CN213735540U

CN213735540U - 扑翼飞行器

Info

Publication number: CN213735540U
Application number: CN202022257246.0U
Authority: CN
Inventors: 李治国
Original assignee: Fangyi Beijing Technology Co ltd
Current assignee: Fangyi Beijing Technology Co ltd
Priority date: 2020-10-12
Filing date: 2020-10-12
Publication date: 2021-07-20
Anticipated expiration: 2030-10-12

Abstract

本公开涉及一种扑翼飞行器，包括：曲柄传动组件(100)，安装到扑翼飞行器的机身，并包括以机身的中心线左右对称布置并相互接触的第一传动机构(101)和第二传动机构(102)、和曲柄结构(103)，曲柄结构的一端可转动地固定，另一端可转动地连接第一传动机构或第二传动机构，以带动第一传动机构和第二传动机构分别绕各自的转轴往复运动；支架(500)，第一传动机构和第二传动机构固定安装在支架上；加强板(600)，加强板与支架之间形成有容纳第一传动机构和第二传动机构的空间；以及第一飞翼(400a)和第二飞翼(400b)，分别连接到第一传动机构和第二传动机构以在第一传动机构和第二传动机构往复运动时上下扑动。

Description

扑翼飞行器

技术领域

本公开涉及飞行器领域，更具体地，涉及一种扑翼飞行器。

背景技术

近年来，飞行器受到越来越多人的喜爱，特别是扑翼飞行器，因其通常具有尺寸小、噪音弱、隐蔽性好等特点，使得其在民用和军用等方面均有极大的应用前景和发展空间。

扑翼飞行器通常具有上下扑动的翅膀及其驱动机构。目前，扑翼飞行器通常采用双侧驱动方式，即由两套传动机构分别带动左右两边的翅膀上下扑动。这种双侧驱动方式需要两边各设置一套传动机构，不仅结构复杂，而且占用空间比较大，使得传动机构的尺寸较大，为扑翼飞行器的轻量化带来较大困难。对于扑翼飞行器的轻量化，更多地关注了对机身结构或材料的改进。然而，目前尚未考虑从双侧驱动结构本身入手来实现扑翼飞行器轻量化。而且现有的扑翼飞行器的机身主体负载的重量受限较大，迫切需要设计在机身主体轻量化的情况下还能承受较大负载的扑翼飞行器，以拓展扑翼飞行器的应用场景。

发明内容

有鉴于此，本公开提供了一种扑翼飞行器，其具有曲柄传动组件，带动左右两侧的飞翼扑动，能够使扑翼飞行器的传动机构的结构更简单、重量更轻，还能使得扑翼飞行器的机身主体负载更多重量，同时驱动左右两侧的飞翼扑动。

根据本公开的扑翼飞行器，所述扑翼飞行器包括：曲柄传动组件(100)，安装到所述扑翼飞行器的机身，并且包括以所述扑翼飞行器的机身的中心线左右对称布置并相互接触的第一传动机构(101)和第二传动机构(102)、以及曲柄结构(103)，其中，所述曲柄结构(103)的一端可转动地固定，另一端可转动地连接到所述第一传动机构(101)或所述第二传动机构(102)；支架(500)，所述第一传动机构(101)和第二传动机构(102)固定安装在所述支架(500)上；以及加强板(600)，所述加强板(600)与所述支架(500) 之间形成有容纳所述第一传动机构(101)和第二传动机构(102)的空间；以及第一飞翼(400a)和第二飞翼(400b)，分别连接到所述第一传动机构(101) 和所述第二传动机构(102)，以在所述第一传动机构(101)和所述第二传动机构(102)往复运动时上下扑动。

根据本公开的扑翼飞行器，优选地，所述加强板(600)远离所述支架(500) 的一侧设置有曲柄结构(103)。

根据本公开的扑翼飞行器，优选地，所述扑翼飞行器还包括：齿轮传动组件(200)，连接所述曲柄传动组件(100)和动力源(300)，以将来自所述动力源(300)的动力传递至所述曲柄传动组件(100)，使得所述曲柄结构 (103)的所述一端转动，以带动所述第一传动机构(101)和所述第二传动机构(102)分别绕各自的转轴往复运动；所述动力源(300)，连接到所述齿轮传动组件(200)，以为所述齿轮传动组件(200)提供动力。

根据本公开的扑翼飞行器，优选地，所述第一传动机构(101)和所述第二传动机构(102)为相互啮合的齿轮、齿轮的一部分、或不完全齿轮。

根据本公开的扑翼飞行器，优选地，所述第一传动机构(101)和所述第二传动机构(102)中的所述转轴分别以其中心点固定在所述扑翼飞行器的支架上。

根据本公开的扑翼飞行器，优选地，所述第一传动机构(101)上形成有第一连接杆(M1)，所述第二传动机构(102)上形成有第二连接杆(M2)，并且所述第一连接杆(M1)上形成有用于插接所述第一飞翼(400a)的第一插槽(S1)，所述第二连接杆(M2)上形成有用于插接所述第二飞翼(400b) 的第二插槽(S2)。

