CN112407273A - 一种仿猛禽变体翅膀 - Google Patents

Abstract

一种仿猛禽变体翅膀，属于仿生飞行器结构设计技术领域。它包括仿生骨骼系统、仿生羽毛系统、连接仿生骨骼系统与仿生羽毛系统的连接机构以及线性映射机构；仿生骨骼系统包括依次连接的仿生臂部骨骼、仿生肘部骨骼和仿生掌部骨骼，仿生肘部骨骼、仿生掌部骨骼均通过连接机构与仿生羽毛系统相连接，仿生羽毛系统包括一组间隔排列的仿生羽毛，连接机构包括羽管和羽管盖。本发明可用于仿猛禽飞行器中，可以使得仿猛禽飞行器拥有与猛禽相近的翅膀，可以实现大幅度的伸展、收缩和扑动，为提高仿生飞行器的飞行能力奠定物质基础；同时猛禽翅膀带有羽毛，羽毛可以随着翅膀的伸缩而变化，使得翅膀始终保持流线型，具有较高的飞行效率。

Description

一种仿猛禽变体翅膀

技术领域

本发明属于仿生飞行器结构设计技术领域，具体涉及一种仿猛禽变体翅膀。

背景技术

鸟类是自然界主要的飞行生物之一，其具有高超的飞行技能。而鸟类翅膀是鸟类特有的结构，其主要由骨骼、肌肉、羽毛这三部分构成。通过翅膀骨骼的变形可以使得整个翅膀形态发生变化，而肌肉、羽毛可以配合翅膀骨骼对翅膀整个形态进一步改变。这使得鸟类翅膀能够快速改变姿态和保持流线型，以适应不同飞行环境。因此提出了一种仿猛禽变体翅膀，可以使仿猛禽飞行器具有与猛禽相近的翅膀，从而能够实现更高超的飞行技能和更高的飞行效率。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种仿猛禽变体翅膀，目的是可以用于仿猛禽飞行器的翅膀中，能够实现翅膀的大幅度伸展、收缩和扑动，使得仿猛禽飞行器拥有和猛禽更加相近的翅膀结构，实现更多飞行技巧和保持较高的飞行效率。

本发明提供如下技术方案：一种仿猛禽变体翅膀，其特征在于：包括仿生骨骼系统、仿生羽毛系统、连接仿生骨骼系统与仿生羽毛系统的连接机构以及线性映射机构；

所述仿生骨骼系统包括依次连接的仿生臂部骨骼、仿生肘部骨骼和仿生掌部骨骼，所述仿生肘部骨骼、仿生掌部骨骼均通过连接机构与仿生羽毛系统相连接，所述仿生羽毛系统包括一组间隔排列的仿生羽毛，所述连接机构包括羽管和羽管盖。

所述的一种仿猛禽变体翅膀，其特征在于所述仿生臂部骨骼与仿生肘部骨骼之间、仿生肘部骨骼与仿生掌部骨骼之间均通过旋转关节相连接，所述旋转关节包括底座及连杆，旋转关节内部设有电机。

所述的一种仿猛禽变体翅膀，其特征在于所述仿生臂部骨骼包括臂部长方形底座和臂部长方形盖，臂部长方形底座的尾部设有第一连杆螺纹孔，尾部通过第一连杆螺纹孔与同侧旋转关节的连杆相连接，臂部长方形底座的头部设有若干个第一底座螺纹孔，头部通过第一底座螺纹孔与同侧旋转关节的底座相连接。

所述的一种仿猛禽变体翅膀，其特征在于所述仿生肘部骨骼包括肘部长方形底座和肘部长方形盖，肘部长方形底座一侧设有槽道，槽道上等间隔均匀排布有一组肘部圆柱形管，肘部圆柱形管与羽管相连接，所述肘部长方形底座的尾部设有第二连杆螺纹孔，尾部通过第二底座螺纹孔与同侧旋转关节的连杆相连接，肘部长方形底座的头部设有若干个第二底座螺纹孔，头部通过第二底座螺纹孔与同侧旋转关节的底座相连接。

