羽枝固定并支撑仿生羽面；仿生羽枝固定在仿生羽茎上；仿生羽茎固定在多关节驱动杆上；所述仿生羽茎、仿生羽枝均具有中空结构；所述中空结构中包括：导电材料或者导电线路；在智能控制器指令下，仿生羽茎和仿生羽枝共同带动仿生前缘羽面、仿生后缘羽面协同完成飞行动作。
5.根据权利要求1或4所述的纳米自发电型仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述纳米自发电型仿生翅膀和纳米自发电型仿生尾翼的发电方式包括：纳米自发电层发电、控制压电驱动层的压电效应发电；所述纳米自发电层包括：平行阵列交流压电式纳米自发电层、垂直阵列直流压电式纳米自发电层、压电-摩擦纳米发电层；所述平行阵列交流压电式纳米自发电层包括：衬底薄膜、电极、纳米结构材料、PDMS聚合物；所述衬底薄膜包括：聚酰亚胺、聚二甲基丙烯酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚三氟氯乙烯、羊毛及其织物、蚕丝及其织物、人造纤维织物、棉及其织物；所述纳米结构材料包括：ZnO纳米线、ZnO纳米带、ZnO纳米棒、ZnO纳米管、GaN纳米线、GaN纳米带、GaN纳米棒、GaN纳米管、PZT纳米线、PZT纳米带、PZT纳米棒、PZT纳米管；所述电极包括：镀金电极、镀银电极、镀铂电极、金属电极、金属合金电极、金属氧化物电极、镀金刚石电极、镀掺氮金刚石电极、ITO电极、碳纳米管电极、石墨烯电极、P型硅片电极；所述纳米结构材料在衬底薄膜表面平行排列形成阵列结构，并被电极固定在衬底薄膜上；引出电极后，在器件表面涂覆一层柔性聚合物，包括：PDMS聚合物，将纳米自发电层封装。
6.根据权利要求5所述纳米自发电型仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述平行阵列交流压电式纳米自发电层的引出电极与导线相连接；所述导线通过仿生羽枝、仿生羽茎复合轻质材料的中空结构，与多关节驱动杆的复合轻质材料中空结构中导电材料相连接，并与可充电电池相连接；所述纳米自发电层衬底厚度大于纳米结构材料的直径或者厚度；当纳米自发电型仿生扑翼飞行器在飞行过程中产生系列振动，或飞行气流产生摩擦，或仿生翅膀、仿生尾翼产生系列弹性时，促使纳米自发电层衬底变形弯曲，纳米结构材料也跟随变形弯曲，同时还被拉伸或压缩，由于压电效应产生沿着纳米结构材料的轴向方向的压电电场，并在两端形成电势差；该压电电势差随着纳米结构材料的反复弯曲、摩擦、拉伸而驱动电子，在回路中输出交变电流；纳米结构材料起到了“电容”和“电荷泵”作用，不断地将机械能转换为电能；所述纳米自发电层中大量的纳米结构材料阵列发电单元，在飞行过程中能够同时协同工作，犹如大量基于单个纳米结构材料的发电单元通过串联或者并联连接在一起，实现电能的可持续高效输出。
7.根据权利要求5所述的纳米自发电型仿生扑翼飞行器，所述纳米自发电层中的垂直阵列直流压电式纳米自发电层包括：采用垂直衬底的纳米结构材料阵列作为压电工作部件，将上电极制成锯齿形的电极、ITO电极、碳纳米管电极、石墨烯电极、P型硅片电极，并采用柔软的聚合物封装；所述纳米结构材料包括：纳米线、纳米管、纳米颗粒、纳米沟槽、纳米锥、纳米球，或者上述结构材料形成的阵列；优选采用：ZnO纳米线、ZnO纳米带、ZnO纳米棒、ZnO纳米管、GaN纳米线、GaN纳米带、GaN纳米棒、GaN纳米管、PZT纳米线、PZT纳米带、PZT纳米棒、PZT纳米管；所述电极包括：镀金电极、镀银电极、镀铂电极、镀金刚石电极、金属电极、金属合金电极、金属氧化物电极、石墨烯电极；所述上电极材料与纳米结构材料阵列相互嵌套，并形成有效的接触；当上电极材料与纳米结构材料阵列受到飞行振动、气流摩擦、弯曲，纳米结构材料压凹面可能会与邻近的上电极材料接触，凹面压电势是负的，在金属与半导体间形成一个正向偏压，从而形成前置偏压产生电流流过纳米结构材料和上电极；系统中有成千上万个纳米结构材料形成的纳米结构材料阵列，形成一个稳定的叠加电压/电流输出。
8.根据权利要求5所述的纳米自发电型仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述纳米自发电层包括：压电-摩擦纳米发电层；所述压电-摩擦纳米发电层包括：纳米结构材料、聚偏氟乙烯、压电纤维复合材料、摩擦发电材料，以及它们间的复合材料及其组合、上电极层；或下电极层；所述纳米结构材料包括：纳米线、纳米管、纳米颗粒、纳米沟槽、纳米锥、纳米球，或者上述结构形成的阵列；优选采用：ZnO纳米线、ZnO纳米带、ZnO纳米棒、ZnO纳米管、GaN纳米线、GaN纳米带、GaN纳米棒、GaN纳米管、PZT纳米线、PZT纳米带、PZT纳米棒、PZT纳米管；所述摩擦发电材料包括：不同摩擦电极序材料及其组合；所述不同摩擦电极序材料包括：聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚三氟氯乙烯、聚氯乙烯、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚二甲基丙烯酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、羊毛及其织物、蚕丝及其织物、人造纤维织物、棉及其织物以及其它摩擦电极序材料；所述上电极层或下电极层包括：镀金电极、镀银电极、镀铂电极、镀金刚石电极、金属电极、金属合金电极、金属氧化物电极、石墨烯电极。