根据本公开的扑翼飞行器，优选地，所述曲柄结构(103)包括曲柄(103- 1)和连杆(103-2)，所述曲柄(103-1)的一端可转动地固定在所述扑翼飞行器的机身或连接到机身的支架上，并且连接到所述齿轮传动组件(200)，以由所述齿轮传动组件(200)带动所述曲柄(103-1)绕连接点旋转，所述曲柄(103-1)的另一端可转动地连接到所述连杆(103-2)的一端，以由所述曲柄(103-1)带动所述连杆(103-2)移动，并且所述连杆(103-2)的另一端可转动地连接到所述第一传动机构(101)或所述第二传动机构(102)，以由所述连杆(103-2)带动所述第一传动机构(101)或所述第二传动机构(102) 往复运动，并且由与所述连杆(103-2)连接的所述第一传动机构(101)和所述第二传动机构(102)中的一个带动另一个往复运动。

根据本公开的扑翼飞行器，优选地，所述齿轮传动组件(200)是行星齿轮组，并且包括：第一太阳齿轮(201)，与所述动力源(300)连接；一个或多个第一行星齿轮(202)，与所述第一太阳齿轮(201)啮合；第一支架(203)，所述一个或多个第一行星齿轮(202)固定在其一侧上；第二太阳齿轮(204)，固定在与所述第一支架(203)的所述一侧相背的另一侧；一个或多个第二行星齿轮(205)，与所述第二太阳齿轮(204)啮合；第二支架(206)，所述一个或多个第二行星齿轮(205)固定在其一侧上；第一输出轴(207)，固定在与所述第二支架(206)的所述一侧相背的另一侧，并连接到所述曲柄传动组件(100)，以将来自所述动力源(300)的动力传递至所述曲柄传动组件 (100)；以及第一内齿圈(208)，所述第一太阳齿轮(201)、所述一个或多个第一行星齿轮(202)、所述第一支架(203)、所述第二太阳齿轮(204)、所述一个或多个第二行星齿轮(205)和所述第二支架(206)位于其内部，并且所述第一内齿圈(208)与所述一个或多个第一行星齿轮(202)和所述一个或多个第二行星齿轮(205)均部分啮合，所述一个或多个第一行星齿轮(202) 和所述一个或多个第二行星齿轮(205)沿着所述第一内齿圈(208)的内圈滚动。

根据本公开的扑翼飞行器，优选地，所述一个或多个第一行星齿轮(202) 包括三个第一行星齿轮(202a，202b，202c)，所述三个第一行星齿轮(202a， 202b，202c)围绕所述第一太阳齿轮(201)均匀地分布，并且所述一个或多个第二行星齿轮(205)包括三个第二行星齿轮(205a，205b，205c)，所述三个第二行星齿轮(205a，205b，205c)围绕所述第二太阳齿轮(201)均匀地分布。

根据本公开的扑翼飞行器，优选地，所述动力源(300)包括两个动力源 (300a，300b)，并且所述齿轮传动组件(200)包括：两个第一齿轮(211a， 211b)，对应地与所述两个动力源(300a，300b)连接；第二齿轮(212)，其与所述两个第一齿轮(211a，211b)啮合；第二内齿圈(213)；曲轴(214)，其一端穿过所述第二内齿圈(213)与所述第二齿轮(212)连接；第三齿轮 (215)，其与所述曲轴(214)的另一端连接，并且位于所述第二内齿圈(213) 内部，与所述第二内齿圈(213)部分啮合，以沿着所述第二内齿圈(213)的内圈滚动；以及输出组件(216)，其第一端与所述第三齿轮(215)连接，第二端具有第二输出轴(216-2)，所述第二输出轴(216-2)连接到所述曲柄传动组件(100)，以将来自所述动力源(300)的动力传递至所述曲柄传动组件 (100)。

根据本公开的扑翼飞行器，优选地，所述曲轴(214)包括与所述第二齿轮(212)连接的第一部段(214-1)和与所述第三齿轮(215)连接的第二部段(214-2)，所述第一部段(214-1)的轴向中心线相对于所述第二部段(214- 2)的轴向中心线平行，并且所述第一部段(214-1)的轴向中心线与所述第二齿轮(212)的圆心、所述第二内齿圈(213)的圆心、以及所述输出组件(216) 的中心在同一条直线上，所述第二部段(214-2)的轴向中心线与所述第三齿轮(215)的圆心在同一条直线上。

根据本公开的扑翼飞行器，优选地，所述输出组件(216)的第一端具有一个或多个销轴(216-1)，所述第三齿轮(215)上均匀地设置有与所述一个或多个销轴(216-1)相对应的一个或多个销孔(215-1)，用于将所述一个或多个销轴(216-1)插入所述一个或多个销孔(215-1)，并且每个销孔(215- 1)的直径大于每个销轴(216-1)的直径，以沿着每个销孔(215-1)的内圈滚动。

根据本公开的扑翼飞行器，优选地，所述一个或多个销轴(216-1)和所述一个或多个销孔(215-1)的数量为四个或六个。

根据本公开的扑翼飞行器，优选地，所述第二内齿圈(213)的圆心、所述第三齿轮(215)的圆心、所述一个或多个销孔(215-1)中的任意一个的中心、与所述一个或多个销孔(215-1)中的任意一个相对应的销轴(216-1)的中心的连线构成一平行四边形。