所述的一种仿猛禽变体翅膀，其特征在于所述仿生掌部骨骼包括掌部长方形底座和掌部长方形盖，掌部长方形底座一侧设有槽道，槽道上等间隔均匀排布有一组掌部圆柱形管，掌部圆柱形管与羽管相连接，所述掌部长方形底座的尾部设有第三连杆螺纹孔，尾部通过第三连杆螺纹孔与同侧旋转关节的连杆相连接，掌部长方形底座的头部设有若干个第三底座螺纹孔，头部通过第三底座螺纹孔与同侧旋转关节的底座相连接，所述掌部长方形底座槽道的头部设有两个固定圆柱管，起到固定羽管的作用。

所述的一种仿猛禽变体翅膀，其特征在于所述羽管的头部有连接孔，所述连接孔与仿生骨骼上的圆柱形管相连接，羽管的尾部设置有羽管圆柱形管，用于连接仿生羽毛，羽管盖盖设在羽管5上，使得仿生羽毛完全固定。

所述的一种仿猛禽变体翅膀，其特征在于所述仿生羽毛的结构与真实羽毛相似，其前端带有倒钩，使得相互层叠的仿生羽毛之间相互粘合，仿生羽毛的根部设有若干个安装孔，用于与羽管相连接，且根部还设有凹槽，用于缠绕线性映射机构。

所述的一种仿猛禽变体翅膀，其特征在于所述线性映射机构为带有弹性的橡胶带，所述橡胶带连接在相邻两根仿生羽毛的根部，使得仿生羽毛与仿生肘部骨骼之间、仿生肘部骨骼与仿生掌部骨骼之间的角度成线性关系。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明仿猛禽变体翅膀可用于仿猛禽飞行器中，通过设置的仿生臂部骨骼、仿生肘部骨骼和仿生掌部骨骼，可以使得仿猛禽飞行器拥有与猛禽相近的翅膀，可以实现大幅度的伸展、收缩和扑动，为提高仿生飞行器的飞行能力奠定物质基础；同时猛禽翅膀带有羽毛，羽毛可以随着翅膀的伸缩而变化，使得翅膀始终保持流线型，使得仿猛禽翅膀具有较高的飞行效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的仿生臂部骨骼结构爆炸示意图；

图3为本发明的仿生肘部骨骼爆炸结构示意图；

图4为本发明的仿生掌部骨骼爆炸结构示意图；

图5为本发明的连接机构结构爆炸示意图；

图6为本发明的仿生羽毛结构示意图。

图中：1、仿生臂部骨骼；2、仿生肘部骨骼；3、仿生掌部骨骼；4、旋转关节；5、羽管；6、橡胶带；7、仿生羽毛；8、臂部长方形盖；9、第一底座螺纹孔；10、第一连杆螺纹孔；11、臂部长方形底座；12、肘部长方形盖；13、第二连杆螺纹孔；14、第二底座螺纹孔；15、肘部圆柱形管；16、肘部长方形底座；17、掌部长方形盖；18、第三连杆螺纹孔；19、掌部圆柱形管；191、固定圆柱管；20、掌部长方形底座；21、第三底座螺纹孔；22、连接孔；23、羽管圆柱形管；24、羽管盖；25、安装孔；26、凹槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图及实施例，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

如图1所示，一种仿猛禽变体翅膀，包括仿生骨骼系统、仿生羽毛系统、连接仿生骨骼系统与仿生羽毛系统的连接机构以及线性映射机构。

其中，连接机构由羽管5和羽管盖24组成；仿生羽毛系统由多个仿生羽毛7组成，仿生羽毛7的结构与真实羽毛相似，其前端带有倒钩，使得相互层叠的仿生羽毛7之间相互粘合，仿生羽毛7的根部设有若干个安装孔25，用于与连接机构连接，且根部还设有凹槽26，用于缠绕线性映射机构。

