CN106882375A - 一种翅膀主体可变形的飞鸟机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种翅膀主体可变形的飞鸟机器人，属于机器人技术领域。本发明的翅膀主体可变形的飞鸟机器人，包括机身、翅膀主体、扑动机构以及第一驱动装置，还包括变形机构与第二驱动装置，变形机构固设于翅膀主体下端，第二驱动装置固设于机身上，变形机构包括第一杆、第二杆、第三杆与第四杆，第一杆与第三杆、第二杆与第四杆平行设置，且第一杆、第二杆、第三杆以及第四杆相互首尾铰接连接，第一杆向机身方向伸出，并与第一驱动装置铰接连接，第二杆向机身方向延伸，并与扑动机构铰接连接。本发明的翅膀主体可变形的飞鸟机器人具有上下摆动过程中，翅膀主体面积可改变，翅膀主体上摆过程中面积小于下摆过程中的面积，从而有利于其飞行上升。

Description

一种翅膀主体可变形的飞鸟机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种翅膀主体可变形的飞鸟机器人。

背景技术

飞鸟机器人是重要的智能的机器人，飞鸟机器人在军用、警用、民用和科研上可以发挥着重要的作用。由于飞鸟飞行的特殊性，在飞行的过程中需要改变翅膀主体的面积来适应不同的飞行环境，而且在翅膀主体扑动的过程中其上挥阶段与下拍阶段的时间或者翅膀主体的面积不一样，上挥阶段的翅膀主体面积小于下拍阶段的面积，才有利于飞鸟的上升飞行。但是，目前的飞鸟机器人采取的是平面四连杆的曲柄摇杆机构的急回特性使得上挥与下拍阶段的时间不一样，从而达到上升飞行。

然而，只是运用平面四连杆的急回特性使飞鸟飞行尤其局限性，而且对安装要求较高。从而，一种可变形的飞鸟机器人翅膀主体为目前飞鸟机器人领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种翅膀主体可变形的飞鸟机器人，其可在飞鸟机器人翅膀主体上下扑动的过程中改变翅膀主体的面积。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案在于，提供一种翅膀主体可变形的飞鸟机器人，包括机身、翅膀主体、对称于所述机身设置的一对扑动机构以及固设于所述机身上、用于驱动所述一对扑动机构的第一驱动装置，还包括一对对称于所述机身设置的变形机构与第二驱动装置，所述变形机构固设于所述翅膀主体下端，所述第二驱动装置固设于所述机身上，所述变形机构包括第一杆、第二杆、第三杆与第四杆，所述第一杆与所述第三杆平行设置，所述第二杆与所述第四杆平行设置，且所述第一杆、所述第二杆、所述第三杆以及所述第四杆相互首尾铰接连接以形成一平行四边形结构，所述第一杆向所述机身方向伸出，并与所述第一驱动装置铰接连接，以使所述第二驱动装置可带动所述第一杆绕该铰接位置处转动，所述第二杆向所述机身方向延伸，并与所述扑动机构铰接连接，以使所述扑动机构可带动所述第二杆产生上下摆动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第三杆向远离于所述机身方向延伸以形成伸出段，所述伸出段与所述机翼固定连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一杆向所述机身方向延伸一端与所述第二驱动装置球面铰接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述扑动机构包括第五杆、第六杆以及第七杆，所述第一驱动装置固设于所述机身上，所述五杆一端紧套于所述第一驱动装置的输出端，以使所述第五杆随所述第一驱动装置的驱动而绕该端铰接，所述第五杆另一端与所述第六杆的其中一端铰接连接，所述第六杆其中另一端设置于所述第七杆中间，所述第七杆一端与所述机身铰接连接，另一端悬空设置，所述翅膀主体固设于所述第七杆上端，以通过所述第七杆绕其与所述机身铰接一端铰接时，使所述翅膀主体发生上下方向上的扑动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二驱动装置包括电机、第一齿轮、第二齿轮与齿轮轴，所述电机固设于所述机身上，所述第一齿轮紧套于所述电机的输出轴设置，所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合，且所述第二齿轮紧套于所述齿轮轴上，以使所述齿轮轴随所述第二齿轮的铰接而共同铰接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述齿轮轴两端伸出所述机身设置，对称设置于所述机身两端的一对所述第五杆紧套于所述齿轮轴上，所述第五杆可相对于所述轴线方向移动，以调整所述翅膀主体摆动角度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第六杆包括第一连接段以及第二连接段，所述第一连接段与所述第二连接段采用螺纹连接，通过调节该螺纹可调节所述第六杆的长度，以改变所述翅膀主体的初始位置和终止位置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第五杆与所述第六杆为球面铰接，所述第六杆与所述第七杆为球面铰接。