9.根据权利要求4所述的纳米自发电型仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述仿生羽面中压电驱动层包括：a.在外电场作用下产生压电驱动效应；b.在外振动作用或摩擦作用下产生压电发电效应；所述仿生羽面中压电驱动层的具体工作类型由智能控制器控制；所述仿生羽片的仿生羽面中压电驱动层包括：IPMC电致动器薄片、LIPCA压电驱动执行器；所述IPMC电致动器薄片包括：聚合物薄膜基体、电极；所述聚合物薄膜包括：Nafion膜、Flemion膜、全氟磺酸高分子离子交换树脂膜、磺酸化石墨烯改性Nafion膜，并采用化学镀工艺将金属电极镀在基体膜两个表面；所述金属电极包括：铂、金；所述金属电极与导线相连接；所述导线通过仿生羽枝、仿生羽茎的碳纤维复合材料中空结构与多关节驱动杆碳纤维复合材料的中空结构，与可充电电池相连接；在智能控制器的指令下，可充电电池向压电驱动层输送电场，IPMC材料在电场作用下电荷分布发生改变，带水分子阳离子移向电极负极，游离阳离子移向电极负极；固定阴离子移向电极正极；IPMC材料发生弯曲变形，仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼发生弯曲变形，协同完成仿生扑翼飞行器所需的飞行动作；在智能控制器的指令下，停止可充电电池向IPMC电致动器薄片输送电场，在飞行过程中产生的气流振动或者气流摩擦驱使IPMC电致动器薄片中的压电材料产生压电效应，产生对外输出电流，并向可充电电池充电。
10.根据权利要求4所述的纳米自发电型仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述仿生羽片的仿生羽面中压电驱动层包括：LIPCA压电驱动执行器；所述LIPCA压电驱动执行器包括：玻璃纤维增强环氧树脂、碳纤维增强环氧树脂、压电陶瓷片采用叠加组成层合板；所述压电陶瓷片的上下面镀上电极构成三明治结构层；所述LIPCA压电驱动执行器采用压电陶瓷三明治结构层、镀银铜导线、碳纤维增加环氧树脂基体、玻璃纤维增加环氧树脂基体层依次放置构成多层结构，具有重量轻、驱动位移大；所述镀银导线通过仿生羽枝、仿生羽茎碳纤维复合材料的中空结构与多关节驱动杆碳纤维复合材料的中空结构，并与可充电电池相连接；在智能控制器的指令下，可充电电池向LIPCA压电驱动执行器输送电场，LIPCA压电驱动执行器在电场作用下，由于压电陶瓷片的逆压电效应产生驱动力，仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼发生弯曲变形，协同完成仿生扑翼飞行器所需的飞行动作；在智能控制器的指令下，停止可充电电池向LIPCA压电驱动执行器输送电场，在飞行过程中产生的气流振动或者气流摩擦驱使LIPCA压电驱动执行器中的压电材料产生压电效应，产生对外输出电流，并向可充电电池充电。
11.根据权利要求2所述的纳米自发电型仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述关节驱动器包括：角位移传感器、关节控制面；智能控制器接收飞控指令，结合角度位移传感器采集的信息，指令并调控超声电机或者RC伺服机的转向或者转速，并带动多关节驱动器中的关节控制面产生扩展、收缩、上扑、下扑、拍打、扭转等动作，此时制动连接件将紧固的关节已经松开；此时，关节控制面带动多关节驱动杆的关节点产生扩展、收缩、上扑、下扑、拍打、扭转动作，从而带动固定在多关节驱动杆上的仿生飞羽，仿生覆羽，仿生尾翼协同产生飞行所需的各种扩展、收缩、上扑、下扑、拍打、扭转动作，协同完成纳米自发电型仿生扑翼飞行器所需的飞行动作。
12.根据权利要求1所述的纳米自发电型仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述传感器包括：风力传感器、风向传感器、飞行速度传感器、飞行高度传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器、压力传感器、角位移传感器。
13.根据权利要求1所述的纳米自发电型仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述可充电电池包括：至少两个；两个可充电电池采用轮换工作方式，当纳米自发电层或者一部分压电驱动层为一个可充电电池进行充电时，则另一个可充电电池则处于为智能控制器、微电机、多关节驱动杆、另外部分压电驱动层提供工作电源。
14.根据权利要求1所述的纳米自发电型仿生扑翼飞行器，其特征在于，所述智能控制器包括：微型计算机芯片、微型存储器；所述智能控制器与传感器相连接，接收并处理传感器提供的环境与飞行信息；所述智能控制器通过信号接收发射器与基站数据控制中心相连接；执行并完成基站数据控制中心的各种工作指令；所述智能控制器与多关节驱动杆相连接，包括：翅臂前缘多关节驱动杆、翅臂中枢多关节驱动杆、尾部多关节驱动杆；智能控制器与仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼的压电驱动层相连接，驱动并完成仿生飞羽、仿生覆羽、仿生尾翼的扩展、收缩、上扑、下扑、拍打、扭转运作；通过智能控制器来调控仿生尾翼不同形态来稳定飞行姿态，来自适应环境条件变化，智能控制器协同翅臂前缘多关节驱动杆、翅臂中枢多关节驱动杆、尾部多关节驱动杆、仿生羽片的压电驱动层来共同完成纳米自发电型仿生扑翼飞行器的上扑、下扑、爬升、悬停、俯冲各种飞行动作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610863677.7A CN106347660B (zh) | 2016-09-29 | 2016-09-29 | 纳米自发电型仿生扑翼飞行器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610863677.7A CN106347660B (zh) | 2016-09-29 | 2016-09-29 | 纳米自发电型仿生扑翼飞行器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106347660A true CN106347660A (zh) | 2017-01-25 |
