CN114735212A - 一种仿生可有序折叠的扑翼机器人扑翼机构及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种仿生可有序折叠的扑翼机器人扑翼机构及控制方法，包括机架、扑翼驱动机构、有序扑翼折叠机构、控制单元、传感器模块、电源模块，以及折叠控制方法，所述的扑翼驱动机构包括无刷电机、齿轮传动机构、左翅膀传动机构和右翅膀传动机构，所述的机翼折叠驱动机构包括左右完全对称的左侧有序折叠扑翼驱动机构和右侧有序折叠扑翼驱动机构，均由丝杆电机、左侧翅根组件固定端、左侧翅根组件活动端、机翼固定端固定片、机翼活动端固定片、一级驱动杆前、一级驱动杆中、一级驱动杆后、二级驱动杆前、二级驱动杆后、三级驱动杆、一级骨骼和二级骨骼组成，所述的扑翼机构可以实现扑翼的有序折叠位置精确控制，从而提升扑翼机器人飞行机动性、稳定性和实用性。

Description

一种仿生可有序折叠的扑翼机器人扑翼机构及控制方法

技术领域

本发明涉及机械学、仿生学、机器人技术、扑翼机器人，具体为一种仿生可有序折叠的扑翼机器人扑翼机构及控制方法。

背景技术

扑翼机器人相比于固定翼和旋翼机器人具有高效性、敏捷性和隐蔽性等优点，可执行大范围侦察探测、安全巡检和灾后搜救等任务，在军事和民用领域都有着良好的应用前景。扑翼机构是扑翼机器人最重要的部件之一，至今已经有许多对扑翼机器人机翼进行折叠的机构被设计出来。扑翼机器人的机翼折叠是指对扑翼机器人的升力产生结构进行折叠，使其机翼的垂直于地面方向的投影面积发生大幅度改变，这一参数与扑翼机器人的升力和阻力有着密切联系。机翼折叠对提高扑翼机器人的便携性、空气动力学性能以及仿生性有较大的帮助。但目前的机翼折叠大部分都是为了扑翼机器人的便于携带与运输，其机翼结构的折叠、收放机构大多采用膜类结构不能有序折叠，也不能提高扑翼机器人的飞行姿态控制灵活性。中国专利201410269739.2公开了一种扑翼机器人，但是其翅膀不具有折叠功能，中国专利202111509861.9公开了刚柔耦合主被动变形扑翼机构及攻角调节方法，但是其不具备主动翅膀折叠能力，中国专利201810812761.5提出了一种扑翼机的仿鸟类与蝙蝠的可折叠机翼，其模仿蝙蝠与鸟类设计了一种可折叠机翼，在飞行过程中可以改变机翼的折叠状态，气动效率高，通过复杂的多连杆机构模仿了飞行脊椎动物的翅膀折叠动作，但其机翼不具备有序折叠收拢和展开功能，在折叠时的不可控因素较多，控制稳定性低。

自然界中所有鸟类都能在飞行中对翅膀骨骼以及羽毛进行有序折叠，以改变自身升力和飞行姿态，具有极强的机动性能。如果在飞行过程中能自由有序地调节机翼的折叠状态，改变扑翼机构的变形情况，将会大大提高扑翼机器人的飞行机动性、稳定性与实用性。因此，设计一种可以有序折叠机翼结构的扑翼机器人扑翼机构，对于扑翼机器人的性能提升以及鸟类空气动力学性能的研究都有着重要意义。

发明内容

本发明所要克服的技术问题在于扑翼机器人机翼机构主动变形困难，扑翼机构折叠变形无序与可靠性低的问题，以及在飞行过程中实现扑翼形态的实时控制调节难题，为此发明人设计一种刚柔耦合能够主动调节被动变形速度与幅值的主被动变形扑翼机构及相对应的攻角调节方法。

本发明提供一种仿生可有序折叠的扑翼机器人扑翼机构，由机架、扑翼驱动机构、有序扑翼折叠机构、控制单元及传感器模块和电源模块组成：

所述的机架包括主架、辅架、连接柱一、连接柱二、连接柱三、连接柱四、连接柱五、连接柱六、连接柱七、左主架摇杆连接件和右主架摇杆连接件，所述的主架安装机架的相关配件、机构、装置和模块，所述的辅架通过连接柱一、连接柱二、连接柱三、连接柱四、连接柱五、连接柱六和连接柱七安装在主架的右侧面上，所述的右主架摇杆连接件和左主架摇杆连接件左右对称固接在主架上前端左右两侧；

