CN107352031B - 一种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，包括扑翼飞行器本体和控制电路，其中，扑翼飞行器本体包括机身及分别设置在机身两侧的左机翅和右机翅；控制电路包括传感器组、控制器、驱动装置，沿左机翅方向延伸的左机翅拍打件，沿右机翅方向延伸的右机翅拍打件和设置在机身上的机翅旋转件，其中，传感器组和驱动装置分别与控制器电连接，左机翅拍打件、右机翅拍打件和机翅旋转件分别与驱动装置电连接，控制器用于接收传感器组输出的信号，以控制左机翅和右机翅在预设范围内伸缩、上下扑打、前后移动及旋转。本发明提供的技术方案实现了将外骨骼技术应用到扑翼飞行器中，从而帮助人类实现飞行体验。

Description

一种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器

技术领域

本发明涉及扑翼飞行器技术领域，具体涉及一种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器。

背景技术

扑翼飞行器是指像鸟一样通过机翼主动运动产生升力和前行力的飞行器，又称振翼机。其特征是：1、机翼主动运动。2、靠机翼拍打空气的反力作为升力及前行力。3、通过机翼及尾翼的位置改变进行机动飞行。

玩具爱好者们经常自己制作各种不同的扑翼飞机，这些飞机有的很小用胶水粘起来的，大的有的甚至是用无线电来遥控。那些胶水制作的小飞机在设计和制作过程中都非常的简单，爱好者们经常用这种类型的飞机来进行各种长航时飞行竞赛。但是在这种竞赛中那些领先的飞行器在设计上无不是精致无比，在制作上更是一大挑战。罗伊怀特RoyWhite目前手中拿着美国的一项纪录，他利用这种手中制作的扑翼飞机完成了历史上飞行航时最长时间的飞行，总计21分44秒。

现有技术中已经存在通过感应人体动作而和人同步行动的外骨骼，即通过电力驱动液压机构，进一步带动外骨骼做出与人一致的动作，利用外骨骼的强壮结构和电力、液压系统强大的力量，人可以背负上百公斤的重量行走在山地而不觉得吃力。但现有技术中缺乏将外骨骼技术和扑翼飞行器结合在一起，从而帮助人类实现飞行体验的应用。

飞行是人类千年的梦想，虽已有多种可以将人带上天的飞行器具，且人可以有效的控制这此飞行器具，但人的参与度较低。本发明旨在发明一种由人的动作控制、由辅助动力源驱动的扑翼飞行器具；它可以让人像鸟儿一样从地面起飞、翱翔、降落。让人具有最真实的飞行体验。随着动力设备、轻质高强度材料、及感应控制技术的成熟，让本发明成为一种可能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，将外骨骼技术应用到扑翼飞行器中，从而帮助人类实现飞行体验。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，包括外骨骼式扑翼飞行器本体和控制电路，其中，

所述外骨骼式扑翼飞行器本体包括机身及分别设置在所述机身两侧的左机翅和右机翅；其中，所述外骨骼式扑翼飞行器本体上设置有人体固定件；所述控制电路包括传感器组、控制器、驱动装置，沿左机翅方向延伸的左机翅拍打件，沿右机翅方向延伸的右机翅拍打件和设置在机身上的机翅旋转件，其中，所述传感器组包括多个压力传感器、人体生物电传感器、陀螺仪、重力传感器、角度传感器和距离传感器；所述传感器组和驱动装置分别与所述控制器电连接，所述左机翅拍打件、右机翅拍打件和机翅旋转件分别与所述驱动装置电连接，所述控制器用于接收所述传感器组输出的信号，以控制所述驱动装置驱动所述左机翅和右机翅在预设范围内伸缩、上下扑打、前后移动及旋转。

优选地，所述驱动装置为旋转电机组或液压驱动装置，所述液压驱动装置包括液压泵。

优选地，所述左机翅和右机翅皆包括依次连接的翅大臂、翅小臂和翅指，所述左机翅拍打件和右机翅拍打件皆包括依次设置在所述翅大臂、翅小臂和翅指上的翅大臂支撑杆、翅小臂支撑杆和翅指支撑杆，

