CN113335521A - 一种具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器及其飞行操纵控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器，包括机身、翅脉一、翅脉二、齿轮传动总成、电机总成、舵机总成一与舵机总成二。齿轮传动总成包括主翅翼驱动齿轮与副翅翼驱动齿轮。主翅翼驱动齿轮上设有摆动导杆。电机总成包括电机、摇臂和滑块。摆动导杆与滑块相连。舵机总成一和舵机总成二均包括舵机和与舵机输出轴相连的舵机臂。机身的左右两侧分别设有一根柔性杆，柔性杆的一端与机身固定相连，另一端穿过对应侧的舵机臂且与舵机臂间隙配合。该飞行器采用微型电机与舵机作为驱动器件，在飞行过程中能够实现姿态的俯仰、横滚控制并调节飞行速度，具有更加高效、灵活的飞行性能，且整机结构简单紧凑，易于微型化、控制管理以及装配检修。

Description

一种具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器及其飞行 操纵控制方法

技术领域

本发明涉及微型仿生飞行器技术领域，具体涉及一种具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器及其飞行操纵控制方法。

背景技术

近年来，随着微驱动器、微控制器、通信技术以及微电子机械技术(MEMS)尤其是MEMS惯导等技术的进步，微型仿生飞行器逐步成为微型飞行器领域的研究热点。微型仿生飞行器主要包括以飞行昆虫为仿生蓝本的仿昆式飞行器、以飞鸟为仿生蓝本的仿鸟式飞行器。

在种类繁多的微型仿生飞行器中，以蝙蝠为仿生对象的扑翼飞行器能够兼具昆虫灵活的机动性与鸟类高能效的平飞与滑翔性能，获得了国内外学者的广泛关注。美国加州理工学院的研究团队利用弹性薄膜和曲柄摇杆机构结合折翼机构研制出了一种翼展高达45.7厘米的仿生蝙蝠飞行器-Bat Bot；德国费斯托公司基于双曲柄摇杆机构和折翼机构也研制出了类似的仿生狐蝠-BionicFlyingFox。此类的仿生蝙蝠飞行器为实现扑翼的扑动运动，一般采用多组曲柄摇杆机构或者其他相似的多连杆机构。这些机构结构复杂，实现起来需要多组运动副相互配合，难以微型化，且折叠翼操纵控制难度高。此外，基于这类结构的仿生蝙蝠飞行器借助折叠翼和尾翼来产生飞行过程中飞行驱动与操纵控制所需的升力和姿态调节力矩，需要额外的额驱动器件，且控制复杂度高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器及其飞行操纵控制方法，该飞行器能够解决现有技术中的不足，采用微型电机与舵机作为驱动器件，在飞行过程中能够实现姿态的俯仰、横滚控制并调节飞行速度，具有更加高效、灵活的飞行性能，且整机结构简单紧凑，易于微型化、控制管理以及装配检修。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器，包括机身、对称设置在机身左右两侧的翅脉一与翅脉二、连接在翅脉一与翅脉二之间且位于机身上端背面的齿轮传动总成、安装在机身中段背面的电机总成和安装在机身下端背面的舵机总成一与舵机总成二。

进一步的，所述翅脉一、机身及翅脉二的正面设有翅膜；所述翅膜采用柔性轻质材料一体切割成型，并通过双面胶或固化胶黏着与翅脉一、翅脉二及柔性杆上。

进一步的，所述机身包括固定板、安装在固定板上端的固定座和安装在固定板中段的一对U型卡扣；所述固定座的中间开设有电机安装孔，固定座的两端分别开设有轴孔一和轴孔二；所述固定座的顶部设有用于将轴孔一引出的延伸部。

进一步的，所述舵机总成一和舵机总成二的结构相同，均包括舵机和与舵机输出轴相连的舵机臂；所述机身的左右两侧分别设有一根柔性杆，柔性杆的一端与机身固定相连，另一端穿过对应侧的舵机臂且与舵机臂间隙配合。所述舵机总成一和舵机总成二的舵机分别卡合连接在两个U型卡扣中；所述舵机臂的一端设有轴孔三，另一端设有轴孔四，轴孔三与轴孔四的中心线相互垂直；所述舵机输出轴插入至轴孔三中且与轴孔三过盈配合；两根柔性杆的上端分别插入至轴孔一、轴孔二中，且与轴孔一、轴孔二过盈配合，下端分别插入至舵机总成一与舵机总成二的舵机臂的轴孔四中且与轴孔四间隙配合。