所述电源模块为扑翼驱动机构、有序扑翼折叠机构、控制单元及传感器模块供电；

所述的扑翼驱动机构包括无刷电机、齿轮传动机构与左右对称的翅膀传动机构，所述齿轮传动机构由一级齿轮、二级齿轮、二级齿轮轴、二级副齿轮、三级齿轮与三级齿轮轴组成，所述的左翅膀机构由左曲柄、左球头一、左连杆、左球头二和左摇杆组成，所述的右翅膀机构由右曲柄、右球头一、右连杆、右球头二和右摇杆组成，所述的无刷电机安装在主架左侧，其输出轴穿到主架右侧，所述一级齿轮安装在无刷电机的输出轴上，所述二级齿轮轴一端安装在主架上并伸出到主架左侧外，另外一端安装在辅架上，且其轴线与无刷电机输出轴平行，并可绕其轴线转动，所述二级齿轮固接在二级齿轮轴上主架与辅架之间位置，且与一级齿轮啮合，所述的二级副齿轮固接在二级齿轮轴左侧伸出主架的部分上，所述的三级齿轮轴一端安装在主架上并伸出到主架左侧外，另外一端安装在辅架上并伸出辅架右侧面，三级齿轮轴的轴线与无刷电机输出轴平行，且可绕其轴线转动，所述的三级齿轮固接在三级齿轮轴伸出主架左侧面的部分上，并与二级副齿轮啮合，左曲柄固接在三级齿轮轴上并和左连杆通过左球头一连接，左连杆和左摇杆通过左球头二连接，左摇杆一端铰接安装在左主架摇杆连接件上，右曲柄固接在三级齿轮轴上并和右连杆通过右球头一连接，右连杆和右摇杆通过右球头二连接，右摇杆一端铰接安装在右主架摇杆连接件上，所述的无刷电机经过一级齿轮、二级齿轮、二级副齿轮和三级齿轮的减速后驱动翅膀机构实现翅膀扑动，左曲柄、左连杆、左摇杆和主架组成一个曲柄摇杆机构，左曲柄的转动带动左摇杆摆动，从而驱动左侧翅膀的上下扑动，右翅膀机构与左翅膀机构的结构；

所述的有序扑翼折叠机构是左右完全对称的，所述左侧有序扑翼折叠机构包括驱动机构，连杆机构和翼片机构，所述驱动机构包括丝杆电机、左摇杆、左从动摇杆、右从动摇杆和翅根组件驱动螺母，所述丝杆电机通过电机紧定螺栓一和电机紧定螺栓二固定在丝杆电机固定座上，所述丝杆电机的转轴通过丝杆电机轴支架固定，所述连杆机构包括机翼固定端固定片、机翼活动端固定片、一级驱动杆前、一级驱动杆中、一级驱动杆后、二级驱动杆前、二级驱动杆后、三级驱动杆、一级骨骼和二级骨骼，所述翼片机构包括翼片一、翼片二、翼片三、翼片四、翼片五、翼片六、翼片七、翼片八、翼片九小、翼片九大、翼片十，机翼固定端固定片同时与一级驱动杆前和一级骨骼通过螺栓一连接形成两个转动副，一级骨骼与二级骨骼通过螺栓二连接形成转动副，机翼活动端固定片与一级驱动杆后通过螺栓三连接形成转动副，一级驱动杆中同时与一级驱动杆前和一级驱动杆后通过螺栓四连接形成两个转动副，一级驱动杆前同时与二级驱动杆前和二级驱动杆后通过螺栓五连接形成两个转动副,一级驱动杆后与二级驱动杆前通过螺栓六连接形成转动副,三级驱动杆同时与二级骨骼、二级驱动杆后和二级驱动杆前通过螺栓七连接形成三个转动副，翼片一、翼片二、翼片三、翼片四、翼片五、翼片六和翼片七均通过螺栓连接与一级骨骼形成转动副，通过螺栓连接与一级驱动杆前形成滑动副，机翼固定端固定片与左摇杆通过螺栓连接，机翼活动端固定片与左从动摇杆通过螺栓连接，翅根组件驱动螺母嵌入左从动摇杆预留的六角形槽内进行过盈配合，所述右侧有序扑翼折叠机构的具体结构和连接方式与左侧有序扑翼折叠机构完全相同。

