JP4011538B2 - 羽ばたき装置 - Google Patents
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Description
また、前述の羽ばたき装置は、第2の羽軸の回転角の範囲が所定の値以下になるように、軸回り回転部材の回転の範囲を制限するストッパをさらに備えていることが好ましい。また、ストッパが機能しているときには、軸回り回転部材は、中心点回り回転部材に対する相対的な位置関係が固定された状態となり、第1の羽軸および第2の羽軸それぞれは、中心点回り回転部材の回転中心軸回りの回転を行なう。また、ストッパが機能していないときには、軸回り回転部材は、中心点回り回転部材の回転に伴って回転する状態となり、第2の羽軸は、軸回り回転部材の回転中心軸回りの回転を行なう。
上記の構成によれば、1つの羽について1自由度のアクチュエータ1個のみを設けるだけで、羽ばたき飛行およびホバリングに必要な羽の複雑な3次元的軌跡を実現することができる。
まず、本発明との関連において本実施の形態の羽ばたき装置1を説明する。
次に、図17〜図21を用いて、実施の形態2の羽ばたき装置を説明する。
ここで、nは、図18の距離Sを1単位とした場合に、前羽軸807上における前羽軸807の付け根からの距離を示す数値であり、εは図18に示したひねり軸811の傾きの大きさを示す角度である。なお、距離Sは、第2の円板102の円形面の中心点から前羽軸807に対して引いた垂線と前羽軸807との交点と、ひねりシャフト900の延長線(回転中心軸811)と前羽軸807との交点と、の間の距離である。また、ηは次式で表される。
また、前述のように、本実施の形態の羽ばたき機構における後羽軸808の回転角は、後羽軸808が前羽軸807の周囲を回転することによって生じる。すなわち、後羽軸808の回転角は、第2の円板102の回転角φによって表される。
浮上および降下を行なう最も単純な方法は、第1の円板101の回転速度を変更することにより、羽107の羽ばたき周波数を上昇または低下させる手法が挙げられる。
Claims (15)
- 本体と、該本体の前後方向に対する左側および右側のそれぞれに設けられた一対の羽部とを有する羽ばたき装置であって、
該羽部は、その運動により周囲流体に流体力を生じさせ、
該流体力は、前記羽ばたき装置の重力の方向とは逆向きに、前記羽ばたき装置の重力よりも大きな浮上力を前記羽ばたき装置に生じさせることが可能であり、
該羽ばたき装置は、前記一対の羽部のうちの少なくともいずれか一方について、
一方端側が前記羽部に固定されるとともに、他方端側が前記本体に取り付けられ、駆動源の駆動力を前記羽部に伝達する羽軸と、
前記前後方向および該前後方向に垂直な方向である左右方向を含む面に平行な面に沿って前記羽軸を所定の中心点回りに回転させることが可能な中心点回り回転部材と、
前記駆動源の駆動力を利用することなく、前記羽軸の前記所定の中心点回りの回転に従動する部材であって、前記羽軸が延びる方向を回転中心軸として、前記羽軸を該回転中心軸回りに回転させる軸回り回転部材と、
前記羽軸の回転角の範囲が所定の値以下になるように、前記軸回り回転部材の回転の範囲を制限するストッパとを備え、
該ストッパが機能しているときには、前記軸回り回転部材は、前記中心点回り回転部材に対する相対的な位置関係が固定された状態となり、前記羽軸は、前記中心点回り回転部材の回転中心軸回りの回転を行ない、
前記ストッパが機能していないときには、前記軸回り回転部材は、前記中心点回り回転部材の回転に伴って回転する状態となり、前記羽軸は、前記軸回り回転部材の回転中心軸回りの回転を行なう、羽ばたき装置。 - 前記ストッパは、前記中心点回り回転部材および前記軸回り回転部材のうち少なくともいずれか一方に設けられた、請求項1に記載の羽ばたき装置。
- 前記ストッパは、前記軸回り回転部材および前記中心点回り回転部材のうちいずれか一方に当接することにより、前記軸回り回転部材の回転を停止させ、
前記ストッパの摩擦係数ならびに前記中心点回り回転部材および前記軸回り回転部材のうちいずれかの摩擦係数は、前記中心点回り回転部材および前記軸回り回転部材のうちいずれか一方と前記ストッパとが当接しているときに、前記中心点回り回転部材および前記軸回り回転部材のうちいずれか一方と前記ストッパとの間の位置関係が変化しないような値に設定されている、請求項1に記載の羽ばたき装置。 - 前記中心点回り回転部材は、第1の円板を含み、
前記軸回り回転部材は、第2の円板および第3の円板を含み、
前記第2の円板および前記第3の円板は、それぞれの回転中心軸が一致するように設けられているとともに、前記ストッパが機能していない状態においては、前記第2の円板の外周面および前記第3の円板の外周面それぞれが前記第1の円板の主表面に接した状態で、前記第1の円板の回転に伴って回転し、
前記羽軸は、前記第2の円板に固定されており、前記ストッパが機能していない状態においては、該第2の円板の回転に伴って回転するとともに、前記第3の円板の貫通孔を貫通しており、前記ストッパが機能していない状態においては、前記貫通孔に接触しながら回転する、請求項1に記載の羽ばたき装置。 - 前記羽ばたき装置は、主表面が前記第1の円板の主表面に対向するように設けられ、前記第2の円板の外周面に接する第4の円板をさらに備え、