所述翅大臂支撑杆与机身之间通过第一铰接件铰接，所述翅大臂支撑杆与所述翅小臂支撑杆之间通过第二铰接件铰接，所述翅小臂支撑杆与所述翅指支撑杆之间通过第三铰接件铰接；

若所述驱动装置为液压驱动装置，则所述左机翅拍打件和右机翅拍打件还包括：第一液压管，其一端设置在所述机身上，位于机翅与机身连接点处，另一端设置在所述翅大臂支撑杆上；第二液压管，其一端设置在所述所述翅大臂支撑杆上，另一端设置在所述翅小臂支撑杆的上；第三液压管，其一端设置在连接所述翅小臂支撑杆的上，另一端设置在所述翅指支撑杆的上；所述第一液压管、第二液压管和第三液压管分别与所述液压驱动装置电连接；其中，所述机翅包括左机翅和右机翅。

优选地，所述液压驱动装置为液压泵。

优选地，若所述驱动装置为旋转电机组，所述左机翅拍打件和右机翅拍打件皆包括展翅组件和收翅组件，其中，

所述展翅组件包括：第一限位器，设置在所述机身上，位于机翅与机身连接点上方；第一限位杆，设置在所述翅大臂支撑杆上；第二限位杆和第三限位杆，分别设置在所述翅大臂支撑杆和翅小臂支撑杆上，位于所述第二铰接件两侧；第四限位杆和第五限位杆，分别设置在所述翅小臂支撑杆和翅指支撑杆上，位于所述第三铰接件两侧；第一收拉线，其一端缠绕在旋转电机组中的第一旋转电机的输出轴上，另一端依次穿过第一限位杆、第二限位杆、第三限位杆、第四限位杆上设置的限位孔，绑定在第五限位杆上的限位孔中；

所述收翅组件包括：第二限位器，设置在所述机身上，位于机翅与机身连接点下方；第一限位孔，设置在所述翅大臂支撑杆上；第二限位孔和第三限位孔，分别设置在所述翅大臂支撑杆和翅小臂支撑杆上，位于所述第二铰接件两侧；第四限位孔和第五限位孔，分别设置在所述翅小臂支撑杆和翅指支撑杆上，位于所述第三铰接件两侧；收拉线，其一端缠绕在旋转电机组中的第二旋转电机的输出轴上，另一端依次穿过第二限位器、第一限位孔、第二限位孔、第三限位孔、第四限位孔，绑定在第五限位孔中；其中，所述机翅包括左机翅和右机翅。

优选地，机翅旋转件包括带减速器的直流电机、左机翅基座、右机翅基座、主动齿轮和从动齿轮；其中，所述直流电机与所述控制器电连接，所述主动齿轮设置在所述直流电机的输出轴上；所述主动齿轮和从动齿轮啮合，或者通过链条传动连接或者通过拉绳传动连接；所述左机翅基座和右机翅基座分别设置在所述从动齿轮的两侧，与所述从动齿轮同轴转动；所述左机翅和右机翅分别固定在所述左机翅基座和右机翅基座上。

优选地，所述通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，还包括分别设置在所述机身下的机械腿及连接所述机械腿的机械爪。

优选地，所述通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，还包括分别设置在所述机身首端和尾端的头舵和尾舵；所述头舵和尾舵用于辅助飞行，所述头舵为平面型、三面型、X状或十字状交叉型；所述尾舵为平面型、三面型、X状或十字状交叉型。

优选地，所述通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，还包括分别设置在所述机身两侧的稳定鳍，所述稳定鳍用于稳定所述扑翼飞行器的飞行状态，所述飞行状态包括旋转、上下翻及开合。

优选地，所述通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，还包括用于为所述控制电路供电的供电装置。