进一步的，所述电机总成包括电机、安装在电机输出轴上的摇臂以及与摇臂活动相连的滑块。所述电机安装在电机安装孔中且与电机安装孔过盈配合；所述摇臂的一端开设有轴孔五，另一端开设有轴孔六，电机输出轴插入至轴孔五中且与轴孔五过盈配合；所述滑块上设有轴孔七和轴孔八，轴孔七与轴孔八的中心线相互垂直；所述滑块通过销钉与摇臂相连，销钉的一端插入至轴孔六中且与轴孔六间隙配合，另一端插入至轴孔七中且与轴孔七过盈配合。

进一步的，所述齿轮传动总成包括主翅翼驱动齿轮与副翅翼驱动齿轮；所述主翅翼驱动齿轮上设有摆动导杆。所述摆动导杆与滑块相连。所述主翅翼驱动齿轮的一侧设有若干轮齿一，相邻轮齿一之间形成齿槽一；所述副翅翼驱动齿轮的一侧设有若干轮齿二，相邻轮齿二之间形成齿槽二；轮齿一及齿槽一与轮齿二及齿槽二对应设置，使主翅翼驱动齿轮与副翅翼驱动齿轮啮合相连；所述主翅翼驱动齿轮的外端部开设有槽孔一，副翅翼驱动齿轮的外端部开设有槽孔二；所述翅脉一的内端部安装在槽孔一中且与槽孔一过盈配合，翅脉二的内端部安装在槽孔二中且与槽孔二过盈配合；所述主翅翼驱动齿轮上设有圆柱形固定部，圆柱形固定部的中间开设有轴孔九；所述副翅翼驱动齿轮上开设有轴孔十；所述主翅翼驱动齿轮通过转轴一与机身相连，副翅翼驱动齿轮通过转轴二与机身相连。所述转轴一及转轴二的同一端连接有顶盖；所述转轴一的一端穿过轴孔九后与顶盖相连，另一端插入至轴孔二中且与轴孔二过盈配合；所述转轴一与轴孔九间隙配合；所述转轴二的一端穿过轴孔十后与顶盖相连，另一端插入至延伸部及轴孔一中且与轴孔一过盈配合；所述转轴二与轴孔十间隙配合；所述摆动导杆插入至轴孔八中且与轴孔八间隙配合；所述顶盖上开设有轴孔十一和轴孔十二。所述转轴一和转轴二均为刚性光轴，采用刚性轻质材料制成。当摆动导杆由转轴二指向转轴一时，主翅翼驱动齿轮上的轮齿一插入副翅翼驱动齿轮上的齿槽二中。

本发明还涉及一种上述具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器的飞行操纵控制方法，该方法包括以下步骤：

(1)翅翼扑动：当电机输出轴顺时针旋转时，将驱动摇臂顺时针旋转，同时摆动导杆将在电机总成滑块上的轴孔八内滑动，并由此驱动翅脉一由翅翼下限位置往翅翼上限位置向上扑动；摇臂继续沿顺时针旋转，则翅脉一由翅翼上限位置往翅翼下限位置向下扑动；当电机输出轴驱动摇臂匀速顺时针旋转时，翅翼下扑速度大于上扑速度，由此能够产生附加升力；当翅翼上下扑动时，主翅翼驱动齿轮与副翅翼驱动齿轮轮齿相互啮合，通过齿轮传动将动力同步传递给翅脉二使翅脉二同步上扑、下扑。

(2)横滚运动：舵机总成二上的舵机臂顺时针转动，驱动与其对应的柔性杆向下弯曲，舵机总成一上的舵机臂顺时针转动，驱动与其对应的柔性杆向上弯曲，进而产生绕横滚轴向右滚转的力矩，使机身绕横滚轴向右倾转；当舵机总成二上的舵机臂逆时针转动，驱动与其对应的柔性杆向上弯曲，舵机总成一上的舵机臂逆时针转动，驱动与其对应的柔性杆向下弯曲，进而产生绕横滚轴向左滚转的力矩，使机身绕横滚轴向左倾转。