該第4の円板は、その回転中心軸が前記第1の円板の回転中心軸と一致するとともに、前記第2の円板の回転に従動するように回転する、請求項4に記載の羽ばたき装置。 - 前記羽ばたき装置は、前記第1の円板の主表面と前記第2の円板の外周面とに生じる摩擦力が、前記第1の円板の主表面以外の部分と前記羽軸とに生じる摩擦力よりも大きくなるように構成された、請求項4に記載の羽ばたき装置。
- 前記第1の円板の主表面および第2の円板の外周面それぞれは、互いにかみ合う凹凸を有する、請求項4に記載の羽ばたき装置。
- 本体と、該本体の前後方向に対する左側および右側のそれぞれに設けられた一対の羽部とを有する羽ばたき装置であって、
該羽部は、その運動により周囲流体に流体力を生じさせ、
該流体力は、前記羽ばたき装置の重力の方向とは逆向きに、前記羽ばたき装置の重力よりも大きな浮上力を前記羽ばたき装置に生じさせることが可能であり、
該羽ばたき装置は、前記一対の羽部のうちの少なくともいずれか一方について、
一方端側が前記羽部に取り付けられるとともに、他方端側が前記本体に取り付けられ、駆動源の駆動力を前記羽部に伝達する第1の羽軸と、
一方端側が前記羽部に取り付けられるとともに、他方端側が前記本体に取り付けられ、駆動源の駆動力を前記羽部に伝達する第2の羽軸と、
前記前後方向および該前後方向に垂直な方向である左右方向を含む面に平行な面に沿って前記第1の羽軸を所定の中心点回りに回転させることが可能な中心点回り回転部材と、
前記駆動源の駆動力を利用することなく、前記第1の羽軸の前記所定の中心点回りの回転に従動して、前記第1の羽軸とは所定の角度をなして交差する所定の回転中心軸回りに、前記第2の羽軸を回転させる軸回り回転部材と、
前記第2の羽軸の回転角の範囲が所定の値以下になるように、前記軸回り回転部材の回転の範囲を制限するストッパとを備え、
該ストッパが機能しているときには、前記軸回り回転部材は、前記中心点回り回転部材に対する相対的な位置関係が固定された状態となり、前記第1の羽軸および前記第2の羽軸それぞれは、前記中心点回り回転部材の回転中心軸回りの回転を行ない、
前記ストッパが機能していないときには、前記軸回り回転部材は、前記中心点回り回転部材の回転に伴って回転する状態となり、前記第2の羽軸は、前記軸回り回転部材の回転中心軸回りの回転を行ない、
前記羽部は、前記第1の羽軸と前記第2の羽軸との間に設けられ、前記第1の羽軸と前記第2の羽軸とが相対的な位置関係を変化させることより強制的に捻られる、羽ばたき装置。 - 前記中心点回り回転部材は、円板を含み、
前記軸回り回転部材は、第1の円錐の頂点から所定の距離までの部分の第2の円錐が除去された後の残りの部分である裁頭円錐を含み、
該前記裁頭円錐は、前記円板の回転に伴って、その周面が前記円板の主表面に接触した状態で回転し、
前記第2の羽軸は、前記裁頭円錐の円形面に設けられ、
該裁頭円錐の円形面の中心を通る軸と前記第2の羽軸とは所定の角度をなす、請求項8に記載の羽ばたき装置。 - 前記円板の主表面および前記裁頭円錐の外周面それぞれは、互いにかみ合う凹凸を有する、請求項9に記載の羽ばたき装置。
- 前記ストッパは、前記中心点回り回転部材および前記軸回り回転部材のうち少なくともいずれか一方に設けられた、請求項8に記載の羽ばたき装置。
- 前記ストッパは、前記軸回り回転部材および前記中心点回り回転部材のうちいずれか一方に当接することにより、前記軸回り回転部材の回転を停止させ、
前記ストッパの摩擦係数ならびに前記中心点回り回転部材および前記軸回り回転部材のうちいずれかの摩擦係数は、前記中心点回り回転部材および前記軸回り回転部材のうちいずれか一方と前記ストッパとが当接しているときに、前記中心点回り回転部材および前記軸回り回転部材のうちいずれか一方と前記ストッパとの間の位置関係が変化しないような値である、請求項8に記載の羽ばたき装置。 - 前記羽ばたき装置は、前記第1の羽軸の先端と前記第2の羽軸の先端とを結ぶように設けられた弾性線材を有する羽縁をさらに備え、
前記羽部は、前記第1の羽軸、前記第2の羽軸および前記羽縁により囲まれた部分に設けられた、請求項8に記載の羽ばたき装置。 - 前記羽縁が、前記第1の羽軸と前記第2の羽軸とが相対的な位置関係が変化する場合に、その変化によって塑性変形しない程度の柔軟性を有する部材により構成された、請求項13に記載の羽ばたき装置。
- 前記第1の羽軸および前記第2の羽軸それぞれは、中空部分を有する円筒状部材により構成され、
前記羽縁は、2つの前記円筒状部材の前記中空部分のそれぞれに挿入され、該中空部分内において、前記第1の羽軸および前記第2の羽軸が延びる2つの方向の2つの軸それぞれの回りに回転可能であるとともに、前記第1の羽軸および前記第2の羽軸それぞれから抜けないように構成された、請求項13に記載の羽ばたき装置。
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