本发明采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

由上述技术方案可知，本发明提供的这种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，包括外骨骼式扑翼飞行器本体和控制电路，控制电路中的传感器组包括多个设置在手持件上的肌肉压力传感器、人体生物电传感器、陀螺仪、重力传感器、角度传感器和距离传感器；传感器组和驱动装置分别与控制器电连接，左机翅拍打件、右机翅拍打件和机翅旋转件分别与驱动装置电连接，控制器用于接收所述传感器组输出的信号，以控制驱动装置驱动左机翅和右机翅在预设范围内伸缩、上下扑打、前后移动及旋转，实现将外骨骼技术应用于扑翼飞行器中，通过感应人体动作执行飞行动作。

另外，本发明提供的这种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，具有行动灵活、噪音小、易于操作的优点，也具有侦察、袭击方面的军事应用价值。

附图说明

图1A为本发明一实施例提供的一种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器的整体结构示意图；

图1B为本发明一实施例提供的一种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器用户使用时的局部放大图；

图1C为本发明一实施例提供的一种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器的控制电路的示意框图；

图2为本发明一实施例提供的右机翅执行伸展动作时的工作原理示意图；

图3A为本发明一实施例提供的右机翅执行展翅动作时的工作原理示意图；

图3B为为本发明一实施例提供的右机翅执行展翅动作时的仿生外观示意图；

图4为本发明一实施例提供的右机翅执行收翅动作时的工作原理示意图；

图5A为本发明一实施例提供的右机翅执行上下扑打动作时的工作原理示意图；

图5B为本发明另一实施例提供的右机翅执行上下扑打动作时的工作原理示意图；

图6为本发明一实施例提供的机翅旋转件的结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的机械腿和机械爪的工作原理示意图；

图8为本发明一实施例提供的机械腿执行分腿动作的工作原理示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

参见图1A和图1B，本发明一实施例提供的一种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，包括外骨骼式扑翼飞行器本体1和控制电路2，其中，

所述外骨骼式扑翼飞行器本体1包括机身100及分别设置在所述机身100两侧的左机翅101和右机翅102；其中，所述外骨骼式扑翼飞行器本体1上设置有人体固定件103；

参见图1C，所述控制电路2包括传感器组21、控制器22、驱动装置23，沿左机翅方向延伸的左机翅拍打件24，沿右机翅方向延伸的右机翅拍打件25和设置在机身上的机翅旋转件26，其中，所述传感器组21包括多个压力传感器、人体生物电传感器、陀螺仪、重力传感器、角度传感器和距离传感器；所述传感器组21和驱动装置23分别与所述控制器22电连接，所述左机翅拍打件24、右机翅拍打件25和机翅旋转件26分别与所述驱动装置23电连接，所述控制器22用于接收所述传感器组21输出的信号，以控制所述驱动装置23驱动所述左机翅和右机翅在预设范围内伸缩、上下扑打、前后移动及旋转。

优选地，所述控制器22为CPU。

需要说明的是，所述人体固定件包括但不限于：手握件、腰部固定件、腿部连接件等。

可以理解的是，为了实现感应功能，精准为控制器传递感应信号，所述传感器组中的各个传感器可以根据需要设置在外骨骼式扑翼飞行器本体或人体上的各个位置，例如：

1、压力传感器，可以设置在人体固定件与外骨骼式扑翼飞行器本体之间或者四周，用于感受来自人体肌肉或外部环境施加的压力等。

2、人体生物电传感器，可以设置人体皮肤上，用于感受人体生物电流，因为人体的动作都由人体生物电流剌激而产生的，生物电流又是由大脑分配产生的，而大脑又是通过接收外部传感器(如：触觉，视觉)而作出反应。

3、陀螺仪、重力传感器，可以设置在外骨骼式扑翼飞行器本体重心位置，也可以设置在扑翼飞行器本体的中心轴上，也可以根据需要设置在左机翅和右机翅上等。

4、角度传感器，可以设置在人体关节连接处，用于感受人体的肢体变化情况。例如设置在大臂和小臂的连接处，用于感受人体伸展上肢和弯曲上肢的动作；例如设置在大腿和小腿的连接处，用于感受人体伸展下肢和弯曲下肢的动作等。