| CN106347660B CN106347660B (zh) | 2019-03-22 |
Family
ID=57865643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610863677.7A Expired - Fee Related CN106347660B (zh) | 2016-09-29 | 2016-09-29 | 纳米自发电型仿生扑翼飞行器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106347660B (zh) |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107804455A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-03-16 | 南京航空航天大学 | 压电智能复合材料旋翼 |
| CN107919810A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-04-17 | 首都师范大学 | 一种飞行器静电防护和收集利用系统 |
| CN108121855A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-06-05 | 北京理工大学 | 基于仿生柔性机翼的小型无人飞行器飞行动力学优化方法 |
| CN108298077A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-07-20 | 浙江工业职业技术学院 | 一种双球关节复合运动式仿鸟扑翼装置 |
| CN108528710A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-09-14 | 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 | 一种扑翼矩阵飞行器气动布局 |
| CN108674650A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-10-19 | 河海大学常州校区 | 一种用于仿生蝴蝶扑翼飞行器的姿态调整装置 |
| CN108839801A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-11-20 | 佛山市三水区希望火炬教育科技有限公司 | 一种用于抓捕无人机的仿生老鹰 |
| CN109067011A (zh) * | 2018-08-20 | 2018-12-21 | 中国地质大学（武汉） | 石墨烯型超导无线传输电能飞行器与传感器阵列系统 |
| CN109167531A (zh) * | 2018-08-08 | 2019-01-08 | 南京航空航天大学 | 一种基于流致振动的微型能量收集装置及其制备方法 |
| CN109931990A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-06-25 | 吉林大学 | 基于蛊毛窝灵敏度可调的仿生流量传感器及流量检测装置 |
| CN110304222A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-10-08 | 河海大学常州校区 | 一种基于ipmc驱动的自发电型仿生蝠鲼 |
| CN110667824A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-10 | 西北工业大学 | 一种可变面积可转动的仿生水平尾翼 |
| WO2020049600A1 (en) * | 2018-09-07 | 2020-03-12 | Flygildi Ehf. | Robotic bird |
| CN111572767A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-25 | 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 | 一种基于无人机的河势遥感监测装置 |
| CN111609438A (zh) * | 2019-02-22 | 2020-09-01 | 宁波方太厨具有限公司 | 导流结构、应用有该导流结构的能源回收和油烟净化装置 |
| CN112455673A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-09 | 浙江工业大学 | 一种仿猛禽飞羽的柔性可逆层叠阵列结构 |
| CN112976012A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-06-18 | 合肥工业大学 | 一种基于电致动聚合物材料的两栖软体机器人 |
| WO2021134967A1 (zh) * | 2020-01-05 | 2021-07-08 | 仿翼(北京)科技有限公司 | 一种飞行器 |
| CN113697101A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-11-26 | 电子科技大学 | 摩擦纳米发电集成的微型扑翼飞行器能量自回收柔性翅翼 |