根据本公开的扑翼飞行器，优选地，所述第二内齿圈(213)的齿数大于所述第三齿轮(215)的齿数，并且齿数差为1。

根据本公开的扑翼飞行器，通过曲柄传动组件同时带动两侧飞翼扑动，大大减少传动机构的重量和占用空间，使得扑翼飞行器的传动机构的结构更简单、重量更轻，从而使扑翼飞行器更平稳、更灵活地飞行。并且，通过将第一传动机构和第二传动机构设置在加强板与支架之间，而将曲柄结构设置在加强板外侧，可以最大程度地减小加强板和支架之间的垂直距离，使得容纳第一传动机构和第二传动机构的空间沿两个传动机构的垂直方向最大限度地减少，有利于提高传动机构的刚度，即，通过稳固第一传动机构和第二传动机构，最大限度避免传动机构齿轮端的晃动，提高第一传动机构和第二传动机构的稳固性和耐用性。

此外，根据本公开的扑翼飞行器，与传统的双侧驱动的扑翼飞行器相比，通过设置曲柄传动组件和齿轮传动组件(例如，在扑翼飞行器的机身的中心位置或中心附近位置)来同时带动两侧飞翼扑动，而无需在机身两侧均设置曲柄传动组件和齿轮传动组件，在减少传动机构的重量和占用空间的同时，使得飞翼的扑动具有更佳的同步性。

此外，根据本公开的实施例的扑翼飞行器，飞翼可以直接连接在第一传动机构和第二传动机构上，以在第一传动机构和第二传动机构的带动下上下扑动，结构紧凑，并且传动效率较高。

此外，根据本公开的实施例的扑翼飞行器，通过将连杆连接到第一传动机构或第二传动机构，由连杆带动第一传动机构或第二传动机构，进而带动第一传动机构或第二传动机构中的另一个，实现了通过曲柄传动组件同时带动两侧飞翼，确保两侧飞翼的同步性的同时，减小整体尺寸和重量。

此外，根据本公开的实施例的扑翼飞行器，齿轮传动组件采用两级行星齿轮组，能够实现两级减速，并且行星齿轮组相比于其他减速齿轮组，结构上更紧凑，尺寸更小。此外，行星齿轮组的内齿圈的齿数与第三齿轮的齿数差较小，使得在相同传动比的情况下，齿轮齿数更少，内齿圈更小，从而减小齿轮传动组件尺寸。

此外，根据本公开的实施例的扑翼飞行器，通过设置销轴和销孔的尺寸等，能够保持传动比始终如一。

附图说明

为了更清楚地说明本公开的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

在附图中：

图1示出了根据本公开的实施例的扑翼飞行器的整体结构的示意图；

图2示出了根据本公开的实施例的扑翼飞行器的曲柄传动组件、齿轮传动组件和动力源的连接的示意图；

图3示出了根据本公开的实施例的齿轮传动组件的示意图；

图4示出了根据本公开的实施例的齿轮传动组件的原理图；

图5示出了根据本公开的另一实施例的扑翼飞行器的曲柄传动组件、齿轮传动组件和动力源的连接的示意图；

图6示出了根据本公开的另一实施例的齿轮传动组件和动力源的示意图；

图7示出了根据本公开的另一实施例的齿轮传动组件的原理图；

图8示出了根据本公开的另一实施例的齿轮传动组件的内齿圈、第三齿轮、销轴、销孔的配合的示意图。

附图标记列表

1 扑翼飞行器

100 曲柄传动组件组件

101 第一传动机构

102 第二传动机构

103 曲柄结构

M1 第一连接杆

M2 第二连接杆

S1 第一插槽

S2 第二插槽

103-1 曲柄

103-2 连杆

200 齿轮传动组件

201 第一太阳齿轮

202、202a、202b、202c 第一行星齿轮

203 第一支架

204 第二太阳齿轮

205、205a、205b、205c 第二行星齿轮

206 第二支架

207 第一输出轴

208 第一内齿圈

300、300a、300b 动力源

211a、211b 第一齿轮

212 第二齿轮

213 第二内齿圈

214 曲轴

214-1 第一部段

214-2 第二部段

215 第三齿轮

215-1 销孔

216 输出组件

216-1 销轴

216-2 第二输出轴

400a 第一飞翼

400b 第二飞翼

500 支架

600 加强板

d_p 销轴直径

d_w 销孔直径

a 偏移值

具体实施方式

为使本公开的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本公开的实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另作定义，本公开所使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

以下将结合附图详细描述根据本公开的实施例的扑翼飞行器。

图1示出了根据本公开的实施例的扑翼飞行器(1)的整体结构的示意图。

如图1所示，根据本公开的实施例的扑翼飞行器(1)可以包括曲柄传动组件(100)、齿轮传动组件(200)、动力源(300)、第一飞翼(400a)和第二飞翼(400b)、支架(500)和加强板(600)。另外，根据本公开的实施例的扑翼飞行器(1)还可以包括其他组件，不限于以上示出的组件。

根据本公开的实施例，曲柄传动组件(100)可以被安装到扑翼飞行器(1) 的机身，例如，通过固定支架。并且，曲柄传动组件(100)可以包括以扑翼飞行器(1)的机身的中心线左右对称布置并相互接触的第一传动机构(101) 和第二传动机构(102)(如图2更清楚地示出)、以及曲柄结构(103)，其中，曲柄结构(103)的一端可以可转动地固定(例如，通过销钉01)，例如，固定在加强板(600)或支架(500)上，或者直接固定在机身上，而另一端可以可转动地连接到第一传动机构(101)或第二传动机构(102)(例如，通过销钉02)。