5、距离传感器，可以设置在机身上，也可以设置在左机翅和右机翅上，用于感应扑翼飞行器本体距离地面的高度及左机翅或右机翅伸展、扑打的幅度等。

优选地，所述驱动装置为旋转电机组或液压驱动装置，所述液压驱动装置可以为液压泵。

由上述技术方案可知，本发明提供的这种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，包括外骨骼式扑翼飞行器本体和控制电路，控制电路中的传感器组包括多个设置在手持件上的肌肉压力传感器、角度传感器和距离传感器；传感器组和驱动装置分别与控制器电连接，左机翅拍打件、右机翅拍打件和机翅旋转件分别与驱动装置电连接，控制器用于接收所述传感器组输出的信号，以控制驱动装置驱动左机翅和右机翅在预设范围内伸缩、上下扑打、前后移动及旋转，实现将外骨骼技术应用于扑翼飞行器中，通过感应人体动作执行飞行动作。

需要说明的是，执行飞行动作前，控制器会按照人的不同个体来设置动作幅度、角度、力量、速度等适应性条件，以使人体与设备相互适应，也不至超出人体承受范围而受到伤害。

参见图1B，当传感器组检测到手臂沿X方向所做的推拉动作时，传感器组向控制器发送相关压力信号，由控制器转化成给驱动装置的相关命令，最终实现左机翅和右机翅的伸展与收拢。

当传感器组检测到手臂沿Z方向所做的提压动作时，传感器组向控制器发送相关压力信号，由控制器转化成给驱动装置的相关命令，最终实现左机翅和右机翅的上下拍打。

当传感器组检测到手臂沿Y方向所做的前后动作时，传感器组向控制器发送相关压力信号，由控制器转化成给驱动装置的相关命令，最终实现左机翅和右机翅前后角度的调节。

参见图2，优选地，所述左机翅和右机翅皆包括依次连接的翅大臂C、翅小臂D和翅指E，所述左机翅拍打件和右机翅拍打件皆包括依次设置在所述翅大臂C、翅小臂D和翅指E上的翅大臂支撑杆、翅小臂支撑杆和翅指支撑杆，

所述翅大臂支撑杆与机身之间通过第一铰接件铰接(例如通过铰接球铰接)，所述翅大臂支撑杆与所述翅小臂支撑杆之间通过第二铰接件铰接，所述翅小臂支撑杆与所述翅指支撑杆之间通过第三铰接件铰接；

优选地，所述驱动装置为液压驱动装置，所述左机翅拍打件和右机翅拍打件还包括：第一液压管，其一端设置在所述机身上，位于机翅与机身连接点处，另一端设置在所述翅大臂支撑杆上；第二液压管，其一端设置在所述所述翅大臂支撑杆上，另一端设置在所述翅小臂支撑杆的上；第三液压管，其一端设置在连接所述翅小臂支撑杆的上，另一端设置在所述翅指支撑杆的上；所述第一液压管、第二液压管和第三液压管分别与所述液压驱动装置电连接；其中，所述机翅包括左机翅和右机翅。

具体来说，参见图2，当控制器(如图2中的CPU)接收到展翅动作请求时，控制液压泵增加液压管中的流压，此时随着液压管中的液压升高，B11与C11间的液压器伸长使翅大臂C相对身体伸展开来，同时C21与D11间的液压管伸长使翅小臂D相对于翅大臂C伸展开来，同时D21与E11间的液压管伸长使翅指E相对翅小臂D伸展开来，从而实现了翅膀伸展的动作目标。

当控制器接收到收翅动作请求时，控制液压泵减小液压管中的流压，此时随着液压管中的液压降低，上述各液压管缩短从而实现了翅膀收拢的目标，通过控制液压管中液压，可以实现对机翅张开、收拢幅度的控制。