| CN115320826A (zh) * | 2022-10-14 | 2022-11-11 | 成都航空职业技术学院 | 一种仿生羽毛及采用该仿生羽毛的仿生飞行器 |
| CN115520385A (zh) * | 2022-09-28 | 2022-12-27 | 电子科技大学 | 自供能检测扑翼频率的翅翼及其制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1810576A (zh) * | 2006-02-03 | 2006-08-02 | 游学珪 | 雀羽型自动飞行的装置 |
| CN101804864B (zh) * | 2010-03-31 | 2012-05-30 | 杨绍河 | 扑翼机仿生翅膀 |
| CN202679272U (zh) * | 2012-07-20 | 2013-01-16 | 纳米新能源（唐山）有限责任公司 | 压电和摩擦电混合薄膜纳米发电机 |
| CN105905297B (zh) * | 2016-04-15 | 2018-07-17 | 中国地质大学（武汉） | 仿生自适应扑翼飞行器 |
-
2016
- 2016-09-29 CN CN201610863677.7A patent/CN106347660B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107804455A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-03-16 | 南京航空航天大学 | 压电智能复合材料旋翼 |
| CN108121855A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-06-05 | 北京理工大学 | 基于仿生柔性机翼的小型无人飞行器飞行动力学优化方法 |
| CN108121855B (zh) * | 2017-12-06 | 2021-04-09 | 北京理工大学 | 基于仿生柔性机翼的小型无人飞行器飞行动力学优化方法 |
| CN107919810B (zh) * | 2017-12-11 | 2023-12-22 | 首都师范大学 | 一种飞行器静电防护和收集利用系统 |
| CN107919810A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-04-17 | 首都师范大学 | 一种飞行器静电防护和收集利用系统 |
| CN108298077A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-07-20 | 浙江工业职业技术学院 | 一种双球关节复合运动式仿鸟扑翼装置 |
| CN108298077B (zh) * | 2018-01-24 | 2021-07-09 | 浙江工业职业技术学院 | 一种双球关节复合运动式仿鸟扑翼装置 |
| CN108528710A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-09-14 | 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 | 一种扑翼矩阵飞行器气动布局 |
| CN108839801A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-11-20 | 佛山市三水区希望火炬教育科技有限公司 | 一种用于抓捕无人机的仿生老鹰 |
| CN108674650A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-10-19 | 河海大学常州校区 | 一种用于仿生蝴蝶扑翼飞行器的姿态调整装置 |
| CN108674650B (zh) * | 2018-06-01 | 2021-12-07 | 河海大学常州校区 | 一种用于仿生蝴蝶扑翼飞行器的姿态调整装置 |
| CN109167531A (zh) * | 2018-08-08 | 2019-01-08 | 南京航空航天大学 | 一种基于流致振动的微型能量收集装置及其制备方法 |
| CN109067011A (zh) * | 2018-08-20 | 2018-12-21 | 中国地质大学（武汉） | 石墨烯型超导无线传输电能飞行器与传感器阵列系统 |
| CN109067011B (zh) * | 2018-08-20 | 2023-08-29 | 中国地质大学（武汉） | 石墨烯型超导无线传输电能飞行器与传感器阵列系统 |
| WO2020049600A1 (en) * | 2018-09-07 | 2020-03-12 | Flygildi Ehf. | Robotic bird |
| CN111609438A (zh) * | 2019-02-22 | 2020-09-01 | 宁波方太厨具有限公司 | 导流结构、应用有该导流结构的能源回收和油烟净化装置 |
| CN111609438B (zh) * | 2019-02-22 | 2021-07-23 | 宁波方太厨具有限公司 | 油烟净化装置 |
| CN109931990A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-06-25 | 吉林大学 | 基于蛊毛窝灵敏度可调的仿生流量传感器及流量检测装置 |