作为本发明结构进一步改进，所述传感控制模块包括控制板、六轴角度传感器、电位计和无线通信模块，所述控制板固定在主架左侧，所述无线通信模块固定在控制板上，所述六轴角度传感器固定在控制板上，所述电位计固定在丝杆电机尾部。

作为本发明结构进一步改进，所述电电源模块包括锂电池，固定在主架上。

本发明提供一种仿生可有序折叠的扑翼机器人扑翼机构控制方法，包括左右翅膀同时折叠、左侧翅膀折叠、右侧翅膀折叠三种控制模式，分别产生升降升力和阻力改变、左转机动效果和右转机构效果，左右有序扑翼折叠机构的折叠方式相同，根据需要同步控制或分别控制，分别产生升降升力和阻力改变、左转机动效果和右转机构效果；

折叠位置控制的具体步骤如下：

S0：开始，电源模块供电，控制单元及传感器模块上电工作；

S1：上位机通过无线通讯模块向控制板发送目标机翼控制状态，由控制板转为丝杆电机的目标圈数；

S2：控制板通过丝杆电机电位计获得丝杆电机已旋转圈数；

S3：控制板将目标圈数与已旋转圈数相减，获得误差圈数；

S4：控制板通过PID算法驱动丝杆电机旋转接近目标值，在此过程中位于丝杆电机的丝杆上的翅根组件驱动螺母受到驱动，使得所述翅根组件固定端和翅根组件活动端发生接近或远离的相对运动，驱动所述有序扑翼折叠机构的连杆机构进行变形运动；

S5：控制板通过丝杆电机电位计获得丝杆电机已旋转圈数；

S6：控制板将目标圈数与已旋转圈数相减，获得误差圈数，比较误差圈数是否进入允许范围内，如果是进入S7，如果否则返回S4；

S7：控制板通过PID算法将丝杆电机停止在目标值，此时由于丝杆电机的丝杆的螺纹升角小于静摩擦角，有序扑翼折叠机构的折叠状态被锁定；

S8：结束。

有益效果：

(1)本发明所设计的有序扑翼折叠机构具有以下特性，在扑翼机的上升飞行过程中，有序扑翼折叠机构可以使左右机翼可以同时伸展到最大以获得左右最大升力，在下降或者转向过程中，有序扑翼折叠机构可以收回双侧或单侧机翼减少机翼升力，以获得更灵活的空气动力学性能。

(2)本发明模仿鸟类羽毛所设计的有序扑翼折叠机构，可以在自由调节机器人扑翼机构收缩形态的同时，保持翼片的平整性，拥有接近鸟类羽毛的折叠特性，节约了叠放空间，大幅提高了翼片折叠时的有序性，提高了飞行时扑翼机空气动力学的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例的仿生可有序折叠扑翼机器人结构系统组成示意图；