如图1-6所示，仿生骨骼由依次连接的仿生臂部骨骼1、仿生肘部骨骼2和仿生掌部骨骼3组成，仿生臂部骨骼1与仿生肘部骨骼2之间、仿生肘部骨骼2与仿生掌部骨骼3之间均通过旋转关节4相连接。

该旋转关节4包括底座及连杆，旋转关节4内部设有电机，可以使得仿生骨骼可以绕三个正交方向进行转动，具有三个自由度，旋转关节4的结构及功能见专利号为ZL2018108864096,专利名称为：“可变形机翼的三铰仿生变体机构及其设计方法”中的描述。

如图2所示，仿生臂部骨骼1由臂部长方形底座11和臂部长方形盖8组成，臂部长方形盖8盖设在臂部长方形底座11上，臂部长方形底座11的尾部设有第一连杆螺纹孔10，尾部通过第一连杆螺纹孔10与同侧旋转关节4的连杆螺纹连接，臂部长方形底座11的头部设有八个第一底座螺纹孔9，头部通过第一底座螺纹孔9与同侧旋转关节4的底座螺纹连接。

如图3所示，仿生肘部骨骼2由肘部长方形底座16和肘部长方形盖12，组成，肘部长方形盖12盖设在肘部长方形底座16上，肘部长方形底座16一侧设有槽道，可用于连接羽管5，并使得羽管5可以绕连接处转动，槽道上等间隔均匀排布有一组肘部圆柱形管15，肘部圆柱形管15与羽管5相连接，所述肘部长方形底座16的尾部设有第二连杆螺纹孔13，尾部通过第二底座螺纹孔14与同侧旋转关节4的连杆相连接，肘部长方形底座16的头部设有若干个第二底座螺纹孔14，头部通过第二底座螺纹孔14与同侧旋转关节4的底座相连接。

如图4所示，仿生掌部骨骼3由掌部长方形底座20和掌部长方形盖17组成，掌部长方形盖17盖设在掌部长方形底座20上，仿生掌部骨骼3与仿生肘部骨骼2基本相同，只是在掌部长方形底座20槽道的头部添加设置了两个固定圆柱管191，起到固定羽管5的作用。

所述仿生肘部骨骼2和仿生掌部骨骼3均通过连接机构与仿生羽毛系统相连接，仿生肘部骨骼2上的肘部圆柱形管15和仿生掌部骨骼3上的掌部圆柱形管19分别与连接机构中羽管5上的连接孔22相配合连接，羽管5上的羽管圆柱形管23插入对应仿生羽毛7上的安装孔25内，使得仿生羽毛7分别与仿生肘部骨骼2和仿生掌部骨骼3相连接，连接机构中的羽管盖24盖设在羽管5上，固定仿生羽毛7。

线性映射机构由一组带有弹性的橡胶带6组成，橡胶带6连接在相邻两根仿生羽毛7的根部，使得仿生羽毛7与仿生肘部骨骼2之间、仿生肘部骨骼2与仿生掌部骨骼3之间的角度成线性关系。

本发明中的仿生臂部骨骼1、仿生肘部骨骼2、仿生掌部骨骼3通过旋转关节4相互连接，三段骨骼通过旋转关节4可以大幅度转动；羽管5通过连接孔22与仿生骨骼上圆柱形管连接，羽管5可以绕圆柱形管转动；仿生羽毛7通过安装孔25与羽管5上的羽管圆柱形管23连接，并通过羽管盖24固定住仿生羽毛7；橡胶带6缠绕在相邻两根仿生羽毛7的凹槽26内，使得仿生羽毛7之间相互牵动。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种仿猛禽变体翅膀，其特征在于：包括仿生骨骼系统、仿生羽毛系统、连接仿生骨骼系统与仿生羽毛系统的连接机构以及线性映射机构；