根据本公开的实施例，支架(500)可以用于将第一传动机构(101)和第二传动机构(102)固定安装在其上。例如，可以将第一传动机构(101)和第二传动机构(102)的一侧(例如，如图2所示的第一传动机构(101)和第二传动机构(102)的背面)面对支架(500)而固定。另外，支架(500)可以作为单独的部件被安装在扑翼飞行器(1)的机身上，例如，通过主梁杆与固定支架一起安装在机身上，也可以是机身的一部分。

根据本公开的实施例，加强板(600)可以面对第一传动机构(101)和第二传动机构(102)的另一侧(例如，如图2所示的第一传动机构(101)和第二传动机构(102)的正面)而设置，以使加强板(600)与支架(500)之间形成有容纳第一传动机构(101)和第二传动机构(102)的空间，也就是说，第一传动机构(101)和第二传动机构(102)被夹在加强板(600)与支架(500)之间，并且沿第一传动机构(101)和第二传动机构(102)之间垂直方向(即，与第一传动机构(101)和第二传动机构(102)的表平面垂直的方向)的该空间可以足够小(例如，最大限度地缩短加强板(600)与支架(500) 之间的垂直距离)，以使第一传动机构(101)和第二传动机构(102)的不必要的运动(例如，前后晃动)的范围减小。并且，加强板(600)可以与支架 (500)连接(例如，通过一个或多个销钉03)。另外，加强板(600)远离支架(500)的一侧(即，外侧)可以设置有曲柄结构(103)，曲柄结构(103) 可以穿过加强板(600)与其他部件(例如，下文所述的齿轮传动组件(200)) 连接。加强板(600)可以是碳纤维板，但不限于此，也可以采用其他重量较轻且具有一定刚度的材料。

如上所述的根据本公开的实施例的扑翼飞行器(1)，通过曲柄传动组件 (100)同时带动两侧飞翼扑动，大大减少传动机构的重量和占用空间，使得扑翼飞行器的传动机构的结构更简单、重量更轻，从而使扑翼飞行器更平稳、更灵活地飞行。并且，通过将第一传动机构(101)和第二传动机构(102)设置在加强板(600)与支架(500)之间，而将曲柄结构(103)设置在加强板 (600)外侧，可以最大程度地减小加强板和支架之间的垂直距离，使得容纳第一传动机构和第二传动机构的空间沿两个传动机构的垂直方向最大限度地减少，有利于提高传动机构的刚度，即，通过稳固第一传动机构和第二传动机构，最大限度避免传动机构齿轮端的晃动，提高第一传动机构和第二传动机构的稳固性和耐用性。

作为本公开的另一实施例，曲柄传动组件(100)整体放置在加强板(600) 和支架(500)之间，不同于上一实施例将曲柄结构(103)放置在加强板(600) 外侧，本实施例中，加强板(600)与支架(500)之间形成的空间还可以容纳曲柄结构(103)，即将曲柄结构(103)安装在加强板(600)和支架(500) 之间，以带动飞翼上下扑动，并且提高曲柄组件(100)的稳固性和耐用性。

图2示出了根据本公开的实施例的扑翼飞行器(1)的曲柄传动组件(100)、齿轮传动组件(200)和动力源(300)的连接的示意图。

如图2所示，根据本公开的实施例，齿轮传动组件(200)可以安装在支架(500)上，并且可以连接曲柄传动组件(100)和动力源(300)，以将来自动力源(300)的动力传递至曲柄传动组件(100)，使得曲柄结构(103) 的一端转动，以带动第一传动机构(101)和所述第二传动机构(102)分别绕各自的转轴(对于第一传动机构(101)的转轴示出为O，对于第二传动机构 (102)的转轴示出为O’)(如图2所示)往复运动(沿上下方向)。

根据本公开的实施例，动力源(300)可以安装在支架(500)上，并且可以连接到齿轮传动组件(200)，以为齿轮传动组件(200)提供动力。动力源 (300)可以是电机，例如，直流无刷电机。电机的规格可以根据扑翼飞行器的重量来选择，例如，对于重量较轻的扑翼飞行器，可以采用空心杯电机，其转速为46000转/分钟。上述电机类型和转速仅为示例，并不限于此。

根据本公开的实施例，第一飞翼(400a)和第二飞翼(400b)可以对应地连接到第一传动机构(101)和第二传动机构(102)，以在第一传动机构(101) 和第二传动机构(102)往复运动(沿上下方向)时上下扑动。另外，扑动的角度范围通常小于或等于180°，并且水平面以上的角度范围的最大角度可以小于或等于90°，水平面以下的角度范围的最大角度可以小于或等于-90°，例如，扑动到水平面以上45°或60°，水平面以下-45°或-60°。

根据本公开的实施例的扑翼飞行器(1)的曲柄传动组件(100)、齿轮传动组件(200)和动力源(300)的整体可以位于扑翼飞行器(1)的机身的中心位置，以确保扑翼飞行器(1)的平衡，也可以位于其他位置，只要能够确保扑翼飞行器(1)的平衡。

如上所述的根据本公开的实施例的扑翼飞行器(1)，与传统的双侧驱动的扑翼飞行器相比，通过设置曲柄传动组件(100)和齿轮传动组件(200) (例如，在扑翼飞行器(1)的机身的中心位置或中心附近位置)来同时带动两侧飞翼(例如，第一飞翼(400a)和第二飞翼(400b))扑动，而无需在机身两侧均设置曲柄传动组件(100)和齿轮传动组件(200)，在减少传动机构的重量和占用空间的同时，使得飞翼(例如，第一飞翼(400a)和第二飞翼 (400b))的扑动具有更佳的同步性。