| CN110304222A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-10-08 | 河海大学常州校区 | 一种基于ipmc驱动的自发电型仿生蝠鲼 |
| CN110667824A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-10 | 西北工业大学 | 一种可变面积可转动的仿生水平尾翼 |
| WO2021134967A1 (zh) * | 2020-01-05 | 2021-07-08 | 仿翼(北京)科技有限公司 | 一种飞行器 |
| CN111572767A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-25 | 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 | 一种基于无人机的河势遥感监测装置 |
| CN111572767B (zh) * | 2020-05-26 | 2021-07-20 | 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 | 一种基于无人机的河势遥感监测装置 |
| CN112455673A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-09 | 浙江工业大学 | 一种仿猛禽飞羽的柔性可逆层叠阵列结构 |
| CN112976012A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-06-18 | 合肥工业大学 | 一种基于电致动聚合物材料的两栖软体机器人 |
| CN113697101A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-11-26 | 电子科技大学 | 摩擦纳米发电集成的微型扑翼飞行器能量自回收柔性翅翼 |
| CN115520385A (zh) * | 2022-09-28 | 2022-12-27 | 电子科技大学 | 自供能检测扑翼频率的翅翼及其制备方法 |
| CN115320826A (zh) * | 2022-10-14 | 2022-11-11 | 成都航空职业技术学院 | 一种仿生羽毛及采用该仿生羽毛的仿生飞行器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106347660B (zh) | 2019-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106347660A (zh) | 纳米自发电型仿生扑翼飞行器 | |
| CN105905297B (zh) | 仿生自适应扑翼飞行器 | |
| CN107416202B (zh) | 微型扑翼飞行器 | |
| CN105366050B (zh) | 一种压电式仿蜻蜓微型扑翼飞行器 | |
| Zhang et al. | A review of compliant transmission mechanisms for bio-inspired flapping-wing micro air vehicles | |
| CN103395493B (zh) | 压电陶瓷扑翼式机器人 | |
| CN106184746B (zh) | 一种连翅仿生蝴蝶扑翼飞行器 | |
| Finio et al. | Open-loop roll, pitch and yaw torques for a robotic bee | |
| CN103950538B (zh) | 仿雁群扑翼飞行系统 | |
| CN102390528A (zh) | 一种空中飞行和全方位吸附微型机器人 | |
| CN109263978B (zh) | 半主动式仿蒲公英微小型飞行器及其控制方法 | |
| CN101508343A (zh) | 拍翼轨迹呈8字形的仿生微型飞行器 | |
| CN107226208A (zh) | 全翼扑动与翼尖主动扭转相结合的五自由度扑翼飞行器 | |
| CN107472528A (zh) | 一种攻角被动翻转的拍动扑翼装置与飞行控制方法 | |
| CN103552687A (zh) | 一种新式扑旋翼构型及相应的微小型扑旋翼装置 | |
| CN110053760A (zh) | 一种柔性变形机翼 | |
| CN112550664A (zh) | 一种基于形状记忆合金驱动的可变弯度机翼结构 | |
| CN211996141U (zh) | 一种自适应攻角的仿生扑翼飞行器 | |
| Pan et al. | A kind of large-sized flapping wing robotic bird: Design and experiments | |
| CN209814271U (zh) | 一种四自由度扑翼飞行器装置 | |
| CN103569360B (zh) | 平动扑翼机构和具有平动扑翼机构的扑翼机和滑翔机 | |
| CN107352030A (zh) | 一种双翼差动拍动的微型扑旋翼飞行器 | |
| CN108528710A (zh) | 一种扑翼矩阵飞行器气动布局 | |
| CN109572997A (zh) | 采用形状记忆合金和电机复合驱动的飞机机翼 | |
| CN110816827B (zh) | 一种仿生蝴蝶扑翼飞行器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190322 Termination date: 20190929 |