(3)俯仰运动：当舵机总成二上的舵机臂顺时针转动，驱动与其对应的柔性杆向下弯曲，舵机总成一上的舵机臂逆时针转动，驱动与其对应的柔性杆向下弯曲，进而产生绕俯仰轴向前倾转的力矩，使机身绕俯仰轴向前倾转；当舵机总成二上的舵机臂逆时针转动，驱动与其对应的柔性杆向上弯曲，舵机总成一上的舵机臂顺时针转动，驱动与其对应的柔性杆向上弯曲，进而产生绕俯仰轴向后倾转的力矩，使机身绕俯仰轴向后倾转。

(4)飞行速度控制：当电机总成中的电机转速增大时，扑翼产生的升力和推进力将同步变大；反之，电机转速减小时，扑翼产生的升力和推进力将同步减小，从而实现对飞行速度的调节。

和现有技术相比，本发明的优点为：

(1)本发明提出了一种基于摆动导杆和齿轮传动的双扑翼驱动机构，通过电机驱动摇臂旋转，并带动摇臂末端的滑块在摆动导杆上滑动能够产生扑动形式的往复运动；通过将翅膜附着在柔性梁上，并借助两组舵机和舵机臂结构相互配合改变柔性梁形变方向进而改变尾翼形态能够产生俯仰、横滚方向的姿态调节力矩；借助两组舵机和舵机臂结构相互配合产生的姿态调节力矩，提出了一套飞行运动操纵飞行操纵控制方法，在飞行过程中能够实现姿态的俯仰、横滚控制并调节飞行速度，具有更加高效、灵活的飞行性能，本发明所述的飞行器整机结构简单紧凑，易于微型化、控制管理以及装配检修。

(2)本发明将曲柄摆动导杆机构与齿轮分动机构相融合，采用一体设计，以及曲柄摆动导杆机构、齿轮分动机构以及基于柔性杆和舵机总成的操纵控制机构均有利于简化机械结构，提高了微型化与轻量化设计潜力。本发明所提出的曲柄摆动导杆机构与齿轮分动机构相融合的设计以及柔性操纵控制机构具有突出的新颖性，其不仅有利于实现飞行器微型化、轻量化这些微型飞行器最重要的发展目标，更有效解决了飞行器的多自由度飞行操纵控制问题，在实现微型化、轻量化的同时，还具有较高的飞行机动性能。因为小尺寸的零部件加工难度较大，成本高，且运行过程中存在磨损、振动、噪音等技术性缺陷，曲柄摆动导杆机构与齿轮分动机构在扑翼式飞行器领域未曾有过应用。本发明中曲柄摆动导杆机构与齿轮分动机构中的各部件采用PE、POM等自润滑材质通过精密铸造等工艺一体加工成型，克服了这些技术难题。

(3)本发明所述操控方法只需1个电机，两个舵机即可实现飞行速度、俯仰、横滚三个自由度的控制，实现比较高的机动性能。通常来讲，采用类似本发明所述的控制方法需要对翅翼的形状进行调制，此类设计需要附加的铰链机构，造成飞行器部件数量增多与重量加大。而本发明提出了一种柔性梁部件，将翅膜附着在柔性梁上，通过使柔性梁弯曲实现对翅翼形状的调制，极大地简化了机械系统结构。

附图说明

图1是本发明中仿生蝙蝠飞行器的结构示意图；

图2是翅膜的结构示意图；

图3是转轴及柔性杆的结构示意图；

图4是翅脉的结构示意图；

图5是顶盖的结构示意图；

图6是机身的结构示意图；

图7是主、副翅翼驱动齿轮的结构示意图；

图8是电机总成的结构示意图；

图9是舵机总成一和舵机总成二的结构示意图；

图10是扑动机构的结构示意图；

图11是飞行器操纵飞行操纵控制方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示的一种具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器，包括机身1-9、对称设置在机身1-9左右两侧的翅脉一1-1b与翅脉二1-1a、连接在翅脉一1-1b与翅脉二1-1a之间且位于机身1-9上端背面的齿轮传动总成、安装在机身1-9中段背面的电机总成和安装在机身1-9下端背面的舵机总成一1-8b与舵机总成二1-8a。图1中看到的的是飞行器的背面。所述机身1-9的左右两侧分别设有柔性杆1-7b和柔性杆1-7a。柔性杆的结构如图3-b所示。