所述仿生骨骼系统包括依次连接的仿生臂部骨骼（1）、仿生肘部骨骼（2）和仿生掌部骨骼（3），所述仿生肘部骨骼（2）、仿生掌部骨骼（3）均通过连接机构与仿生羽毛系统相连接，所述仿生羽毛系统包括一组间隔排列的仿生羽毛（7），所述连接机构包括羽管（5）和羽管盖（24）。

2.根据权利要求1所述的一种仿猛禽变体翅膀，其特征在于所述仿生臂部骨骼（1）与仿生肘部骨骼（2）之间、仿生肘部骨骼（2）与仿生掌部骨骼（3）之间均通过旋转关节（4）相连接，所述旋转关节（4）包括底座及连杆，旋转关节（4）内部设有电机。

3.根据权利要求1所述的一种仿猛禽变体翅膀，其特征在于所述仿生臂部骨骼（1）包括臂部长方形底座（11）和臂部长方形盖（8），臂部长方形底座（11）的尾部设有第一连杆螺纹孔（10），尾部通过第一连杆螺纹孔（10）与同侧旋转关节（4）的连杆相连接，臂部长方形底座（11）的头部设有若干个第一底座螺纹孔（9），头部通过第一底座螺纹孔（9）与同侧旋转关节（4）的底座相连接。

4.根据权利要求1所述的一种仿猛禽变体翅膀，其特征在于所述仿生肘部骨骼（2）包括肘部长方形底座（16）和肘部长方形盖（12），肘部长方形底座（16）一侧设有槽道，槽道上等间隔均匀排布有一组肘部圆柱形管（15），肘部圆柱形管（15）与羽管（5）相连接，所述肘部长方形底座（16）的尾部设有第二连杆螺纹孔（13），尾部通过第二底座螺纹孔（14）与同侧旋转关节（4）的连杆相连接，肘部长方形底座（16）的头部设有若干个第二底座螺纹孔（14），头部通过第二底座螺纹孔（14）与同侧旋转关节（4）的底座相连接。

5.根据权利要求1所述的一种仿猛禽变体翅膀，其特征在于所述仿生掌部骨骼（3）包括掌部长方形底座（20）和掌部长方形盖（17），掌部长方形底座（20）一侧设有槽道，槽道上等间隔均匀排布有一组掌部圆柱形管（19），掌部圆柱形管（19）与羽管（5）相连接，所述掌部长方形底座（20）的尾部设有第三连杆螺纹孔（18），尾部通过第三连杆螺纹孔（18）与同侧旋转关节（4）的连杆相连接，掌部长方形底座（20）的头部设有若干个第三底座螺纹孔（21），头部通过第三底座螺纹孔（21）与同侧旋转关节（4）的底座相连接，所述掌部长方形底座（20）槽道的头部设有两个固定圆柱管（191），起到固定羽管（5）的作用。

6.根据权利要求5所述的一种仿猛禽变体翅膀，其特征在于所述羽管（5）的头部有连接孔（22），所述连接孔（22）与仿生骨骼上的圆柱形管相连接，羽管（5）的尾部设置有羽管圆柱形管（23），用于连接仿生羽毛（7），羽管盖（24）盖设在羽管5上，使得仿生羽毛（7）完全固定。

7.根据权利要求1或6所述的一种仿猛禽变体翅膀，其特征在于所述仿生羽毛（7）的结构与真实羽毛相似，其前端带有倒钩，使得相互层叠的仿生羽毛（7）之间相互粘合，仿生羽毛（7）的根部设有若干个安装孔（25），用于与羽管（5）相连接，且根部还设有凹槽（26），用于缠绕线性映射机构。

8.根据权利要求7所述的一种仿猛禽变体翅膀，其特征在于所述线性映射机构为带有弹性的橡胶带（6），所述橡胶带（6）连接在相邻两根仿生羽毛（7）的根部，使得仿生羽毛（7）与仿生肘部骨骼（2）之间、仿生肘部骨骼（2）与仿生掌部骨骼（3）之间的角度成线性关系。

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