CN220430503U - 一种滚珠丝杠式机翼折叠机构的扑翼机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种滚珠丝杠式机翼折叠机构的扑翼机，包括机身支架、舵机、电机以及安装在机身上的机翼和尾翼；所述的机身支架上还安装有与机翼相配合的扑翼驱动装置和能够使机翼折叠的机翼折叠装置；其中，所述的扑翼驱动装置是通过舵机驱动，用于驱动机翼完成扑翼运动；所述的机翼折叠装置是通过电机驱动滚珠丝杠用于控制机翼的折叠幅度，利用本实用新型可对扑翼机的机翼折叠幅度控制的更加精准并且其结构简单、仿生性好，解决了现有扑翼机的机翼折叠幅度控制不准确的问题。

Description

一种滚珠丝杠式机翼折叠机构的扑翼机

技术领域

本实用新型涉及一种滚珠丝杠式机翼折叠机构的扑翼机，属于飞行器控制技术领域。

背景技术

扑翼机又称振翼机，是指基于仿生学原理设计制造的，机翼能像鸟类和昆虫翅膀那样上下扑动的空中飞行器，扑翼机通过扑动机翼产生升力和推力，从而实现起飞、降落、加速、减速、急跃升、急转弯、悬停、倒飞、俯冲和举升等飞行动作，与固定翼和旋翼飞行器相比，扑翼机具有更强的低耗性、灵活性、隐蔽性和机动性，是本领域研究热点。

现有的折叠机翼扑翼机的机翼包括外段翼以及与外段翼铰接的内段翼，内段翼在驱动结构下变形运动，通过内段翼的变形实现内段翼与外段翼间夹角的变化，即折叠翼扑翼机机翼的展开与折叠。

然而，这种折叠方式只能实现外段翼的水平向上或水平向下折叠，无法仿生鸟类高空俯冲时翅膀向后伸展的状态，并且这种折叠方式的折叠的精度不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种滚珠丝杠式机翼折叠机构的扑翼机，以解决现有技术现有扑翼机无法实现外段翼绕着内段翼末端水平向后折叠且折叠精度不高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是；一种滚珠丝杠式机翼折叠机构的扑翼机，包括机身支架、扑翼驱动装置、机翼折叠装置、机翼和尾翼，其特征在于：所述电机座下部杆用胶水固定在下支撑杆上，所述的电机座两侧通过短支杆固定舵机和侧孔，所述的电机转轴上设有垂直于轴线的螺纹孔且电机装载于电机座的内部，电机与电机座之间是过盈配合，所述的滚珠丝杠杆的前端设有垂直于轴线的螺纹孔，后端与尾翼支撑架上的杠杆孔过渡配合，所述的丝杠螺母在丝杠杆上，通过丝杠杆的正向、反向旋转使丝杠螺母沿着丝杠杆产生前进和后退，所述的连轴器上侧面设有垂直于轴线的螺纹孔，联轴器的上端和下端都开有圆孔，将电机转轴和滚珠丝杠杆分别插入联轴器的上端圆孔和下端圆孔中，旋转其位置将它们三个的螺纹孔对齐并通过螺钉将它们固定在一起，起到电机带动丝杠杆旋转的效果。

优选地，所述舵机架两侧设有矩形槽用于安装舵机，且舵机转轴面朝向机身前端，用于安装舵机摇臂，所述的厚固定板和薄固定板通过螺钉固定在舵机摇臂上，所述的舵机、舵机摇臂、厚固定板和薄固定板组成扑翼驱动装置，扑翼角度范围在水平线向上80°~水平线向下80°之间。

优选地，所述的机身两侧都设有第一连接件组、第二连接件组和第三连接件，所述的第一连接件组包括第一主连接件、第一副连接件，所述的第二连接件组包括第二主连接件、第二副连接件，所述的第一主连接件用于连接内段翼的末端，第一副连接件用于连接外段翼的首端，实现外段翼和内段翼的铰接，所述的第二主连接件固定在距离外段翼首段10mm处，第二副连接件连接在牵拉杆的首段，实现外段翼与牵拉杆的铰接，所述的第三连接件固定在牵拉杆的末端，所述的外段翼、内段翼、第一连接件组和第二连接件组连接成机翼。

优选地，所述的电机固定在电机座内部，电机座固定在下支撑杆上且用短支杆与舵机连接在一起，所述的滚珠丝杠杆的首段用联轴器与电机转轴连接在一起，丝杠杆的末端嵌入在尾翼支撑架的盲孔中，滚珠丝杠螺母前端设有关于中心对称的两个槽，槽上都各设有圆环，圆环套在槽的外壁上，使圆环能够沿着槽的外壁进行往复运动，所述的圆环与第三连接件套接在一起，组成机翼折叠装置。