如图2所示，所述翅脉一1-1b、机身1-9及翅脉二1-1a的正面设有翅膜1-2。所述柔性杆采用柔性轻质材料制成，用于安装翅膜。所述翅膜1-2采用柔性轻质材料一体切割成型，并通过双面胶或固化胶黏着与翅脉一1-1b、翅脉二1-1a和机身1-9左右两侧的柔性杆1-7a与1-7b上。翅脉的端部4-1用于将翅脉安装固定在齿轮传动总成上。

如图6所示，所述机身1-9包括固定板、安装在固定板上端的固定座和安装在固定板中段的一对U型卡扣6-4a和6-4b；所述固定座的中间开设有电机安装孔6-3，固定座的两端分别开设有轴孔一6-1和轴孔二6-5；所述固定座的顶部设有用于将轴孔一6-1引出的延伸部。

如图4所示，所述翅脉一1-1b和翅脉二1-1a的结构相同，均包括连接部和与连接部相连的四个分支。翅脉一1-1b和翅脉二1-1a的连接部的端部4-1分别插入副翅翼驱动齿轮1-3与主翅翼驱动齿轮1-5上的槽孔7-4与槽孔7-9中，并通过过盈配合将其固定。

如图1和图7所示，所述齿轮传动总成包括主翅翼驱动齿轮1-5与副翅翼驱动齿轮1-3。所述主翅翼驱动齿轮1-5上设有摆动导杆7-5。所述主翅翼驱动齿轮1-5的一侧设有5个对称分布的轮齿7-6，带轮齿的边缘与对称轴交汇位置为齿顶一7-7。所述副翅翼驱动齿轮1-3的一侧设有6个对称分布轮齿二7-1，带轮齿的边缘与对称轴交汇位置为齿槽7-2。轮齿一7-6及齿顶一7-7与轮齿二7-1及齿槽二7-2对应设置，使主翅翼驱动齿轮1-5与副翅翼驱动齿轮1-3啮合相连；所述主翅翼驱动齿轮1-5的外端部开设有槽孔一7-9，副翅翼驱动齿轮1-3的外端部开设有槽孔二7-4；所述翅脉一1-1b的内端部安装在槽孔一7-9中且与槽孔一7-9过盈配合，翅脉二1-1a的内端部安装在槽孔二7-4中且与槽孔二7-4过盈配合；所述主翅翼驱动齿轮1-5上设有圆柱形固定部，圆柱形固定部的中间开设有轴孔九7-8；所述副翅翼驱动齿轮1-3上开设有轴孔十7-3；所述主翅翼驱动齿轮1-5通过转轴一与机身1-9相连，副翅翼驱动齿轮1-3通过转轴二与机身1-9相连；所述转轴一及转轴二的同一端连接有顶盖1-4；如图5所示，所述顶盖1-4上开设有轴孔十一5-2和轴孔十二5-1。顶盖1-4用于固定转轴一和转轴二。所述转轴一10-8a的一端穿过轴孔九7-8后与顶盖上的轴孔十一相连，另一端插入至轴孔二6-5中且与轴孔二6-5过盈配合；转轴一10-8a与轴孔九7-8间隙配合，与轴孔十一5-2过盈配合。所述转轴二10-8b的一端穿过轴孔十7-3后与顶盖上的轴孔十二5-1相连，另一端插入至延伸部及轴孔一6-1中且与轴孔一6-1过盈配合；转轴二10-8b与轴孔十7-3间隙配合，与轴孔十二5-1过盈配合。所述摆动导杆7-5插入至轴孔八8-1中且与轴孔八8-1间隙配合。所述转轴一10-8a和转轴二10-8b均为刚性光轴，采用刚性轻质材料制成。转轴一10-8a和转轴二10-8b的结构如图3-a所示。

如图8所示，所述电机总成包括电机8-6、安装在电机输出轴8-3上的摇臂以及与摇臂活动相连的滑块。所述电机安装在电机安装孔6-3中且与电机安装孔6-3过盈配合；所述摇臂的一端开设有轴孔五8-4，另一端开设有轴孔六8-5，电机输出轴8-3插入至轴孔五8-4中且与轴孔五8-4过盈配合；所述滑块上设有轴孔七8-2和轴孔八8-1，轴孔七8-2与轴孔八8-1的中心线相互垂直；所述滑块通过销钉8-7与摇臂相连，销钉8-7的一端插入至轴孔六8-5中且与轴孔六8-5间隙配合，另一端插入至轴孔七8-2中且与轴孔七8-2过盈配合。滑块可绕轴孔六8-5自由旋转。

