CN107472526A - 一种单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构 - Google Patents

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王浩
王鹏程
江远瀚
王文波
王策
晋晓飞
陈媛
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C33/00—Ornithopters
    • B64C33/02—Wings; Actuating mechanisms therefor

Abstract

本发明公开了一种单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构，包括机架，以及设于机架上的驱动电机、减速机构、直线Watt机构和对称布置的扑翼摇杆，所述驱动电机输出轴连接于减速机构的输入端，所述减速机构的输出端偏心铰接有曲柄，所述曲柄通过连杆铰接于扑翼摇杆下端以及直线Watt机构，所述直线Watt机构限制曲柄与连杆的铰接点沿直线移动。本发明的单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构，驱动电机通过减速机构的两级齿轮减速，可以传递给曲柄较大的扭矩，而且传动效率高，与曲柄和连杆共同铰接的直线Watt机构，使得曲柄和连杆铰接处的运动轨迹成直线，保证了与连杆铰接的两侧扑翼摇杆扑动完全对称，增加了扑翼摇杆扑动的紧凑性和稳定性，提高了飞行效率。

Description

一种单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构
技术领域
本发明涉及一种扑翼驱动机构，具体涉及一种无相差扑翼驱动机构。
背景技术
微型扑翼飞行器由于体积小巧，便携，灵活的飞行和优良的隐蔽性得到了广泛的关注，相比于微型固定翼飞行器和微型旋翼飞行器，其可微程度远远大于前者，而且扑翼飞行器没有螺旋桨或喷射装置，从而它可以迅速起飞、加速、悬停，在民用和国防上有着广泛的应用前景，驱动机构是扑翼飞行器的核心部分，其目的是把执行机构的运动转换为机翼的拍打运动，从而产生扑翼飞行器所需要的空气动力，目前，单自由度扑翼驱动机构主要有曲柄滑块机构、凸轮弹簧机构、单曲柄双摇杆机构和双曲柄双摇杆机构，由于扑翼飞行器所需的拍打频率比较高，意味着扑动机构需要高频率的旋转和移动，然而曲柄滑块机构和凸轮弹簧机构具有较大的摩擦力和低效率，所以不具备较好的扑动动作，双曲柄双摇杆机构具有较好的运动对称性，但是结构相对复杂，微小化较困难，其中单曲柄双摇杆机构是最简单的一种单自由度扑翼运动实现形式，其结构紧凑、效率高、重量轻、容易微小化，但是左右两扑翼动作的不完全对称，容易导致在飞行过程中时常发生向左或者向右倾斜栽落的现象。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构，解决飞行过程中倾斜栽落的问题。
技术方案：本发明所述的一种单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构，包括机架，以及设于机架上的驱动电机、减速机构、直线Watt机构和对称布置的扑翼摇杆，所述驱动电机输出轴连接于减速机构的输入端，所述减速机构的输出端偏心铰接有曲柄，所述曲柄通过连杆铰接于扑翼摇杆下端以及直线Watt机构，所述直线Watt机构限制曲柄与连杆的铰接点沿直线移动。
优选的，所述机架包括两个平行设置的第一支撑板、第二支撑板以及与其垂直连接的第三支撑板，所述第一支撑板和第二支撑板通过销轴固定。
优选的，所述直线Watt机构两端部铰接于第一支撑板，所述扑翼摇杆中部通过销轴转动连接于第一支撑板和第二支撑板之间，另一端铰接于连杆。
优选的，所述第二支撑板背离第一支撑板方向延伸有电机支座，所述驱动电机设于电机支座内。
优选的，所述减速机构包括转动设于第二支撑板上相啮合的一级齿轮和二级齿轮，所述一级齿轮啮合于驱动电机输出轴的传动齿，所述二级齿轮的齿面偏心铰接有曲柄。
优选的，所述直线Watt机构包括第一连接臂、第二连接臂和第三连接臂，所述第一连接臂和第三连接臂长度相等且外端铰接于第一支撑板，所述第一连接臂和第三连接臂内端分别铰接于第二连接臂两端，所述连杆与曲柄均铰接于第二连接臂中部。
优选的，所述驱动电机为无刷电机。
优选的，所述扑翼摇杆和连杆对称设有两组。
优选的，所述扑翼摇杆连接有翅翼。
有益效果：本发明的单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构，驱动电机通过减速机构的两级齿轮减速，可以传递给曲柄较大的扭矩，而且传动效率高，与曲柄和连杆共同铰接的直线Watt机构，使得曲柄和连杆铰接处的运动轨迹成直线，保证了与连杆铰接的两侧扑翼摇杆扑动完全对称，增加了扑翼摇杆扑动的紧凑性和稳定性，提高了飞行效率。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的侧视图；
图3为本发明直线Watt机构的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
如图1至图3所示，本发明的一种单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构，包括机架，以及设于机架上的驱动电机1、减速机构、直线Watt机构和对称布置的扑翼摇杆2，扑翼摇杆2和连杆对称设有两组，驱动电机1输出轴连接于减速机构的输入端，减速机构的输出端偏心铰接有曲柄3，曲柄3通过连杆4铰接于扑翼摇杆2下端以及直线Watt机构，通过直线Watt机构的设计，限制了曲柄3与连杆4的铰接点沿直线移动，其中，机架包括两个平行设置的第一支撑板5、第二支撑板6以及与其垂直连接的第三支撑板7，第一支撑板5和第二支撑板6通过销轴固定，第二支撑板6背离第一支撑板5方向延伸有电机支座8，驱动电机1设于电机支座8内，减速机构包括转动设于第二支撑板6上相啮合的一级齿轮9和二级齿轮10，一级齿轮9啮合于驱动电机1输出轴的传动齿11，二级齿轮10的齿面偏心铰接有曲柄3，直线Watt机构两端部铰接于第一支撑板5，扑翼摇杆2中部通过销轴转动连接于第一支撑板5和第二支撑板6之间，另一端铰接于连杆4，作为优选，直线Watt机构包括第一连接臂12、第二连接臂13和第三连接臂14，第一连接臂12和第三连接臂14长度相等且外端铰接于第一支撑板5，第一连接臂13和第三连接臂14内端分别铰接于第二连接臂13两端，连杆4与曲柄3均铰接于第二连接臂13中部，驱动电机1为无刷电机，扑翼摇杆2连接有翅翼15，直线Watt机构限制曲柄3与连杆4的铰接点沿直线移动，保证了与连杆4铰接的两侧扑翼摇杆扑2动完全对称，增加了扑翼摇杆2扑动的紧凑性和稳定性，提高了飞行效率。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (9)