本发明的有益效果是：

本发明的翅膀主体可变形的飞鸟机器人，包括机身、翅膀主体、固设于机身上的第一驱动装置和第二驱动装置、扑动机构以及变形机构，该变形机构采用平行四边形连杆结构，其中一边向机身方向延伸而与扑动机构铰接连接，从而使变形机构可随扑动机构运动而上下摆动，其中一边向机身方向延伸以与第二驱动装置铰接连接，以带动该连杆结构运动从而产生角度的变化，以达到改变翅膀主体上下摆动过程中面积的变化。

附图说明

图1是本发明的翅膀主体可变形的飞鸟机器人的整体机构示意图；

图2是本发明的翅膀主体可变形的飞鸟机器人的变形机构处的结构示意图；

图3是本发明的翅膀主体可变形的飞鸟机器人的扑动机构处横向截面的结构示意图；

图4是本发明的翅膀主体可变形的飞鸟机器人的扑动机构处的纵向截面的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

请一并参照图1至图4，本发明的翅膀主体可变形的飞鸟机器人包括机身1、翅膀主体（图中未示出）、变形机构2、扑动机构3、第一驱动装置4与第二驱动装置5，其中，第一驱动装置4与第二驱动装置5均固设于机身1上，分别用于驱动扑动机构3以及变形机构2，机身1两端对称的设置有一对扑动机构3以及一对变形机构2，且扑动机构3与变形机构2均，固设于翅膀主体下端，变形机构2与扑动机构3铰接连接，以使扑动机构3带动翅膀主体上下摆动的同时，也同时带动变形机构2产生相应的运动，变形机构2采用连杆传动，其运动过程中会产生角度的变化，从而使得固连于其上的翅膀主体的面积发生变化，达到改变翅膀主体面积的作用。

为了在翅膀主体上下摆动的过程中改变翅膀主体的面积，本发明的变形机构2包括第一杆20、第二杆21、第三杆22、第四杆23，第一杆20与第三杆22、第二杆21与第四杆23分别平行设置，且该四杆分别首尾铰接连接，以形成一平行四边形结构，其中，第一杆20向机身1方向延伸，以与第二驱动装置5铰接连接，从而使第二驱动装置5带动第一杆20绕该铰接位置处转动，进而使得该四杆发生相对运动，进而其相互之间的角度发生变化，以达到改变固设于该四杆上的翅膀主体的面积的目的。

其中第二杆21向机身方向延伸以与扑动机构3铰接连接，从而使得扑动机构3在驱动翅膀主体上下摆动的过程中，也同时带动第二杆21发生上下摆动，进而带动整个变形机构2随着翅膀主体的上下摆动而发生上下摆动。

优选的，为进一步改进翅膀主体上下摆动过程中的面积变化，第三杆22向远离机身方向延伸设置有一伸长段210，伸长段220与翅膀主体固定连接，在该平行四边形结构发生角度变化时，第三杆22以及该伸长段220也会相对于第一杆20发生角度的变化，以带动固设于其上的翅膀主体发生面积的变化，大大增加的改变该飞鸟机器人翅膀主体面积变化的目的。

特别的，为了使该变形机构2具有更好的适应性，第一杆20包括转动段200以及摆动段201，其中转动段200一端与第二驱动装置5铰接连接，另一端与摆动段201一端固定连接，摆动段201两端分别与第二杆21以及第四杆23铰接连接，如此，可以使转动段200与摆动段201之间形成一端的偏折，增加该飞鸟机器人的适应性。

扑动机构3包括第五杆30、第六杆31以及第七杆32，其中，第一驱动装置4固设于机身1上，第五杆30一端紧套于第一驱动装置4的输出端上，以使第五杆30可相对该端铰接，第五杆30的另一端与第六杆31的一端铰接连接，且第六杆31的另一端与第七33铰接连接，特别的，第七杆32的一端与机身1铰接连接，第七杆32与第六杆31铰接连接处设置于第七杆32的杆身中间位置处，以使第六杆31的运动带动第七杆32绕机身上下摆动，进而实现翅膀主体的上下摆动。