此外，根据本公开的实施例，第一传动机构(101)和第二传动机构(102) 可以为相互啮合的齿轮、齿轮的一部分、或不完全齿轮，例如，第一传动机构 (101)和/或第二传动机构(102)可以是四分之一齿轮，如图2所示。第一传动机构(101)和第二传动机构(102)也可以为圆盘或轮，并不限于此，只要可以相互接触并传动即可。另外，第一传动机构(101)和第二传动机构(102) 的各自的转轴可以分别以其中心点固定在扑翼飞行器的支架(500)上，或者也可以固定在机身上。第一传动机构(101)和第二传动机构(102)绕各自的转轴转动实现往复运动(沿上下方向)。

根据本公开的实施例，第一传动机构(101)上可以形成有(例如，一体地形成)第一连接杆(M1)，第二传动机构(102)上可以形成有(例如，一体地形成)第二连接杆(M2)。并且，第一连接杆(M1)上可以形成有(例如，一体地形成)第一插槽(S1)，第二连接杆(M2)上可以形成有(例如，一体地形成)第二插槽(S2)，用于插入第一飞翼(400a)和第二飞翼(400b)。上述插槽(例如，第一插槽和第二插槽)的连接形式仅为示例，并不限于此。

如上所述，第一飞翼(400a)和第二飞翼(400b)可以直接连接在第一传动机构(101)和第二传动机构(102)上，以在第一传动机构(101)和第二传动机构(102)的带动下上下扑动，其结构紧凑，并且传动效率较高。

根据本公开的实施例，曲柄结构(103)可以包括曲柄(103-1)和连杆(103- 2)，还可以包括其他组件，并不限于此。曲柄(103-1)的一端可以可转动地固定在扑翼飞行器(1)的机身或连接到加强板(600)或支架(500)上，并且可以连接到齿轮传动组件(200)(例如，连接到齿轮传动组件(200)的输出轴)，以由齿轮传动组件(200)带动曲柄(103-1)绕连接点(例如，如图 2所示的点P)旋转，曲柄(103-1)的另一端可以可转动地连接(例如，通过销钉铰接)到连杆(103-2)的一端，以由曲柄(103-1)带动连杆(103-2)移动，并且连杆(103-2)的另一端可以可转动地连接(例如，通过销钉铰接) 到第一传动机构(101)或第二传动机构(102)(例如，如图2所示，连接到第二传动机构(102))，以由连杆(103-2)带动第一传动机构(101)或第二传动机构(102)(例如，如图2所示，第二传动机构(102))往复运动 (沿上下方向)，并且由与连杆(103-2)连接的第一传动机构(101)或第二传动机构(102)(例如，如图2所示，第二传动机构(102))带动其另一个 (例如，如图2所示，第一传动机构(101))往复运动(沿上下方向)。具体而言，在连杆(103-2)连接到第二传动机构(102)时，第二传动机构(102) 绕其转轴(示出为O’)往复运动(沿上下方向)，再由第二传动机构(102) 带动第一传动机构(101)绕其转轴(示出为O)往复运动(沿上下方向)，在连杆(103-2)连接到第一传动机构(101)时，由第一传动机构(101)带动第二传动机构(102)往复运动(沿上下方向)。

以上结合图2描述的根据本公开的实施例的扑翼飞行器(1)，通过将连杆(103-2)连接到第一传动机构(101)和第二传动机构(102)中的一个，由连杆(103-2)带动与其连接的传动机构(如第一传动机构101)往复运动 (沿上下方向)，再由该传动机构带动另一个传动机构(如第二传动机构102) 往复运动(沿上下方向)，实现了通过曲柄传动组件(100)同时驱动两侧飞翼，确保两侧飞翼的同步性的同时，减小曲柄传动组件100的整体尺寸和重量。

以下将结合图3和图4详细描述根据本公开的实施例的扑翼飞行器(1) 的齿轮传动组件(200)。

图3示出了根据本公开的实施例的齿轮传动组件(200)的示意图。并且，结合图4描述根据本公开的实施例的扑翼飞行器(1)的齿轮传动组件(200) 的传动原理。

为了更清楚地示出齿轮传动组件(200)的结构，图3示出的是齿轮传动组件(200)的各个部件的图。

如图3所示，根据本公开的实施例的齿轮传动组件(200)可以是行星齿轮组，并且包括：第一太阳齿轮(201)、一个或多个第一行星齿轮(202)、第一支架(203)、第二太阳齿轮(204)、一个或多个第二行星齿轮(205)、第二支架(206)、第一输出轴(207)、第一内齿圈(208)。另外，根据本公开的实施例的齿轮传动组件(200)还可以包括其他组件，例如，轴承、连接件，并不限于此。