优选地，所述驱动装置为旋转电机组，所述左机翅拍打件和右机翅拍打件还包括展翅组件和收翅组件，其中，

参见图3A和图3B，所述展翅组件包括：第一限位器，设置在所述机身上，位于机翅与机身连接点上方；第一限位杆，设置在所述翅大臂支撑杆上；第二限位杆和第三限位杆，分别设置在所述翅大臂支撑杆和翅小臂支撑杆上，位于所述第二铰接件两侧；第四限位杆和第五限位杆，分别设置在所述翅小臂支撑杆和翅指支撑杆上，位于所述第三铰接件两侧；第一收拉线，其一端缠绕在旋转电机组中的第一旋转电机的输出轴上，另一端依次穿过第一限位杆、第二限位杆、第三限位杆、第四限位杆上设置的限位孔，绑定在第五限位杆上的限位孔中。

具体来说，当第一旋转电机拉紧缆绳S1时，处在翅大臂C上的C1C2两点间距离不会改变，处在翅小臂D上的D1D2两点间距离也不会改变；而处在身体上的B1孔与第一限位杆上的限位孔C1孔间的距离会被拉近，直到限位孔C1碰到身体上的限位器B2停止，此时翅大臂C相对身体处于伸展状态；

同理，当S1被拉紧时，C2D1间被拉近而使翅小臂D相对于翅大臂C处于伸展状态，C2D1的结构可兼容限位装置；同理，当S1被拉紧时，D2E1间被拉近而使翅指E相对于翅小臂D处于伸展状态，D2E1的结构可兼容限位装置，从而实现了翅膀伸展的动作目标。

参见图4，所述收翅组件包括：第二限位器，设置在所述机身上，位于机翅与机身连接点下方；第一限位孔，设置在所述翅大臂支撑杆上；第二限位孔和第三限位孔，分别设置在所述翅大臂支撑杆和翅小臂支撑杆上，位于所述第二铰接件两侧；第四限位孔和第五限位孔，分别设置在所述翅小臂支撑杆和翅指支撑杆上，位于所述第三铰接件两侧；收拉线，其一端缠绕在旋转电机组中的第二旋转电机的输出轴上，另一端依次穿过第二限位器、第一限位孔、第二限位孔、第三限位孔、第四限位孔，绑定在第五限位孔中；其中，所述机翅包括左机翅和右机翅。

具体来说，参见图4，当第二旋转电机拉紧缆绳S2时，处在翅大臂C上的12、13两点间距离不会改变，处在翅小臂D上的14、15两点间距离也不会改变；而处在身体上第二限位器11的孔与翅大臂C上的第一限位孔12间的距离会被拉近，直到第一限位孔12碰到身体上的限位器11停止，此时翅大臂C相对身体处于收拢状态，11、12的结构可兼容限位装置；同理，当S2被拉紧时，13、14间被拉近而使翅小臂D相对于翅大臂C处于收拢状态，13、14的结构可兼容限位装置；同理，当S2被拉紧时，15、16间被拉近而使翅指E相对于翅小臂D处于收拢状态，15、16的结构可兼容限位装置。此时实现了机翅收拢的动作目标，通过控制S2拉紧的距离并与S1配合，可以实现对机翅张开、收拢幅度的控制。

参见图5A，当所述驱动装置为液压泵时，当身体上的支撑结构胸突上的支点B3与翅大臂上的支点C3间的液压管在控制器和液压泵的作用下收短时，机翅实现向下动作；当液压管在控制器和液压泵的作用下伸长时，机翅实现向上动作。

参见图5B，当所述驱动装置为旋转电机组时，当第一旋转电机接到控制器的命令而收紧时，缆绳S3使身体胸突上的支点B4点与翅大臂上连接点C4间的距离缩短，此时翅膀实现向下动作；当第二旋转电机接到控制器的命令而收紧时，缆绳S4使身体胸突上的支点B5点与翅大臂上连接点C5间的距离缩短，此时机翅实现向上动作。