图2是本发明实施例的仿生可有序折叠扑翼机器人机构整体结构示意图；

图3是本发明实施例的仿生可有序折叠扑翼机器人机架结构示意图1；

图4是本发明实施例的仿生可有序折叠扑翼机器人机架结构示意图2；

图5是本发明实施例的仿生可有序折叠扑翼机器人有序扑翼折叠机构示意图1；

图6是本发明实施例的仿生可有序折叠扑翼机器人有序扑翼折叠机构示意图2；

图7是本发明实施例的仿生可有序折叠扑翼机器人有序扑翼折叠机构驱动机构示意图；

图8是本发明实施例的仿生可有序折叠扑翼机器人有序扑翼折叠机构折叠位置控制流程示意图；

附件说明：

1、机架；1-1、主架；1-2、辅架；1-3、连接柱一；1-4、连接柱二；1-5、连接柱三；1-6、连接柱四；1-7、连接柱五；1-8、连接柱六；1-9、连接柱七；1-10、左主架摇杆连接件；1-11、右主架摇杆连接件；1-12、丝杆电机固定座；1-13、丝杆电机轴支架；1-14、左从动摇杆；1-15、右从动摇杆；2、扑翼驱动机构；2-1、无刷电机；2-2、一级齿轮；2-3、二级齿轮；2-4、二级齿轮轴；2-5、二级副齿轮；2-6、三级齿轮；2-7、三级齿轮轴；2-8、左曲柄；2-9、左球头一；2-10、左连杆；2-11、左球头二；2-12、左摇杆；2-13、右曲柄；2-14、右球头一；2-15、右连杆；2-16、右球头二；2-17、右摇杆；3、有序扑翼折叠机构；3-1、丝杆电机；3-2、机翼固定端固定片；3-3、机翼活动端固定片；3-4、一级驱动杆前；3-5、一级驱动杆中；3-6、一级驱动杆后；3-7、二级驱动杆前；3-8、二级驱动杆后；3-9、三级驱动杆；3-10、一级骨骼；3-11、二级骨骼；3-12、翅根组件驱动螺母；3-13、电机紧定螺栓一；3-14、电机紧定螺栓二；3-15、翼片一；3-16、翼片二；3-17、翼片三；3-18、翼片四；3-19、翼片五；3-20、翼片六；3-21、翼片七；3-22、翼片八；3-23、翼片九小；3-24、翼片九大；3-25、翼片十；3-27、螺栓一；3-28、螺栓二；3-29、螺栓三；3-30、螺栓四；3-31、螺栓五；3-32、螺栓六；3-33、螺栓七；4、控制单元及传感器模块；4-1、控制板；4-2、六轴角度传感器；4-3、电位计；4-4、无线通信模块；5、电源模块。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

参照图1、图2和图5，一种可有序扑翼折叠机构由机架1、扑翼驱动机构2、有序扑翼折叠机构3、控制单元及传感器模块4和电源模块5组成。机架1用于安装固定所述的机构、装置和模块。扑翼驱动机构2驱动翅膀的扑动从而实现扑翼机器人的飞行功能，有序扑翼折叠机构3能够实现机翼的有序折叠，控制单元及传感器模块4实现所有运动的控制、机翼姿态信息储存处理和无线数据收发，电源模块5为扑翼驱动机构2、有序扑翼折叠机构3、控制单元及传感器模块4供电。

参考图1、图2和图4，所述传感控制模块包括控制板4-1、六轴角度传感器4-2、电位计4-3和无线通信模块4-4，所述控制板4-1固定在主架1-1上，六轴角度传感器4-2、电位计4-3和无线通信模块4-4固定在控制板4-1上。

参照图1、图3和图4，所述的机架1包括主架1-1、辅架1-2、连接柱一1-3、连接柱二1-4、连接柱三1-5、连接柱四1-6、连接柱五1-7、连接柱六1-8、连接柱七1-9、左主架摇杆连接件1-10和右主架摇杆连接件1-11，所述的主架1-1用于安装机架的其它部件和其它机构、装置和模块，所述的辅架1-2通过连接柱一1-3、连接柱二1-4、连接柱三1-5、连接柱四1-6、连接柱五1-7、连接柱六1-8和连接柱七1-9安装在主架1-1的右侧面上，所述的右主架摇杆连接件1-10和左主架摇杆连接件1-11左右对称固接在主架上前端左右两侧。