根据本公开的实施例，如图3和图4所示，第一太阳齿轮(201)可以与动力源(300)连接。如图3和图4所示，一个或多个第一行星齿轮(202) 可以与第一太阳齿轮(201)啮合，例如，围绕第一太阳齿轮(201)啮合。一个或多个第一行星齿轮(202)可以固定在第一支架(203)的一侧上。如图3 和图4所示，第二太阳齿轮(204)可以固定在与第一支架(203)的上述一侧相背的另一侧，例如，第二太阳齿轮(204)可以和第一支架(203)一体地形成。如图3和图4所示，一个或多个第二行星齿轮(205)可以与第二太阳齿轮(204)啮合，例如，围绕第二太阳齿轮(204)啮合。如图3和图4所示，一个或多个第二行星齿轮(205)可以固定在第二支架(206)的一侧上。如图3和图4所示，第一输出轴(207)可以固定在与第二支架(206)的上述一侧相背的另一侧，例如，第一输出轴(207)可以与第二支架(206)一体地形成。并且，第一输出轴(207)可以连接到曲柄传动组件(100)，以将来自动力源(300)的动力传递至曲柄传动组件(100)。例如，第一输出轴(207) 可以是D字形轴，以铆接到曲柄结构(103)的曲柄(103-1)的一端的D字形孔。如图3和图4所示，第一太阳齿轮(201)、一个或多个第一行星齿轮(202)、第一支架(203)、第二太阳齿轮(204)、一个或多个第二行星齿轮(205)和第二支架(206)可以位于第一内齿圈(208)内部，并且第一内齿圈(208)可以与一个或多个第一行星齿轮(202)和一个或多个第二行星齿轮(205)均部分啮合，一个或多个第一行星齿轮(202)和一个或多个第二行星齿轮(205)可以沿着第一内齿圈(208)的内圈滚动。

根据本公开的实施例，如图3所示，一个或多个第一行星齿轮(202)可以包括三个第一行星齿轮(202a，202b，202c)，三个第一行星齿轮(202a， 202b，202c)可以围绕第一太阳齿轮(201)均匀地分布。并且，如图3所示，一个或多个第二行星齿轮(205)可以包括三个第二行星齿轮(205a，205b， 205c)，三个第二行星齿轮(205a，205b，205c)围绕第二太阳齿轮(204) 均匀地分布。

例如，第一太阳齿轮(201)和第二太阳齿轮(204)的齿数可以为9，第一行星齿轮(202)和第二行星齿轮(205)的齿数可以为18，并且，第一内齿圈(208)的齿数可以为45。以上齿数仅为示例，并不限于此。通过第一太阳齿轮(201)、第一行星齿轮(202)、第一支架(203)和第一内齿圈(208) 可以达到一级减速，减速比为45/9+1＝6；通过第一太阳齿轮(201)、第一行星齿轮(202)、第一支架(203)和第一内齿圈(208)可以达到二级减速，减速比45/9+1＝6；可以得到总的减速比为6*6＝36。

此外，根据本公开的实施例的齿轮传动组件(200)还可以包括底座(209)，以固定动力源(300)和齿轮传动组件(200)。例如，第一内齿圈(208)可以与底座(209)连接，以将齿轮传动组件(200)组装在其内。

以上结合图3和图4描述的根据本公开的实施例的扑翼飞行器(1)，其齿轮传动组件(200)采用两级行星齿轮组，能够实现两级减速，并且行星齿轮组相比于其他减速齿轮组，结构上更紧凑，尺寸更小。

图5示出了根据本公开的另一实施例的扑翼飞行器(1)的曲柄传动组件 (100)、齿轮传动组件(200)和动力源(300)的连接的示意图。

根据本公开的另一实施例的扑翼飞行器(1)与以上结合图2-图4所描述的根据本公开的实施例的扑翼飞行器(1)的不同之处在于齿轮传动组件(200) 和动力源(300)，而曲柄传动组件(100)可以与以上结合图2-图4所描述的根据本公开的实施例的曲柄传动组件(100)相同，这里不再赘述。

以下将结合图6和图7详细描述根据本公开的另一实施例的扑翼飞行器(1)的齿轮传动组件(200)和动力源(300)。

图6示出了根据本公开的另一实施例的齿轮传动组件(200)和动力源 (300)的示意图。并且，结合图7描述根据本公开的另一实施例的扑翼飞行器(1)的齿轮传动组件(200)的传动原理。

根据本公开的另一实施例，动力源(300)可以包括两个动力源(300a， 300b)，这两个动力源(300a，300b)可以是例如空心杯电机，其转速为46000 转/分钟。上述电机类型和转速仅为示例，并不限于此。另外，这两个动力源 (300a，300b)可以同时运行，也可以仅运行一个。当两个动力源(300a，300b) 同时运行时，可以实现电机增矩，以提高飞翼的扑动效率。当仅运行一个动力源(300a或300b)时，另一动力源(300a或300b)可以作为备用，以提高可靠性。

根据本公开的另一实施例，齿轮传动组件(200)可以包括：两个第一齿轮(211a，211b)、第二齿轮(212)、第二内齿圈(213)、曲轴(214)、第三齿轮(215)和输出组件(216)。

根据本公开的另一实施例，如图6和图7所示，两个第一齿轮(211a， 211b)可以对应地与两个动力源(300a，300b)连接。如图6和图7所示，第二齿轮(212)可以与两个第一齿轮(211a，211b)啮合，例如，在第二齿轮 (212)的相对的两侧处与两个第一齿轮(211a，211b)啮合。另外，动力源 (300a，300b)和第一齿轮(211a，211b)可以例如安装在齿轮传动组件(200) 的固定架(例如，如图6所示的后端盖(218))上。如图6和图7所示，曲轴(214)的一端可以穿过第二内齿圈(213)与第二齿轮(212)连接。如图 6和图7所示，第三齿轮(215)可以与曲轴(214)的另一端连接，并且位于第二内齿圈(213)内部，与第二内齿圈(213)部分啮合，以沿着第二内齿圈 (213)的内圈转动。如图6和图7所示，输出组件(216)的第一端可以与第三齿轮(215)连接，第二端可以具有第二输出轴(216-2)，并且第二输出轴(216-2)可以连接到曲柄传动组件(100)，以将来自动力源(300)的动力传递至曲柄传动组件(100)。另外，第二输出轴(216-2)可以安装在齿轮传动组件(200)的固定架(例如，如图6所示的前端盖(217))上，并且第二输出轴(216-2)可以穿过齿轮传动组件(200)的固定架(例如，如图6所示的前端盖(217))，以连接到曲柄传动组件(100)。例如，第二输出轴 (216-2)可以是D字形轴，以铆接到曲柄结构(103)的曲柄(103-1)的一端的D字形孔。