1.一种单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构，其特征在于：包括机架，以及设于机架上的驱动电机、减速机构、直线Watt机构和对称布置的扑翼摇杆，所述驱动电机输出轴连接于减速机构的输入端，所述减速机构的输出端偏心铰接有曲柄，所述曲柄通过连杆铰接于扑翼摇杆下端以及直线Watt机构，所述直线Watt机构限制曲柄与连杆的铰接点沿直线移动。
2.根据权利要求1所述的单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构，其特征在于：所述机架包括两个平行设置的第一支撑板、第二支撑板以及与其垂直连接的第三支撑板，所述第一支撑板和第二支撑板通过销轴固定。
3.根据权利要求2所述的单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构，其特征在于：所述直线Watt机构两端部铰接于第一支撑板，所述扑翼摇杆中部通过销轴转动连接于第一支撑板和第二支撑板之间，另一端铰接于连杆。
4.根据权利要求2所述的单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构，其特征在于：所述第二支撑板背离第一支撑板方向延伸有电机支座，所述驱动电机设于电机支座内。
5.根据权利要求2所述的单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构，其特征在于：所述减速机构包括转动设于第二支撑板上相啮合的一级齿轮和二级齿轮，所述一级齿轮啮合于驱动电机输出轴的传动齿，所述二级齿轮的齿面偏心铰接有曲柄。
6.根据权利要求3所述的单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构，其特征在于：所述直线Watt机构包括第一连接臂、第二连接臂和第三连接臂，所述第一连接臂和第三连接臂长度相等且外端铰接于第一支撑板，所述第一连接臂和第三连接臂内端分别铰接于第二连接臂两端，所述连杆与曲柄均铰接于第二连接臂中部。
7.根据权利要求1所述的单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构，其特征在于：所述驱动电机为无刷电机。
8.根据权利要求1所述的单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构，其特征在于：所述扑翼摇杆和连杆对称设有两组。
9.根据权利要求1所述的单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构，其特征在于：所述扑翼摇杆连接有翅翼。
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