参照图1、图2、图4和图5，所述的扑翼驱动机构2包括无刷电机2-1、齿轮传动机构与左右对称的翅膀传动机构。所述齿轮传动机构由一级齿轮2-2、二级齿轮2-3、二级齿轮轴2-4、二级副齿轮2-5、三级齿轮2-6与三级齿轮轴2-7组成，所述的左翅膀机构由左曲柄2-8、左球头一2-9、左连杆2-10、左球头二2-11和左摇杆2-12组成，所述的右翅膀机构由右曲柄2-13、右球头一2-14、右连杆2-15、右球头二2-16和右摇杆2-17组成。所述的无刷电机2-1安装在主架1-1左侧，其输出轴穿到主架1-1右侧，所述一级齿轮2-2安装在无刷电机2-1的输出轴上，所述二级齿轮轴2-4一端安装在主架1-1上并伸出到主架1-1左侧外，另外一端安装在辅架1-2上，且其轴线与无刷电机2-1输出轴平行，并可绕其轴线转动，所述二级齿轮2-3固接在二级齿轮轴2-4上主架1-1与辅架1-2之间位置，且与一级齿轮2-2啮合，所述的二级副齿轮2-5固接在二级齿轮轴2-4左侧伸出主架1-1的部分上，所述的三级齿轮轴2-7一端安装在主架1-1上并伸出到主架1-1左侧外，另外一端安装在辅架1-2上并伸出辅架1-2右侧面，三级齿轮轴2-7的轴线与无刷电机2-1输出轴平行，且可绕其轴线转动，所述的三级齿轮2-6固接在三级齿轮轴2-7伸出主架1-1左侧面的部分上，并与二级副齿轮2-5啮合，左曲柄2-8固接在三级齿轮轴2-7上并和左连杆2-10通过左球头一2-9连接，左连杆2-10和左摇杆2-12通过左球头二2-11连接，左摇杆2-12一端铰接安装在左主架摇杆连接件1-11上，右曲柄2-13固接在三级齿轮轴2-7上并和右连杆2-15通过右球头一2-14连接，右连杆2-15和右摇杆2-17通过右球头二2-16连接，右摇杆2-17一端铰接安装在右主架摇杆连接件1-11上。所述的无刷电机2-1经过一级齿轮2-2、二级齿轮2-3、二级副齿轮2-5和三级齿轮2-6的减速后驱动翅膀机构实现翅膀扑动，左曲柄2-8、左连杆2-10、左摇杆2-12和主架1-1组成一个曲柄摇杆机构，左曲柄2-8的转动带动左摇杆2-12摆动，从而驱动左侧翅膀的上下扑动，右翅膀机构与左翅膀机构的结构、连接和功能完全相同。

参照图1、图5、图6和图7，所述的有序扑翼折叠机构是左右完全对称的。所述左侧有序扑翼折叠机构包括驱动机构，连杆机构和翼片机构，所述驱动机构包括丝杆电机3-1、左摇杆2-12、左从动摇杆1-14、右从动摇杆1-15和翅根组件驱动螺母3-12，所述丝杆电机3-1通过电机紧定螺栓一3-13和电机紧定螺栓二3-14固定在丝杆电机固定座1-12上，所述丝杆电机3-1的转轴通过丝杆电机轴支架1-13固定，所述连杆机构包括机翼固定端固定片3-2、机翼活动端固定片3-3、一级驱动杆前3-4、一级驱动杆中3-5、一级驱动杆后3-6、二级驱动杆前3-7、二级驱动杆后3-8、三级驱动杆3-9、一级骨骼3-10和二级骨骼3-11，所述翼片机构包括翼片一3-15、翼片二3-16、翼片三3-17、翼片四3-18、翼片五3-19、翼片六3-20、翼片七3-21、翼片八3-22、翼片九小3-23、翼片九大3-24、翼片十3-25。机翼固定端固定片3-2同时与一级驱动杆前3-4和一级骨骼3-10通过螺栓一3-27连接形成两个转动副，一级骨骼3-10与二级骨骼3-11通过螺栓二3-28连接形成转动副，机翼活动端固定片3-3与一级驱动杆后3-6通过螺栓三3-29连接形成转动副，一级驱动杆中3-5同时与一级驱动杆前3-4和一级驱动杆后3-6通过螺栓四3-30连接形成两个转动副，一级驱动杆前3-4同时与二级驱动杆前3-7和二级驱动杆后3-8通过螺栓五3-31连接形成两个转动副,一级驱动杆后3-6与二级驱动杆前3-7通过螺栓六3-32连接形成转动副,三级驱动杆3-9同时与二级骨骼3-11、二级驱动杆后3-8和二级驱动杆前3-7通过螺栓七3-33连接形成三个转动副，翼片一3-15、翼片二3-16、翼片三3-17、翼片四3-18、翼片五3-19、翼片六3-20和翼片七3-21均通过螺栓连接与一级骨骼3-10形成转动副，通过螺栓连接与一级驱动杆前3-4形成滑动副，机翼固定端固定片3-2与左摇杆2-12通过螺栓连接，机翼活动端固定片3-3与左从动摇杆1-14通过螺栓连接，翅根组件驱动螺母3-12嵌入左从动摇杆1-14预留的六角形槽内进行过盈配合。当丝杆电机3-1转动时，其丝杆旋转，驱动翅根组件驱动螺母3-12带动左从动摇杆1-14进行平行与左摇杆2-12的接近或远离运动，驱动连杆机构进行变形，带动固定于连杆机构的翼片机构进行运动，通过滑动副和转动副一级翼片特殊叠放层次的约束，翼片机构进行参考图5和图6的有序折叠变形运动。右侧有序扑翼折叠机构的变形过程与左侧有序扑翼折叠机构的变形过程完全相同。