机翅的向上、向下动作在控制器的控制下交替动作，即实现了机翅的上下拍打动作目标，通过控制器控制旋转电机组的旋转速度和频率，即可实现机翅拍打幅度和拍打速度的控制。

需要说明的是，本发明提供的这种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，驱动装置包括两套：一套为液压驱动装置，另一套为电机驱动装置，这两套驱动装置在工作时是相互独立的，即当其中一套驱动装置出现故障时，另一套驱动装置开启工作，从而保证本发明提供的扑翼飞行器出现故障时可以顺畅切换，无故障衔接。

参见图6，优选地，机翅旋转件包括带减速器的直流电机、左机翅基座、右机翅基座、主动齿轮和从动齿轮；其中，所述直流电机与所述控制器电连接，所述主动齿轮设置在所述直流电机的输出轴上；所述主动齿轮和从动齿轮啮合(附图中未给出此种连接方式)，或者通过链条传动连接或者通过拉绳传动连接(参见图6)；所述左机翅基座和右机翅基座分别设置在所述从动齿轮的两侧，与所述从动齿轮同轴转动；所述左机翅和右机翅分别固定在所述左机翅基座和右机翅基座上。

当机翅需要旋转时，控制器控制直流电机及主动齿轮做出相应的转动动作，主动齿轮带动从动齿轮，从动齿轮带动机翅基座上固定的机翅跟随做出转动动作，从而实现机翅相对身体旋转的动作目标。

参见图7，优选地，所述通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，还包括分别设置在所述机身下的机械腿及连接所述机械腿的机械爪。

因扑翼飞行器翼展体积较大，且会负重动力源、支撑结构、动力传递机构及控制机构等，人腿不论是从长度还是从力量都不能适应，此时应为飞行器配备人体动作控制的仿生机械腿，以适应起飞、降落、保持平衡转向等任务需要。

图7中以角度传感器为例，且忽略掉腿部的动力驱动系统，因其原理与机翅动作的动力驱动原理相同，具体来说为：

当人的大腿与身体的夹角A1变小，即做抬腿动作时，控制器接受到相关传感器信号，并将命令传给飞行器大腿与身体间的相关动力驱动装置，驱动装置使飞行器大腿与身体间的夹角A11变小，实现飞行器抬腿动作；此时感应器同时发现人体大腿与小腿间夹角B1角度变小，控制器处理后将命令飞行器腿部B11和B12两个夹角也变小，此时机械腿抬离地面达到目标高度，并且通过调整B11和B12两个夹角的大小，可以调整步幅。

图中F至G间对应的是人腿的长度，G至H间的部分是较人腿修长的机械腿部分。

当人的大腿与身体的夹角A2变大，即做踏地动作时，控制器接收到相关传感器信号，将命令飞行器大腿与身体间的相关动力驱动装置，驱动装置使飞行器大腿与身体间的夹角A21变大，实现飞行器蹬腿动作；此时传感器同时发现人体大腿与小腿间夹角B2角度变大，控制器处理后将命令飞行器腿部B21和B22两个夹角在驱动装置的驱动下也变大，此时机械腿做出蹬地并驱动飞行器相对地面前进的动作。

同理，可以进一步通过对人体脚面相对小腿的位置信号及脚趾相对脚面的位置信号，精确控制飞行器脚的收拢、张开、抓握等动作，如利用飞行器翅膀的缆绳驱动方案。因非本飞行器的核心任务，暂不详述。

参见图8，分腿动作：当角度传感器感受到两腿间夹角E1发生变化，命令驱动装置使飞行器机械腿做出相应动作，此动作在保持平衡时有用。

旋转动作：当传感器组感受到双腿(或臀部)相对身体有转动的话，控制器命令机械腿做出相应动作，此动作在保持平衡及转弯时有用。

优选地，所述通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，还包括分别设置在所述机身首端和尾端的头舵和尾舵；所述头舵和尾舵用于辅助飞行，所述头舵为平面型、三面型、X状或十字状交叉型；所述尾舵为平面型、三面型、X状或十字状交叉型。