优选地，所述的机翼折叠装置通过电机来带动滚珠丝杠杆的正转、反转，所述的滚珠丝杠杆会带动滚珠丝杠螺母作前进、后退运动，所述的滚珠丝杠螺母会通过左侧牵拉杆和右侧牵拉杆拉动左右两侧外段翼作折叠和展开运动。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所提供的机翼折叠装置具有折叠程度精准、可主动折叠展开机翼和折叠性能好的特点，机翼折叠机构能够控制机翼能够控制外段翼与内段翼折叠和展开幅度达到90°，在扑翼飞行过程中，机翼能够根据特定的飞行姿势主动完成折翼和展开动作，另外，机翼折叠功能也能起到保护机翼的作用。

附图说明

图1为本实用新型机翼展开时俯视结构示意图。

图2为本实用新型机翼展开时局部俯视结构示意图。

图3为本实用新型中机翼折叠机构示意图。

图4为本实用新型中滚珠丝杠螺母侧视结构示意图。

图5为本实用新型中电机和电机座结构示意图。

图6为本实用新型扑翼时正视结构示意图。

图7为本实用新型机翼折叠时俯视结构示意图。

图8为本实用新型侧视结构示意图。

附图标记说明：1、舵机一；2、舵机二；3、厚固定板；4、外段翼；5、第二副连接件；6、滚珠丝杠螺母；7、滚珠丝杠杆； 8、尾翼夹；9、尾翼杆；10、内段翼；11、薄固定板；12、舵机摇臂；13、第一主连接件；14、第一副连接件；15、短支杆；16、电机；17、联轴器；18、牵拉杆；19、尾翼支撑架；20、尾翼固定架；21、舵机架；22、第二主连接件；23、圆环；24、第三连接件；25、电机座；26、支撑杆；27、侧孔；28、滚珠丝杠螺母前端槽的外壁；29、电机座下部杆。

实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1到图8所示，本实用新型提供的一种滚珠丝杠式机翼折叠机构的扑翼机,包括机身、扑翼驱动装置、机翼折叠装置、机翼和尾翼，其特征在于：所述的机身前部舵机架21的矩形槽中安装有舵机一1和舵机二2，且两个舵机转轴上都安装有舵机摇臂12、厚固定板3和薄固定板11，三者通过螺钉固定在一起，且厚固定板3和薄固定板11之间固定有内段翼10，内段翼10的末端通过第一连接件组连接外段翼4首端，所述的外段翼4距离首端10mm处设有第二连接件组，所述的第二连接件组中的第二副连接件5连接牵拉杆18的首端，所述的牵拉杆18的末端固定有第三连接件24。

如图2所示，电机16固定在电机座25的内部，电机座25通过自身下部杆29和短支杆15固定在支撑杆26、舵机一1和舵机二2上，联轴器17连接电机16的转轴和滚珠丝杠杆7，滚珠丝杠杆7的末端嵌入在机身后部尾翼支撑架19的盲孔中，滚珠丝杠螺母6与滚珠丝杠杆7配合在一起，滚珠丝杠螺母6前端凹槽中的圆环23零件与第三连接件24套在一起。

如图7所示，当电机16转轴逆时针转动和顺时针转动时，滚珠丝杠杆7也会随着电机16转轴的转动而转动，从而使滚珠丝杠螺母6沿着滚珠丝杠杆7进行前进和后退，以机翼展开时滚珠丝杠螺母6位置为初位置，当电机顺时针转动时，带动滚珠丝杠杆7顺时针转动，此时滚珠丝杠螺母6沿着滚珠丝杠杆7向后位移，滚珠丝杠螺母6会通过圆环23、第三连接件24和牵拉杆18带动外段翼4绕着第一连接件组的铰接点向后转动，此时机翼是折叠状态，当滚珠丝杠螺母6移动到滚珠丝杠杆7的末端时，此时外段翼4向后的转动角度最大，最大角度为90°。

如图1 所示，外段翼4转角为0°时，外段翼4与内段翼10共线，滚珠丝杠螺母6在滚珠丝杠杆7上的位置为初位置，机翼成展开状态。

如图6所示，舵机一1和舵机二2的转轴关于机身中心镜像顺时针、逆时针转动时，带动舵机摇臂12、厚固定板3和薄固定板11上、下往复摆动，摆动的幅度范围在水平向上80°~水平向下80°之间，在厚固定板3和薄固定板11之间固定的内段翼10和通过第一连接件组与内段翼10铰接在一起的外段翼4也随着上、下往复摆动，此时扑翼机呈扑翼状态。