参照图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，有序扑翼折叠变形效果如下：在扑动前，有序扑翼折叠机构3将原本折叠状态的两侧扑翼机机翼展开，随后扑翼机机翼通过扑翼驱动机构2使扑翼机获得升力起飞；在飞行过程中有序扑翼折叠机构3通过控制单侧或双侧折叠机构折叠幅度，控制扑翼机两侧升力大小，对飞行姿态、高度和速度进行控制；在飞行结束后，有序扑翼折叠机构3将原本折叠状态的两侧扑翼机机翼收回，扑翼驱动机构2减小扑动频率，使扑翼机升力减小降落。

参考图5和图6，对比了有序扑翼折叠机构收放极限位置的状态对比图，通过改变扑翼折叠幅度而改变翼展大小，能够改变扑翼的空气动力学性能。

作为控制方法具体实施例，本发明提供一种仿生可有序折叠的扑翼机器人扑翼机构控制方法，包括左右翅膀同时折叠、左侧翅膀折叠、右侧翅膀折叠三种控制模式，分别产生升降升力和阻力改变、左转机动效果和右转机构效果，左右有序扑翼折叠机构的折叠方式相同，根据需要同步控制或分别控制，分别产生升降升力和阻力改变、左转机动效果和右转机构效果；

折叠位置控制的具体步骤如下：

S0：开始，电源模块供电，控制单元及传感器模块上电工作；

S1：上位机通过无线通讯模块向控制板发送目标机翼控制状态，由控制板转为丝杆电机的目标圈数；

S2：控制板通过丝杆电机电位计获得丝杆电机已旋转圈数；

S3：控制板将目标圈数与已旋转圈数相减，获得误差圈数；

S4：控制板通过PID算法驱动丝杆电机旋转接近目标值，在此过程中位于丝杆电机的丝杆上的翅根组件驱动螺母受到驱动，使得所述翅根组件固定端和翅根组件活动端发生接近或远离的相对运动，驱动所述有序扑翼折叠机构的连杆机构进行变形运动；

S5：控制板通过丝杆电机电位计获得丝杆电机已旋转圈数；

S6：控制板将目标圈数与已旋转圈数相减，获得误差圈数，比较误差圈数是否进入允许范围内，如果是进入S7，如果否则返回S4；

S7：控制板通过PID算法将丝杆电机停止在目标值，此时由于丝杆电机的丝杆的螺纹升角小于静摩擦角，有序扑翼折叠机构的折叠状态被锁定；

S8：结束。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种仿生可有序折叠的扑翼机器人扑翼机构，由机架(1)、扑翼驱动机构(2)、有序扑翼折叠机构(3)、控制单元及传感器模块(4)和电源模块(5)组成，其特征在于：

所述的机架(1)包括主架(1-1)、辅架(1-2)、连接柱一(1-3)、连接柱二(1-4)、连接柱三(1-5)、连接柱四(1-6)、连接柱五(1-7)、连接柱六(1-8)、连接柱七(1-9)、左主架摇杆连接件(1-10)和右主架摇杆连接件(1-11)，所述的主架(1-1)安装机架(1)的相关配件、机构、装置和模块，所述的辅架(1-2)通过连接柱一(1-3)、连接柱二(1-4)、连接柱三(1-5)、连接柱四(1-6)、连接柱五(1-7)、连接柱六(1-8)和连接柱七(1-9)安装在主架(1-1)的右侧面上，所述的右主架摇杆连接件(1-10)和左主架摇杆连接件(1-11)左右对称固接在主架上前端左右两侧；