可以理解的是，尾舵意同鸟类尾羽，在飞行中有控制方向及控制飞行姿态的功能，在本发明中，可以由传感器组感应人体臀部相对身体(或背部)的相对位置变化从而控制尾舵的动作，可由臀部相对身体的后翘、前收、左摆、右摆及旋转，触发相关角度传感器或旋转传感器向控制器发出相关信号，控制器向动力驱动装置发出相关指令，进而实现尾舵相对飞行器身体的上、下、左、右、及旋转的动作。

因人体控制尾舵的张开比较困难，既可以设置成只要做相关动作，尾舵就张开，且动作越大、越急就张开越大；也可以设置成尾舵默认是张开状态。

同理，若使用如翼龙般的头舵，则以头部相对身体的位置变化作为控制器为信号源，控制头舵的动作。

优选地，所述通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，还包括分别设置在所述机身两侧的稳定鳍，所述稳定鳍用于稳定所述扑翼飞行器的飞行状态，所述飞行状态包括旋转、上下翻及开合。

优选地，所述通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，还包括用于为所述控制电路供电的供电装置。

可以理解的是，所述供电装置可以是：

1、非可充电电池，例如，新型电池比如石墨烯电池。在本实用新提供的这种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器起飞前，装上电池，待电量不足时，落到地面再更换电池。

2、可充电电池，例如蓄电池、电瓶、锂电池组等。在本实用新提供的这种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器起飞前，可以将可充电电池充满电，然后再起飞，待电量不足时，再落到地面重新充电。

3、太阳能电池板+蓄电装置(例如蓄电池)。该种充电方式节能环保，随着科技的发展，可以实现边充电边翱翔，缺点是增加了装备的重量。

需要说明的是，上述供电装置优选第一种方案，其他两种为备选方案。

本发明提供的这种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，只在起飞时需要较强动力输出，而升空后可以长时间处于低能耗滑翔状态，并可以利用热气流上升，相对步行省力、高效。

进一步地，本发明还涉及在飞行器上设置太阳能薄膜发电装置，在任何状态下都可以为飞行器充电，只要充电速度能平衡滑翔状态耗电速度，就能保证本发明提供的这种扑翼飞行器能正常工作。

本发明具有广阔的市场前景，若用于军事用途，本发明提供的扑翼飞行器具有飞行距离远、负载大、撤离能力强、训练难度小等优点，具有较高价值。若用于民用飞行体验用途，因其使用的是人体感应控制方案，使受训人较易理解，理论上会跳广场舞蹈的人都可以飞行，配合相应较周全的培训，本发明提供的技术方案会成为有一定支付能力的人都可以体验的飞行方式。能实现人类梦想的东西同时具有较易掌握的特性，必然有巨大的市场前景，与此类似的是俄罗斯空间站曾搭载希望能遨游太空的游客，而相应较高的收费甚至维持了俄罗斯相关宇航部门的动转。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。另外，在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

Claims (6)

1.一种通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，其特征在于，包括外骨骼式扑翼飞行器本体和控制电路，其中，

所述外骨骼式扑翼飞行器本体包括机身及分别设置在所述机身两侧的左机翅和右机翅；其中，所述外骨骼式扑翼飞行器本体上设置有人体固定件；

所述控制电路包括传感器组、控制器、驱动装置，沿左机翅方向延伸的左机翅拍打件，沿右机翅方向延伸的右机翅拍打件和设置在机身上的机翅旋转件，其中，所述传感器组包括压力传感器、人体生物电传感器、陀螺仪、重力传感器、角度传感器和距离传感器；所述传感器组和驱动装置分别与所述控制器电连接，所述左机翅拍打件、右机翅拍打件和机翅旋转件分别与所述驱动装置电连接，所述控制器用于接收所述传感器组输出的信号，以控制所述驱动装置驱动所述左机翅和右机翅在预设范围内伸缩、上下扑打、前后移动及旋转；

所述左机翅和右机翅皆包括依次连接的翅大臂、翅小臂和翅指，所述左机翅拍打件和右机翅拍打件皆包括依次设置在所述翅大臂、翅小臂和翅指上的翅大臂支撑杆、翅小臂支撑杆和翅指支撑杆，