如图9所示，所述舵机总成一1-8b与舵机总成二1-8a的结构相同，均包括舵机9-4和与舵机输出轴9-3相连的舵机臂。所述舵机总成一1-8b与舵机总成二1-8a的舵机9-4分别卡合连接在两个U型卡扣6-4a和6-4b中；所述舵机臂的一端设有轴孔三9-2，另一端设有轴孔四9-1，轴孔三9-2与轴孔四9-1的中心线相互垂直；所述舵机输出轴9-3插入至轴孔三9-2中且与轴孔三9-2过盈配合实现刚性连接；两根柔性杆1-7a、1-7b的上端分别插入至轴孔一6-1、轴孔二6-5中，且与轴孔一6-1、轴孔二6-5过盈配合，下端分别插入至舵机总成一1-8b与舵机总成二1-8a的舵机臂的轴孔四9-1中且与轴孔四9-1间隙配合。当舵机总成二1-8a与舵机总成一1-8b的舵机输出轴9-3旋转时，可分别驱动柔性杆1-7a与1-7b上下弯曲。

在上述飞行器结构中，顶盖1-4、电机总成1-6和齿轮传动总成构成该飞行器的扑动机构。图10-b为扑动机构的结构示意图，10-8a为转轴一，10-8b为转轴二，转轴一10-8a和转轴二10-8b为刚性光轴，由刚性轻质材料制成。转轴一10-8a与转轴二10-8b分别穿过副翅翼驱动齿轮1-3与主翅翼驱动齿轮1-5的轴孔十7-3与轴孔九7-8进行间隙配合，转轴一10-8a与转轴二10-8b的一端分别插入机身1-9上的轴孔一6-1与轴孔二6-5进行过盈配合，转轴一10-8a与转轴二10-8b的另一端分别插入顶盖1-4的轴孔十一5-2、轴孔十二5-1进行过盈配合。当摆动导杆7-5由转轴二10-8b指向转轴一10-8a时，主翅翼驱动齿轮1-5上的轮齿7-7插入副翅翼驱动齿轮1-3上的齿槽7-2中。

本发明所提出的曲柄摆动导杆机械运动转化机构、柔性操纵控制机构在本领域内尚未有过应用。曲柄摆动导杆机构将电机旋转运动转化为扑动形式的往复运动；齿轮分动机构将主翅翼驱动齿轮的单个扑动运动转化为两个翅翼同步扑动运动；柔性杆与舵机总成简化了操纵机构，减少零部件数量，提高了微型化与轻量化设计潜力，同时，结合操纵控制方法能够实现比较高的飞行机动性。

本发明针对上述构造的具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器提出了与之相对应的操纵控制方案。如图11所示，本发明所涉及的具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器通过两组尾部舵机总成调节尾翼形态能够实现翅翼扑动、俯仰、横滚、飞行速度控制，其具体方法如下：

(1)翅翼扑动：如图10-a所示，10-7对应翅脉1-1b，10-1对应电机总成1-6滑块上的轴孔八8-1，10-2为主翅翼驱动齿轮1-5上的摆动导杆7-5。当电机轴8-3顺时针旋转时，将驱动摇臂10-3绕轨迹10-4由实线位置向虚线位置顺时针旋转，同时10-2所对应的主翅翼驱动齿轮1-5上的摆动导杆7-5将在10-1所对应的电机总成1-6滑块上的轴孔八8-1内滑动，并由此驱动翅脉1-1b由翅翼下限位置往翅翼上限位置向上扑动；摇臂10-3绕轨迹10-4由虚线位置向实线位置继续顺时针旋转，则翅脉1-1b由翅翼上限位置往翅翼下限位置向下扑动。当电机轴8-3驱动摇臂10-3匀速顺时针旋转时翅翼10-7下扑速度大于上扑速度，由此能够产生附加升力。当翅翼10-7上下扑动时，主翅翼驱动齿轮1-5与副翅翼驱动齿轮1-3轮齿相互啮合，通过齿轮传动将动力同步传递给翅脉1-1a使翅脉1-1a同步上扑、下扑。