所述电源模块(5)为扑翼驱动机构(2)、有序扑翼折叠机构(3)、控制单元及传感器模块(4)供电；

所述的扑翼驱动机构(2)包括无刷电机(2-1)、齿轮传动机构与左右对称的翅膀传动机构，所述齿轮传动机构由一级齿轮(2-2)、二级齿轮(2-3)、二级齿轮轴(2-4)、二级副齿轮(2-5)、三级齿轮(2-6)与三级齿轮轴(2-7)组成，所述的左翅膀机构由左曲柄(2-8)、左球头一(2-9)、左连杆(2-10)、左球头二(2-11)和左摇杆(2-12)组成，所述的右翅膀机构由右曲柄(2-13)、右球头一(2-14)、右连杆(2-15)、右球头二(2-16)和右摇杆(2-17)组成，所述的无刷电机(2-1)安装在主架(1-1)左侧，其输出轴穿到主架(1-1)右侧，所述一级齿轮(2-2)安装在无刷电机(2-1)的输出轴上，所述二级齿轮轴(2-4)一端安装在主架(1-1)上并伸出到主架(1-1)左侧外，另外一端安装在辅架(1-2)上，且其轴线与无刷电机(2-1)输出轴平行，并可绕其轴线转动，所述二级齿轮(2-3)固接在二级齿轮轴(2-4)上主架(1-1)与辅架(1-2)之间位置，且与一级齿轮(2-2)啮合，所述的二级副齿轮(2-5)固接在二级齿轮轴(2-4)左侧伸出主架(1-1)的部分上，所述的三级齿轮轴(2-7)一端安装在主架(1-1)上并伸出到主架(1-1)左侧外，另外一端安装在辅架(1-2)上并伸出辅架(1-2)右侧面，三级齿轮轴(2-7)的轴线与无刷电机(2-1)输出轴平行，且可绕其轴线转动，所述的三级齿轮(2-6)固接在三级齿轮轴(2-7)伸出主架(1-1)左侧面的部分上，并与二级副齿轮(2-5)啮合，左曲柄(2-8)固接在三级齿轮轴(2-7)上并和左连杆(2-10)通过左球头一(2-9)连接，左连杆(2-10)和左摇杆(2-12)通过左球头二(2-11)连接，左摇杆(2-12)一端铰接安装在左主架摇杆连接件(1-11)上，右曲柄(2-13)固接在三级齿轮轴(2-7)上并和右连杆(2-15)通过右球头一(2-14)连接，右连杆(2-15)和右摇杆(2-17)通过右球头二(2-16)连接，右摇杆(2-17)一端铰接安装在右主架摇杆连接件(1-11)上，所述的无刷电机(2-1)经过一级齿轮(2-2)、二级齿轮(2-3)、二级副齿轮(2-5)和三级齿轮(2-6)的减速后驱动翅膀机构实现翅膀扑动，左曲柄(2-8)、左连杆(2-10)、左摇杆(2-12)和主架(1-1)组成一个曲柄摇杆机构，左曲柄(2-8)的转动带动左摇杆(2-12)摆动，从而驱动左侧翅膀的上下扑动，右翅膀机构与左翅膀机构的结构；