所述翅大臂支撑杆与机身之间通过第一铰接件铰接，所述翅大臂支撑杆与所述翅小臂支撑杆之间通过第二铰接件铰接，所述翅小臂支撑杆与所述翅指支撑杆之间通过第三铰接件铰接；

所述驱动装置为旋转电机组，所述左机翅拍打件和右机翅拍打件还包括展翅组件和收翅组件，其中，

所述展翅组件包括：第一限位器，设置在所述机身上，位于机翅与机身连接点上方；第一限位杆，设置在所述翅大臂支撑杆上；第二限位杆和第三限位杆，分别设置在所述翅大臂支撑杆和翅小臂支撑杆上，位于所述第二铰接件两侧；第四限位杆和第五限位杆，分别设置在所述翅小臂支撑杆和翅指支撑杆上，位于所述第三铰接件两侧；第一收拉线，其一端缠绕在旋转电机组中的第一旋转电机的输出轴上，另一端依次穿过第一限位杆、第二限位杆、第三限位杆、第四限位杆上设置的限位孔，绑定在第五限位杆上的限位孔中；

所述收翅组件包括：第二限位器，设置在所述机身上，位于机翅与机身连接点下方；第一限位孔，设置在所述翅大臂支撑杆上；第二限位孔和第三限位孔，分别设置在所述翅大臂支撑杆和翅小臂支撑杆上，位于所述第二铰接件两侧；第四限位孔和第五限位孔，分别设置在所述翅小臂支撑杆和翅指支撑杆上，位于所述第三铰接件两侧；收拉线，其一端缠绕在旋转电机组中的第二旋转电机的输出轴上，另一端依次穿过第二限位器、第一限位孔、第二限位孔、第三限位孔、第四限位孔，绑定在第五限位孔中；其中，所述机翅包括左机翅和右机翅；

机翅旋转件包括带减速器的直流电机、左机翅基座、右机翅基座、主动齿轮和从动齿轮；其中，所述直流电机与所述控制器电连接，所述主动齿轮设置在所述直流电机的输出轴上；所述主动齿轮和从动齿轮啮合，或者通过链条传动连接或者通过拉绳传动连接；所述左机翅基座和右机翅基座分别设置在所述从动齿轮的两侧，与所述从动齿轮同轴转动；所述左机翅和右机翅分别固定在所述左机翅基座和右机翅基座上；

还包括分别设置在所述机身下的机械腿及连接所述机械腿的机械爪。

2.根据权利要求1所述的通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，其特征在于，所述驱动装置为液压驱动装置，所述左机翅拍打件和右机翅拍打件还包括：第一液压管，其一端设置在所述机身上，位于机翅与机身连接点处，另一端设置在所述翅大臂支撑杆上；第二液压管，其一端设置在所述所述翅大臂支撑杆上，另一端设置在所述翅小臂支撑杆的上；第三液压管，其一端设置在连接所述翅小臂支撑杆的上，另一端设置在所述翅指支撑杆的上；所述第一液压管、第二液压管和第三液压管分别与所述液压驱动装置电连接；其中，所述机翅包括左机翅和右机翅。

3.根据权利要求2所述的通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，其特征在于，所述液压驱动装置为液压泵。

4.根据权利要求1所述的通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，其特征在于，还包括分别设置在所述机身首端和尾端的头舵和尾舵；所述头舵和尾舵用于辅助飞行，所述头舵为平面型、三面型、X状或十字状交叉型；所述尾舵为平面型、三面型、X状或十字状交叉型。

5.根据权利要求1所述的通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，其特征在于，还包括分别设置在所述机身两侧的稳定鳍，所述稳定鳍用于稳定所述扑翼飞行器的飞行状态。

6.根据权利要求1～5任一项所述的通过感应人体动作控制飞行动作的扑翼飞行器，其特征在于，还包括用于为所述控制电路供电的供电装置。