CN114104284A - 扑翼飞行器驱动装置及扑翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种扑翼飞行器驱动装置及扑翼飞行器。该扑翼飞行器驱动装置包括驱动支架及扑翼结构，扑翼结构通过转轴设置在驱动支架上。驱动支架上设置有铁芯，铁芯上套设有线圈。扑翼结构位于铁芯上方，扑翼结构面向铁芯的一侧设置有永磁体，线圈通电时，线圈与铁芯产生磁场，该磁场吸引或排斥永磁铁，使得扑翼结构靠近或远离铁芯转动。本申请的扑翼飞行器驱动装置，交替为线圈通入电流和反向电流，可以实现扑翼结构上下扑动，从而可以为扑翼飞行器提供动力，通过调整通入电流的大小和变向频率，可以调整扑翼结构的扑动力度、幅度和频率，为扑翼飞行器提供不同的升力和速度，可以丰富扑翼飞行器的驱动方式，提高扑翼飞行器的载荷能力。

Description

扑翼飞行器驱动装置及扑翼飞行器

技术领域

本申请涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种扑翼飞行器驱动装置及扑翼飞行器。

背景技术

扑翼飞行器已经有上百年的历史，近年来科研人员在扑翼飞行器尤其是微型扑翼飞行器的研究和制造方面有了很大的发展。但是，由于微型扑翼飞行器的驱动方式单一，载荷能力低等技术难点，限制了微型扑翼驱动器的发展，使微型扑翼飞行器的商业化、民用化、军事化都举步维艰。

发明内容

本申请实施例提供一种扑翼飞行器驱动装置及扑翼飞行器，以解决扑翼飞行器的驱动方式单一的问题。

一方面，本申请实施例提出了一种扑翼飞行器驱动装置，包括驱动支架及扑翼结构，扑翼结构通过转轴设置在驱动支架上。驱动支架上设置有铁芯，铁芯上套设有线圈。扑翼结构位于铁芯上方，扑翼结构面向铁芯的一侧设置有永磁体，线圈通电时，线圈与铁芯产生磁场，该磁场吸引或排斥永磁体，使得扑翼结构靠近或远离铁芯转动。

根据本申请实施例的一个方面，驱动支架包括相互连接的第一支架和第二支架，第一支架与第二支架呈夹角设置，铁芯设置在第一支架上，扑翼结构通过转轴设置在第二支架上。

根据本申请实施例的一个方面，第一支架上设置有第一定位槽，铁芯设置在第一定位槽内。

根据本申请实施例的一个方面，扑翼结构上设置有第二定位槽，永磁体设置在第二定位槽内。

根据本申请实施例的一个方面，第一支架上设置有罩体，罩体罩设在第一支架上，且罩体与第一支架构成封闭腔体，铁芯位于封闭腔体内。

根据本申请实施例的一个方面，封闭腔体内部填充有氦气。

根据本申请实施例的一个方面，罩体面向扑翼结构的一侧设置有第一缓冲垫，第一缓冲垫用于限制扑翼结构的转动范围。

根据本申请实施例的一个方面，第二支架包括依次连接的第一支板.第二支板和第三支板，第一支板与第三支板平行设置，且第一支板和第三支板的一端与第一支架连接，第二支板连接在第一支板和第三支板的另一端。转轴设置在第一支板和第三支板之间，转轴的一端与第一支板连接，转轴的另一端与第三支板连接。

根据本申请实施例的一个方面，第三支板上包裹有第二缓冲垫，第二缓冲垫用于限制扑翼结构的转动范围。

另一方面，本申请实施例提出了一种扑翼飞行器，包括机身及如前述的扑翼飞行器驱动装置，扑翼飞行器驱动装置设置在机身上。

本申请实施例提供的扑翼飞行器驱动装置，线圈与铁芯可以构成电磁铁，当给线圈通入一电流时，线圈与铁芯产生一磁场，该磁场排斥永磁体，扑翼结构向远离铁芯的方向转动，当给线圈通入一反向电流时，线圈与铁芯产生一反向磁场，该磁场吸引永磁体，扑翼结构向靠近铁芯的方向转动，由此，交替通入电流和反向电流，可以实现扑翼结构上下扑动，从而可以为扑翼飞行器提供动力，通过调整通入电流的大小和变向频率，可以调整扑翼结构的扑动力度、幅度和频率，为扑翼飞行器提供不同的升力和速度，可以丰富扑翼飞行器的驱动方式，提高扑翼飞行器的载荷能力，解决了扑翼飞行器的驱动方式单一的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的扑翼飞行器驱动装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的扑翼飞行器驱动装置的线圈和铁芯的装配示意图；