所述的有序扑翼折叠机构是左右完全对称的，所述左侧有序扑翼折叠机构包括驱动机构，连杆机构和翼片机构，所述驱动机构包括丝杆电机(3-1)、左摇杆(2-12)、左从动摇杆(1-14)、右从动摇杆(1-15)和翅根组件驱动螺母(3-12)，所述丝杆电机(3-1)通过电机紧定螺栓一(3-13)和电机紧定螺栓二(3-14)固定在丝杆电机固定座(1-12)上，所述丝杆电机(3-1)的转轴通过丝杆电机轴支架(1-13)固定，所述连杆机构包括机翼固定端固定片(3-2)、机翼活动端固定片(3-3)、一级驱动杆前(3-4)、一级驱动杆中(3-5)、一级驱动杆后(3-6)、二级驱动杆前(3-7)、二级驱动杆后(3-8)、三级驱动杆(3-9)、一级骨骼(3-10)和二级骨骼(3-11)，所述翼片机构包括翼片一(3-15)、翼片二(3-16)、翼片三(3-17)、翼片四(3-18)、翼片五(3-19)、翼片六(3-20)、翼片七(3-21)、翼片八(3-22)、翼片九小(3-23)、翼片九大(3-24)、翼片十(3-25)，机翼固定端固定片(3-2)同时与一级驱动杆前(3-4)和一级骨骼(3-10)通过螺栓一(3-27)连接形成两个转动副，一级骨骼(3-10)与二级骨骼(3-11)通过螺栓二(3-28)连接形成转动副，机翼活动端固定片(3-3)与一级驱动杆后(3-6)通过螺栓三(3-29)连接形成转动副，一级驱动杆中(3-5)同时与一级驱动杆前(3-4)和一级驱动杆后(3-6)通过螺栓四(3-30)连接形成两个转动副，一级驱动杆前(3-4)同时与二级驱动杆前(3-7)和二级驱动杆后(3-8)通过螺栓五(3-31)连接形成两个转动副,一级驱动杆后(3-6)与二级驱动杆前(3-7)通过螺栓六(3-32)连接形成转动副,三级驱动杆(3-9)同时与二级骨骼(3-11)、二级驱动杆后(3-8)和二级驱动杆前(3-7)通过螺栓七(3-33)连接形成三个转动副，翼片一(3-15)、翼片二(3-16)、翼片三(3-17)、翼片四(3-18)、翼片五(3-19)、翼片六(3-20)和翼片七(3-21)均通过螺栓连接与一级骨骼(3-10)形成转动副，通过螺栓连接与一级驱动杆前(3-4)形成滑动副，机翼固定端固定片(3-2)与左摇杆(2-12)通过螺栓连接，机翼活动端固定片(3-3)与左从动摇杆(1-14)通过螺栓连接，翅根组件驱动螺母(3-12)嵌入左从动摇杆(1-14)预留的六角形槽内进行过盈配合，所述右侧有序扑翼折叠机构的具体结构和连接方式与左侧有序扑翼折叠机构完全相同。

2.根据权利要求1所述的一种仿生可有序折叠的扑翼机器人扑翼机构，其特征在于：所述传感控制模块包括控制板(4-1)、六轴角度传感器(4-2)、电位计(4-3)和无线通信模块(4-4)，所述控制板(4-1)固定在主架(1-1)左侧，所述无线通信模块(4-4)固定在控制板(4-1)上，所述六轴角度传感器(4-2)固定在控制板(4-1)上，所述电位计(4-3)固定在丝杆电机尾部。

3.根据权利要求1所述的一种仿生可有序折叠的扑翼机器人扑翼机构，其特征在于：所述电电源模块(5)包括锂电池，固定在主架(1-1)上。

4.使用权利要求1-3任意一项的一种仿生可有序折叠的扑翼机器人扑翼机构控制方法，其特征在于：包括左右翅膀同时折叠、左侧翅膀折叠、右侧翅膀折叠三种控制模式，分别产生升降升力和阻力改变、左转机动效果和右转机构效果，左右有序扑翼折叠机构的折叠方式相同，根据需要同步控制或分别控制，分别产生升降升力和阻力改变、左转机动效果和右转机构效果；

折叠位置控制的具体步骤如下：

S0：开始，电源模块供电，控制单元及传感器模块上电工作；

S1：上位机通过无线通讯模块向控制板发送目标机翼控制状态，由控制板转为丝杆电机的目标圈数；

S2：控制板通过丝杆电机电位计获得丝杆电机已旋转圈数；

S3：控制板将目标圈数与已旋转圈数相减，获得误差圈数；

S4：控制板通过PID算法驱动丝杆电机旋转接近目标值，在此过程中位于丝杆电机的丝杆上的翅根组件驱动螺母受到驱动，使得所述翅根组件固定端和翅根组件活动端发生接近或远离的相对运动，驱动所述有序扑翼折叠机构的连杆机构进行变形运动；

S5：控制板通过丝杆电机电位计获得丝杆电机已旋转圈数；

S6：控制板将目标圈数与已旋转圈数相减，获得误差圈数，比较误差圈数是否进入允许范围内，如果是进入S7，如果否则返回S4；

S7：控制板通过PID算法将丝杆电机停止在目标值，此时由于丝杆电机的丝杆的螺纹升角小于静摩擦角，有序扑翼折叠机构的折叠状态被锁定；

S8：结束。

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