例如，第一齿轮(211a，211b)的齿数可以为8，第二齿轮(212)的齿数可以为19，第三齿轮(215)的齿数可以为35，并且第二内齿圈(213)的齿数可以为36，第二内齿圈(213)的齿数可以大于第三齿轮(215)的齿数，并且齿数差可以较小，这里的齿数差为1。上述齿数仅为示例，并不限于此。通过第一齿轮(211a，211b)、第二齿轮(212)可以达到一级减速，减速比为19/8＝2.375；通过第三齿轮(215)和第二内齿圈(213)可以达到二级减速，减速比36/(36-35)＝36；可以得到总的减速比为2.375*36＝85.5。

以上结合图6和图7描述的根据本公开的另一实施例的扑翼飞行器(1)，其齿轮传动组件(200)采用行星齿轮组，能够实现两级减速，并且行星齿轮组相比于其他减速齿轮组，结构上更紧凑，进一步减小传动机构的尺寸。此外，行星齿轮组的第二内齿圈(213)的齿数与第三齿轮(215)的齿数差较小，使得在相同传动比的情况下，齿轮齿数更少，第二内齿圈(213)更小，从而减小齿轮传动组件(200)的尺寸。

此外，根据本公开的另一实施例，曲轴(214)可以包括与第二齿轮(212) 连接的第一部段(214_1)和与第三齿轮(215)连接的第二部段(214_2)，第一部段(214_1)的轴向中心线可以与第二部段(214_2)的轴向中心线平行，例如，第一部段(214_1)的轴向中心线可以相对于第二部段(214_2)的轴向中心线偏移一定量a。并且，第一部段(214_1)的轴向中心线可以与第二齿轮(212)的圆心、第二内齿圈(213)的圆心、以及输出组件(216)的中心在同一条直线上(例如，如图7所示的直线o-o’)，第二部段(214_2) 的轴向中心线可以与第三齿轮(215)的圆心在同一条直线上(例如，如图7 所示的直线p-p’)。

根据本公开的另一实施例，与第三齿轮(215)连接的输出组件(216)的第一端可以具有一个或多个销轴(216_1)(例如，四个或六个销轴(216_1))，第三齿轮(215)上可以均匀地设置有与一个或多个销轴(216_1)相对应的一个或多个销孔(215_1)(例如，四个或六个销孔(215_1))，用于插入一个或多个销轴(216_1)，上述销轴(216_1)和销孔(215_1)的数量仅为示例，并不限于此。并且，一个或多个销孔(215_1)的直径可以大于一个或多个销轴(216_1)的直径，每个销轴(216_1)可以沿着每个销孔(215_1)的内圈滚动，如图8所示。

根据本公开的另一实施例，第二内齿圈(213)的圆心(例如，如图8所示的点D)、第三齿轮(215)的圆心(例如，如图8所示的点A)、一个或多个销孔(215-1)中的任意一个的中心(例如，如图8所示的点B)、与一个或多个销孔(215-1)中的任意一个相对应的销轴(216-1)的中心(例如，如图8所示的点C)的连线可以构成一平行四边形(例如，如图8所示的平行四边形ABCD)，此时，销轴(216-1)的直径d_p和销孔(215-1)的直径d_w可以满足：d_w＝d_p+2*a。换句话说，当销轴(216-1)的直径d_p和销孔(215-1) 的直径d_w可以满足：d_w＝d_p+2*a时，第三齿轮(215)的圆心、任意一个销孔 (215-1)的中心、与该销孔(215-1)相对应的销轴(216-1)的中心的连线可以构成一平行四边形，从而可以保持传动比始终如一。

最后，需要说明的是，本公开在描述各个构件的位置及其之间的配合关系等时，通常会以一个/一对构件举例而言，然而本领域技术人员应该理解的是，这样的位置、配合关系等，同样适用于其他构件/其他成对的构件。

以上所述仅是本公开的示范性实施方式，而非用于限制本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims

1.一种扑翼飞行器，其特征在于，所述扑翼飞行器包括：

-曲柄传动组件(100)，安装到所述扑翼飞行器的机身，并且包括以所述扑翼飞行器的机身的中心线左右对称布置并相互接触的第一传动机构(101)和第二传动机构(102)、以及曲柄结构(103)，其中，所述曲柄结构(103)的一端可转动地固定，另一端可转动地连接到所述第一传动机构(101)或所述第二传动机构(102)，以带动所述第一传动机构(101)和所述第二传动机构(102)分别绕各自的转轴往复运动；