图3为本申请另一实施例提供的扑翼飞行器驱动装置的结构示意图；

图4为本申请另一实施例提供的扑翼飞行器驱动装置的主视图；

图5为本申请另一实施例提供的扑翼飞行器驱动装置的爆炸结构示意图；

图6为本申请实施例提供的扑翼飞行器在某一视角下的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的扑翼飞行器在另一视角下的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的扑翼飞行器在另一视角下的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的扑翼飞行器在另一视角下的结构示意图。

附图标记：

1-第二支架，2-第二缓冲垫，3-永磁体，4-扑翼结构，5-第一缓冲垫，6-罩体，7-线圈，8-铁芯，9-第一支架，11-机身，12-第一支板，13-第二支板，14-第三支板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“第一”和“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；“多个”的含义是两个或两个以上；术语“内”、“外”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

请参阅图1，本申请实施例提供一种扑翼飞行器驱动装置，包括驱动支架及扑翼结构4，扑翼结构4可以通过转轴设置在驱动支架上，扑翼结构4可以在驱动支架上转动。驱动支架上设置有铁芯8，铁芯8上套设有线圈7。扑翼结构4位于铁芯8上方，扑翼结构4面向铁芯8的一侧设置有永磁体3。当线圈7未通电时，铁芯8与永磁体3存在吸引力，扑翼结构4与驱动支架的相对位置关系稳定。线圈7与铁芯8可以构成电磁铁，当给线圈7通入一电流时，线圈7与铁芯8产生一磁场，该磁场可以排斥永磁体3，使得扑翼结构4向远离铁芯8的方向转动，当给线圈7通入一反向电流时，线圈7与铁芯8产生一反向磁场，该磁场可以吸引永磁体3，使得扑翼结构4向靠近铁芯8的方向转动。由此，交替通入电流和反向电流，可以实现扑翼结构4上下扑动，从而可以为扑翼飞行器提供动力。通过调整通入电流的大小和变向频率，可以调整扑翼结构4的扑动力度、幅度和频率，为扑翼飞行器提供不同的升力和速度，可以丰富扑翼飞行器的驱动方式，提高扑翼飞行器的载荷能力。

在具体实施中，如图2所示，铁芯8可以采用E形铁芯，线圈7可以缠绕在E形铁芯的间隙中。

作为一个可能的实施例，驱动支架可以包括相互连接的第一支架9和第二支架1，第一支架9与第二支架1可以呈夹角设置，示例性地，第一支架9和第二支架1可以相互垂直设置。实际使用时，第一支架9可以水平设置在扑翼飞行器的机身11上，第二支架1可以设置在第一支架9的顶面。铁芯8可以设置在第一支架9上，具体地，铁芯8可以设置在第一支架9的顶面，扑翼结构4可以通过转轴设置在第二支架1上，从而可以实现扑翼结构4位于铁芯8上方。

在具体实施中，第一支架9上可以设置有第一定位槽，铁芯8可以固定在第一定位槽内，从而铁芯8在第一支架9上的位置可以更牢固。相似地，扑翼结构4上可以设置有第二定位槽，永磁体3可以固定在第二定位槽内，从而永磁体3在扑翼结构4上的位置可以更牢固。

结合图3、图4及图5，作为一个可能的实施例，第一支架9上可以设置有罩体6，罩体6罩设在第一支架9上，第一支架9将罩体6的开口封闭，从而罩体6与第一支架9构成封闭腔体。该封闭腔体内部可以填充有密度小于空气的气体，例如氦气、氢气等，使得封闭腔体内的气体密度小于外界，从而可以产生一定的升力，可以较大程度地减少重力对扑翼飞行器的影响，提高扑翼飞行器的载荷能力。

在具体实施中，罩体6可以罩设在第一支架9的顶面，从而罩体6可以与第一支架9的顶面构成封闭腔体。第一支架9上可以设置有用于安装罩体6的安装槽，从而罩体6与第一支架9可以实现卡槽配合装配。铁芯8可以位于封闭腔体内，空间利用率较高。

作为一个可能的实施例，第二支架1可以包括依次连接的第一支板12、第二支板13和第三支板14，其中，第一支板12与第三支板14可以平行设置，且第一支板12的第一端与第一支架9连接，第三支板14的第一端也与第一支架9连接，第二支板13的两端分别与第一支板12的第二端和第三支板14的第二端连接。

在具体实施中，转轴可以设置在第一支板12和第三支板14之间，转轴的一端可以与第一支板12连接，转轴的另一端可以与第三支板14连接，从而扑翼结构4的一端通过转轴连接在第一支板12和第三支板14之间。