内段翼10、外段翼4、两根短支杆15、尾翼支撑架19和三根尾翼杆9用于固定机翼膜和尾翼膜。

工作原理：在机翼折叠机构中，当电机16转轴逆时针、顺时针转动时，滚珠丝杠杆7随着电机16转轴同样转动，从而使滚珠丝杠螺母6沿着滚珠丝杠杆7进行前进、后退，以机翼展开时的滚珠丝杠螺母6位置为初始位置，当电机16顺时针转动时，带动滚珠丝杠杆7顺时针转动，此时滚珠丝杠螺母6沿着滚珠丝杠杆7向后位移，滚珠丝杠螺母6会通过圆环23、第三连接件24和牵拉杆18带动外段翼4绕着第一连接件组的铰接点向后转动，转动角度随着滚珠丝杠螺母6位移距离的增大而增大，当滚珠丝杠螺母6移动到滚珠丝杠杆7的末端时，电机停止顺时针转动，此时外段翼4与内段翼10是垂直关系，机翼呈折叠状态，外段翼向后的转动角度最大，最大角度为90°；随后可控制电机逆时针转动，带动滚珠丝杠杆逆时针转动，此时滚珠丝杠螺母6沿着滚珠丝杠杆7向前位移，滚珠丝杠螺母6会通过圆环23、第三连接件24和牵拉杆18带动外段翼4绕着第一连接件组的铰接点向前转动，转动角度随着滚珠丝杠螺母6位移距离的增大而增大，当滚珠丝杠螺母回到初始位置时，外段翼4与内段翼10共线，电机停止逆时针转动，此时机翼呈展开状态。

Claims (6)

1.一种滚珠丝杠式机翼折叠机构的扑翼机，其特征在于：它包括机身支架、舵机、电机以及安装在机身支架上的机翼、尾翼、扑翼驱动装置和机翼折叠装置；所述的机身支架包括舵机架(21)、支撑杆(26)和尾翼支撑架(19)；所述的舵机架(21)对称设置有两个矩形槽；所述的舵机架(21)和尾翼支撑架(19)上都设有矩形盲孔；所述的支撑杆(26)两端分别固定在舵机架(21)和尾翼支撑架(19)的矩形盲孔中；所述的扑翼驱动装置和机翼折叠装置设在机身支架上；其中，所述的扑翼驱动装置用于驱动机翼完成扑翼运动；所述的机翼折叠装置用于控制外段翼(4)与内端翼(10)折叠的效果；

所述的外段翼(4)与内段翼(10)均采用直径为2mm的碳纤维杆。

2.根据权利要求1所述的一种滚珠丝杠式机翼折叠机构的扑翼机，其特征在于：所述的扑翼驱动装置包括舵机一(1)、舵机二(2)、舵机摇臂(12)、厚固定板(3)和薄固定板(11)；所述的舵机一(1)和舵机二(2)通过螺钉分别固定在舵机架(21)两侧的矩形槽中；所述的厚固定板(3)和薄固定板(11)表面设有相同大小和尺寸的开口槽，厚固定板(3)和薄固定板(11)能够通过螺钉固定成一个整体，使两个通过开口槽形成一个圆形盲孔。

3.根据权利要求1所述的一种滚珠丝杠式机翼折叠机构的扑翼机，其特征在于：所述的机翼包括顺序连接的内段翼(10)和外段翼(4)，外段翼(4)与内段翼(10)之间设有第一连接件组，使外段翼(4)与内段翼(10)活动连接在内段翼(10)的末端，外段翼(4)上设有第二连接件组使外段翼(4)与牵拉杆(18)首段连接在一起；所述的第一连接件组包括第一主连接件(13)和第一副连接件(14)；所述的第二连接件组包括第二主接件(22)和第二副连接件(5)。

4.根据权利要求1所述的一种滚珠丝杠式机翼折叠机构的扑翼机，其特征在于：所述的尾翼包括尾翼杆(9)、尾翼夹(8)和尾翼固定架(20)，所述的尾翼杆(9)固定在尾翼夹(8)中，所述的尾翼夹(8)通过螺栓固定在尾翼固定架(20)上；所述的尾翼固定架(20)通过螺栓固定在尾翼支撑架(19)内部。

5.根据权利要求1所述的一种滚珠丝杠式机翼折叠机构的扑翼机，其特征在于：所述的机翼折叠装置包括滚珠丝杠杆(7)、滚珠丝杠螺母(6)、联轴器(17)、电机(16)、电机座(25)、短支杆(15)和牵拉杆(18)；所述的滚珠丝杠杆(7)的首段通过联轴器(17)与电机(16)相连接，使电机(16)能够带动滚珠丝杠杆(7)进行旋转；所述的电机座(25)上设有下部杆(29)和侧孔(27)；所述的电机(16)通过电机座(25)和固定在支撑杆(26)上，且电机座(25)通过短支杆(15)连接在舵机一(1)和舵机二(2)上使电机(16)运行时更加稳固；所述的滚珠丝杠螺母(6)前端设有关于中心对称的两个槽，槽的外壁(28)套装有圆环(23)，使圆环(23)能够沿着槽的外壁(28)进行往复运动；所述的牵拉杆(18)的末端通过第三连接件(24)与圆环(23)连接在一起，使滚珠丝杠螺母(6)带动牵拉杆(18)进行前后往复运动运动；所述的短支杆(15)和牵拉杆(18)均采用直径为1.5mm的碳纤维杆。

6.根据权利要求1所述的一种滚珠丝杠式机翼折叠机构的扑翼机，其特征在于：所述扑翼机上下扑翼角度范围在水平线向上80°～水平线向下80°之间，外段翼的展向角度范围是水平线向后0°～90°。