第一驱动装置4包括电机40、第一齿轮41、第二齿轮42以及齿轮轴43，其中电机固设于机身1上，且第一齿轮41通过电机40驱动而转动，以使电机驱动第一齿轮41共同铰接，第二齿轮42与第一齿轮41啮合，第二齿轮42紧套于齿轮轴43上，通过第二齿轮42的铰接带动齿轮轴43的铰接，齿轮轴43两端伸出机身1外，位于机身1两端的两个第五杆30分别紧套于机身1两端的齿轮轴43上，从而带动第五杆30运动，进而，第五杆30的运动带动扑动机构3中其他杆件运动。

优选的，第五杆30于齿轮轴43上可沿齿轮轴43的轴线方向上移动，其中，第五杆30的位置不同，可以使得第七杆32的摆动幅度发生相应的改变，从而起到了改变翅膀主体角度的作用。

另外，第六杆31包括第一连接段310以及第二连接段311，上述两段通过螺纹连接以形成第六杆31，根据实际情况的需要，第一连接段310与第二连接段311之间的螺纹连接可以进行调节，以改变第六杆31的长度，进一步，会改变第七杆32的初始位置以及终止位置，从而改变翅膀主体摆动的初始位置与终止位置。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种翅膀主体可变形的飞鸟机器人，包括机身、翅膀主体、对称于所述机身设置的一对扑动机构以及固设于所述机身上、用于驱动所述一对扑动机构的第一驱动装置，其特征在于：还包括一对对称于所述机身设置的变形机构与第二驱动装置，所述变形机构固设于所述翅膀主体下端，所述第二驱动装置固设于所述机身上，所述变形机构包括第一杆、第二杆、第三杆与第四杆，所述第一杆与所述第三杆平行设置，所述第二杆与所述第四杆平行设置，且所述第一杆、所述第二杆、所述第三杆以及所述第四杆相互首尾铰接连接以形成一平行四边形结构，所述第一杆向所述机身方向伸出，并与所述第一驱动装置铰接连接，以使所述第二驱动装置可带动所述第一杆绕该铰接位置处转动，所述第二杆向所述机身方向延伸，并与所述扑动机构铰接连接，以使所述扑动机构可带动所述第二杆产生上下摆动。

2.根据权利要求1所述的翅膀主体可变形的飞鸟机器人，其特征在于：所述第三杆向远离于所述机身方向延伸以形成伸出段，所述伸出段与所述机翼固定连接。

3.根据权利要求2所述的翅膀主体可变形的飞鸟机器人，其特征在于：所述第一杆向所述机身方向延伸一端与所述第二驱动装置球面铰接。

4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的翅膀主体可变形的飞鸟机器人，其特征在于：所述扑动机构包括第五杆、第六杆以及第七杆，所述第一驱动装置固设于所述机身上，所述五杆一端紧套于所述第一驱动装置的输出端，以使所述第五杆随所述第一驱动装置的驱动而绕该端铰接，所述第五杆另一端与所述第六杆的其中一端铰接连接，所述第六杆其中另一端设置于所述第七杆中间，所述第七杆一端与所述机身铰接连接，另一端悬空设置，所述翅膀主体固设于所述第七杆上端，以通过所述第七杆绕其与所述机身铰接一端铰接时，使所述翅膀主体发生上下方向上的扑动。

5.根据权利要求4所述的翅膀主体可变形的飞鸟机器人，其特征在于：所述第二驱动装置包括电机、第一齿轮、第二齿轮与齿轮轴，所述电机固设于所述机身上，所述第一齿轮通过所述电机驱动而转动，所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合，且所述第二齿轮紧套于所述齿轮轴上，以使所述齿轮轴随所述第二齿轮的铰接而共同铰接。

6.根据权利要求5所述的翅膀主体可变形的飞鸟机器人，其特征在于：所述齿轮轴两端伸出所述机身设置，对称设置于所述机身两端的一对所述第五杆紧套于所述齿轮轴上，所述第五杆可相对于所述轴线方向移动，以调整所述翅膀主体摆动角度。

7.根据权利要求6所述的翅膀主体可变形的飞鸟机器人，其特征在于：所述第六杆包括第一连接段以及第二连接段，所述第一连接段与所述第二连接段采用螺纹连接，通过调节该螺纹可调节所述第六杆的长度，以改变所述翅膀主体的初始位置和终止位置。

8.根据权利要求7所述的翅膀主体可变形的飞鸟机器人，其特征在于：所述第五杆与所述第六杆为球面铰接，所述第六杆与所述第七杆为球面铰接。