-支架(500)，所述第一传动机构(101)和所述第二传动机构(102)固定安装在所述支架(500)上；

-加强板(600)，所述加强板(600)与所述支架(500)之间形成有容纳所述第一传动机构(101)和所述第二传动机构(102)的空间；以及

-第一飞翼(400a)和第二飞翼(400b)，分别连接到所述第一传动机构(101)和所述第二传动机构(102)，以在所述第一传动机构(101)和所述第二传动机构(102)往复运动时上下扑动。

2.根据权利要求1所述的扑翼飞行器，其特征在于，所述加强板(600)远离所述支架(500)的一侧设置有曲柄结构(103)。

3.根据权利要求1所述的扑翼飞行器，其特征在于，所述扑翼飞行器还包括：

-齿轮传动组件(200)，连接所述曲柄传动组件(100)和动力源(300)，以将来自所述动力源(300)的动力传递至所述曲柄传动组件(100)，使得所述曲柄结构(103)的所述一端转动，以带动所述第一传动机构(101)和所述第二传动机构(102)分别绕各自的转轴往复运动；

-动力源(300)，连接到所述齿轮传动组件(200)，以为所述齿轮传动组件(200)提供动力。

4.根据权利要求3所述的扑翼飞行器，其特征在于，所述第一传动机构(101)和所述第二传动机构(102)为相互啮合的齿轮、齿轮的一部分、或不完全齿轮。

5.根据权利要求3所述的扑翼飞行器，其特征在于，所述第一传动机构(101)和所述第二传动机构(102)的所述转轴分别以其中心点固定在所述支架(500)上。

6.根据权利要求3所述的扑翼飞行器，其特征在于，所述第一传动机构(101)上形成有第一连接杆(M1)，所述第二传动机构(102)上形成有第二连接杆(M2)，并且所述第一连接杆(M1)上形成有用于插接所述第一飞翼(400a)的第一插槽(S1)，所述第二连接杆(M2)上形成有用于插接所述第二飞翼(400b)的第二插槽(S2)。

7.根据权利要求3所述的扑翼飞行器，其特征在于，所述曲柄结构(103)包括曲柄(103-1)和连杆(103-2)，所述曲柄(103-1)的一端可转动地固定在所述扑翼飞行器的机身或连接到机身的支架上，并且连接到所述齿轮传动组件(200)，以由所述齿轮传动组件(200)带动所述曲柄(103-1)绕连接点旋转，所述曲柄(103-1)的另一端可转动地连接到所述连杆(103-2)的一端，以由所述曲柄(103-1)带动所述连杆(103-2)移动，并且所述连杆(103-2)的另一端可转动地连接到所述第一传动机构(101)或所述第二传动机构(102)，以由所述连杆(103-2)带动所述第一传动机构(101)或所述第二传动机构(102)往复运动，并且由与所述连杆(103-2)连接的所述第一传动机构(101)和所述第二传动机构(102)中的一个带动另一个往复运动。

8.根据权利要求3所述的扑翼飞行器，其特征在于，所述齿轮传动组件(200)是行星齿轮组，并且包括：

-第一太阳齿轮(201)，与所述动力源(300)连接；

-一个或多个第一行星齿轮(202)，与所述第一太阳齿轮(201)啮合；

-第一支架(203)，所述一个或多个第一行星齿轮(202)固定在其一侧上；

-第二太阳齿轮(204)，固定在与所述第一支架(203)的所述一侧相背的另一侧；

-一个或多个第二行星齿轮(205)，与所述第二太阳齿轮(204)啮合；

-第二支架(206)，所述一个或多个第二行星齿轮(205)固定在其一侧上；

-第一输出轴(207)，固定在与所述第二支架(206)的所述一侧相背的另一侧，并连接到所述曲柄传动组件(100)，以将来自所述动力源(300)的动力传递至所述曲柄传动组件(100)；以及

-第一内齿圈(208)，所述第一太阳齿轮(201)、所述一个或多个第一行星齿轮(202)、所述第一支架(203)、所述第二太阳齿轮(204)、所述一个或多个第二行星齿轮(205)和所述第二支架(206)位于其内部，并且所述第一内齿圈(208)与所述一个或多个第一行星齿轮(202)和所述一个或多个第二行星齿轮(205)均部分啮合，所述一个或多个第一行星齿轮(202)和所述一个或多个第二行星齿轮(205)沿着所述第一内齿圈(208)的内圈转动。

9.根据权利要求3所述的扑翼飞行器，其特征在于，所述动力源(300)包括两个动力源(300a，300b)，并且所述齿轮传动组件(200)包括：

-两个第一齿轮(211a，211b)，对应地与所述两个动力源(300a，300b)连接；

-第二齿轮(212)，其与所述两个第一齿轮(211a，211b)啮合；

-第二内齿圈(213)；

-曲轴(214)，其一端穿过所述第二内齿圈(213)与所述第二齿轮(212)连接；

-第三齿轮(215)，其与所述曲轴(214)的另一端连接，并且位于所述第二内齿圈(213)内部，与所述第二内齿圈(213)部分啮合，以沿着所述第二内齿圈(213)的内圈滚动；

-输出组件(216)，其第一端与所述第三齿轮(215)连接，第二端具有第二输出轴(216-2)，所述第二输出轴(216-2)连接到所述曲柄传动组件(100)，以将来自所述动力源(300)的动力传递至所述曲柄传动组件(100)。

10.根据权利要求9所述的扑翼飞行器，其特征在于，所述第二内齿圈(213)的齿数大于所述第三齿轮(215)的齿数，并且齿数差为1。