(2)横滚：如图11-a所示，当舵机总成二1-8a上的舵机臂顺时针转动，驱动柔性杆1-7a向下弯曲，舵机总成一1-8b上的摇臂顺时针转动，驱动柔性杆1-7b向上弯曲，进而产生绕横滚轴向右滚转的力矩，使机身绕横滚轴向右倾转。如图11-b所示，当舵机总成二1-8a上的舵机臂逆时针转动，驱动柔性杆1-7a向上弯曲，舵机总成一1-8b上的摇臂逆时针转动，驱动柔性杆1-7b向下弯曲，进而产生绕横滚轴向左滚转的力矩，使机身绕横滚轴向左倾转。

(3)俯仰：如图11-d所示，当舵机总成二1-8a上的舵机臂顺时针转动，驱动柔性杆1-7a向下弯曲，舵机总成一1-8b上的摇臂逆时针转动，驱动柔性杆1-7b向下弯曲，进而产生绕俯仰轴向前倾转的力矩，使机身绕俯仰轴向前倾转；如图11-c所示，当舵机总成二1-8a上的舵机臂逆时针转动，驱动柔性杆1-7a向上弯曲，舵机总成一1-8b上的舵机臂顺时针转动，驱动柔性杆1-7b向上弯曲，进而产生绕俯仰轴向后倾转的力矩，使机身绕俯仰轴向后倾转。

(4)飞行速度控制：当电机总成1-6中的电机8-6转速增大时扑翼产生的升力和推进力将同步变大；反之，电机8-6转速减小时扑翼产生的升力和推进力将同步减小，从而实现对飞行速度的调节。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器，其特征在于：包括机身、对称设置在机身左右两侧的翅脉一与翅脉二、连接在翅脉一与翅脉二之间且位于机身上端背面的齿轮传动总成、安装在机身中段背面的电机总成和安装在机身下端背面的舵机总成一与舵机总成二；

所述齿轮传动总成包括主翅翼驱动齿轮与副翅翼驱动齿轮；所述主翅翼驱动齿轮上设有摆动导杆；所述电机总成包括电机、安装在电机输出轴上的摇臂以及与摇臂活动相连的滑块；所述摆动导杆与滑块相连；所述舵机总成一和舵机总成二的结构相同，均包括舵机和与舵机输出轴相连的舵机臂；所述机身的左右两侧分别设有一根柔性杆，柔性杆的一端与机身固定相连，另一端穿过对应侧的舵机臂且与舵机臂间隙配合。

2.根据权利要求1所述的一种具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器，其特征在于：所述翅脉一、机身及翅脉二的正面设有翅膜；所述翅膜采用柔性轻质材料一体切割成型，并通过双面胶或固化胶黏着于翅脉一、翅脉二及柔性杆上。

3.根据权利要求1所述的一种具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器，其特征在于：所述机身包括固定板、安装在固定板上端的固定座和安装在固定板中段的一对U型卡扣；所述固定座的中间开设有电机安装孔，固定座的两端分别开设有轴孔一和轴孔二；所述固定座的顶部设有用于将轴孔一引出的延伸部。

4.根据权利要求3所述的一种具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器，其特征在于：所述舵机总成一和舵机总成二的舵机分别卡合连接在两个U型卡扣中；所述舵机臂的一端设有轴孔三，另一端设有轴孔四，轴孔三与轴孔四的中心线相互垂直；所述舵机输出轴插入至轴孔三中且与轴孔三过盈配合；两根柔性杆的上端分别插入至轴孔一、轴孔二中，且与轴孔一、轴孔二过盈配合，下端分别插入至舵机总成一与舵机总成二的舵机臂的轴孔四中且与轴孔四间隙配合。

5.根据权利要求3所述的一种具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器，其特征在于：所述电机安装在电机安装孔中且与电机安装孔过盈配合；所述摇臂的一端开设有轴孔五，另一端开设有轴孔六，电机输出轴插入至轴孔五中且与轴孔五过盈配合；所述滑块上设有轴孔七和轴孔八，轴孔七与轴孔八的中心线相互垂直；所述滑块通过销钉与摇臂相连，销钉的一端插入至轴孔六中且与轴孔六间隙配合，另一端插入至轴孔七中且与轴孔七过盈配合。