实际应用中，罩体6面向扑翼结构4的一侧可以设置有第一缓冲垫5，第一缓冲垫5具体可以设置在罩体6的顶壁上。第一缓冲垫5可以限制扑翼结构4的转动范围，具体地，第一缓冲垫5可以限制扑翼结构4向下扑动的最大幅度。

相似地，第三支板14上可以包裹有第二缓冲垫2，或者，第二缓冲垫2可以设置在第三支板14的面向扑翼结构4的一侧。第二缓冲垫2用于限制扑翼结构4的转动范围，具体地，第二缓冲垫2可以限制扑翼结构4向上扑动的最大幅度。需要说明的是，正常情况下，线圈7通入电流时，扑翼结构4在预设范围内上下扑动，且不会与第一缓冲垫5及第二缓冲垫2接触。在其他外力作用下扑翼结构4的上下扑动超出预设范围时，第一缓冲垫5及第二缓冲垫2对扑翼结构4起到限制作用，以保证扑翼结构4及扑翼飞行器整机的安全。

请参阅图6、图7、图8及图9，本申请实施例还提供一种扑翼飞行器，包括机身11及如上述实施例的扑翼飞行器驱动装置，扑翼飞行器驱动装置设置在机身11上。扑翼飞行器驱动装置可以为扑翼飞行器提供不同的升力和速度，扑翼飞行器可以具有多样的飞行姿态，也可以具有较大的载荷能力。

在具体实施中，扑翼飞行器驱动装置的第一支架9与机身11连接，或第二支架1与机身11连接，或第一支架9和第二支架1同时与机身11连接，实现扑翼飞行器驱动装置在安装到机身11上。并且，扑翼飞行器驱动装置在安装到机身11上时，扑翼飞行器驱动装置的安装角度可以根据实际需要灵活设置，不同的安装角度可以提供不同的升力，有不同的驱动效果，可以适应不同的飞行需求。

本领域内的技术人员应明白，以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种扑翼飞行器驱动装置，其特征在于，包括驱动支架及扑翼结构，所述扑翼结构通过转轴设置在所述驱动支架上；

所述驱动支架上设置有铁芯，所述铁芯上套设有线圈；

所述扑翼结构位于所述铁芯上方，所述扑翼结构面向所述铁芯的一侧设置有永磁体，所述线圈通电时，所述铁芯和所述线圈产生磁场，所述磁场吸引或排斥所述永磁体，使得所述扑翼结构靠近或远离所述铁芯转动。

2.根据权利要求1所述的扑翼飞行器驱动装置，其特征在于，所述驱动支架包括相互连接的第一支架和第二支架，所述第一支架与所述第二支架呈夹角设置，所述铁芯设置在所述第一支架上，所述扑翼结构通过转轴设置在所述第二支架上。

3.根据权利要求2所述的扑翼飞行器驱动装置，其特征在于，所述第一支架上设置有第一定位槽，所述铁芯设置在所述第一定位槽内。

4.根据权利要求1所述的扑翼飞行器驱动装置，其特征在于，所述扑翼结构上设置有第二定位槽，所述永磁体设置在所述第二定位槽内。

5.根据权利要求2所述的扑翼飞行器驱动装置，其特征在于，所述第一支架上设置有罩体，所述罩体罩设在所述第一支架上，且所述罩体与所述第一支架构成封闭腔体，所述铁芯位于所述封闭腔体内。

6.根据权利要求5所述的扑翼飞行器驱动装置，其特征在于，所述封闭腔体内部填充有氦气。

7.根据权利要求5所述的扑翼飞行器驱动装置，其特征在于，所述罩体面向所述扑翼结构的一侧设置有第一缓冲垫，所述第一缓冲垫用于限制所述扑翼结构的转动范围。

8.根据权利要求2所述的扑翼飞行器驱动装置，其特征在于，所述第二支架包括依次连接的第一支板、第二支板和第三支板，所述第一支板与所述第三支板平行设置，且所述第一支板和所述第三支板的一端与所述第一支架连接，所述第二支板连接在所述第一支板和所述第三支板的另一端；

所述转轴设置在所述第一支板和所述第三支板之间，所述转轴的一端与所述第一支板连接，所述转轴的另一端与所述第三支板连接。

9.根据权利要求8所述的扑翼飞行器驱动装置，其特征在于，所述第三支板上包裹有第二缓冲垫，所述第二缓冲垫用于限制所述扑翼结构的转动范围。

10.一种扑翼飞行器，其特征在于，包括机身及如权利要求1至9任一项所述的扑翼飞行器驱动装置，所述扑翼飞行器驱动装置设置在所述机身上。

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