6.根据权利要求4所述的一种具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器，其特征在于：所述主翅翼驱动齿轮的一侧设有若干轮齿一，相邻轮齿一之间形成齿槽一；所述副翅翼驱动齿轮的一侧设有若干轮齿二，相邻轮齿二之间形成齿槽二；轮齿一及齿槽一与轮齿二及齿槽二对应设置，使主翅翼驱动齿轮与副翅翼驱动齿轮啮合相连；所述主翅翼驱动齿轮的外端部开设有槽孔一，副翅翼驱动齿轮的外端部开设有槽孔二；所述翅脉一的内端部安装在槽孔一中且与槽孔一过盈配合，翅脉二的内端部安装在槽孔二中且与槽孔二过盈配合；所述主翅翼驱动齿轮上设有圆柱形固定部，圆柱形固定部的中间开设有轴孔九；所述副翅翼驱动齿轮上开设有轴孔十；所述主翅翼驱动齿轮通过转轴一与机身相连，副翅翼驱动齿轮通过转轴二与机身相连；所述转轴一及转轴二的同一端连接有顶盖；所述转轴一的一端穿过轴孔九后与顶盖相连，另一端插入至轴孔二中且与轴孔二过盈配合；所述转轴一与轴孔九间隙配合；所述转轴二的一端穿过轴孔十后与顶盖相连，另一端插入至延伸部及轴孔一中且与轴孔一过盈配合；所述转轴二与轴孔十间隙配合；所述摆动导杆插入至轴孔八中且与轴孔八间隙配合；所述顶盖上开设有轴孔十一和轴孔十二；当摆动导杆由转轴二指向转轴一时，主翅翼驱动齿轮上的轮齿一插入副翅翼驱动齿轮上的齿槽二中。

7.根据权利要求6所述的一种具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器，其特征在于：所述转轴一和转轴二均为刚性光轴，采用刚性轻质材料制成。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的具有柔性结构的高机动扑翼式仿生蝙蝠飞行器的飞行操纵控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

(1)翅翼扑动：当电机输出轴顺时针旋转时，将驱动摇臂顺时针旋转，同时摆动导杆将在电机总成滑块上的轴孔八内滑动，并由此驱动翅脉一由翅翼下限位置往翅翼上限位置向上扑动；摇臂继续沿顺时针旋转，则翅脉一由翅翼上限位置往翅翼下限位置向下扑动；当电机输出轴驱动摇臂匀速顺时针旋转时，翅翼下扑速度大于上扑速度，由此能够产生附加升力；当翅翼上下扑动时，主翅翼驱动齿轮与副翅翼驱动齿轮轮齿相互啮合，通过齿轮传动将动力同步传递给翅脉二使翅脉二同步上扑、下扑；

(2)横滚运动：舵机总成二上的舵机臂顺时针转动，驱动与其对应的柔性杆向下弯曲，舵机总成一上的舵机臂顺时针转动，驱动与其对应的柔性杆向上弯曲，进而产生绕横滚轴向右滚转的力矩，使机身绕横滚轴向右倾转；当舵机总成二上的舵机臂逆时针转动，驱动与其对应的柔性杆向上弯曲，舵机总成一上的舵机臂逆时针转动，驱动与其对应的柔性杆向下弯曲，进而产生绕横滚轴向左滚转的力矩，使机身绕横滚轴向左倾转；

(3)俯仰运动：当舵机总成二上的舵机臂顺时针转动，驱动与其对应的柔性杆向下弯曲，舵机总成一上的舵机臂逆时针转动，驱动与其对应的柔性杆向下弯曲，进而产生绕俯仰轴向前倾转的力矩，使机身绕俯仰轴向前倾转；当舵机总成二上的舵机臂逆时针转动，驱动与其对应的柔性杆向上弯曲，舵机总成一上的舵机臂顺时针转动，驱动与其对应的柔性杆向上弯曲，进而产生绕俯仰轴向后倾转的力矩，使机身绕俯仰轴向后倾转；

(4)飞行速度控制：当电机总成中的电机转速增大时，扑翼产生的升力和推进力将同步变大；反之，电机转速减小时，扑翼产生的升力和推进力将同步减小，从而实现对飞行速度的调节。

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