扑翼结构及应用扑翼结构的仿蜻蜓扑翼飞行器

本发明涉及仿生学领域，特别涉及扑翼结构及应用扑翼结构的仿蜻蜓扑翼飞行器。

背景技术：

1、扑翼结构是飞行器的重要组成部件，扑翼结构通过机翼的扑动产生升力从而使得飞行器能够飞行。目前科研人员通过对蜻蜓进行仿生以研究扑翼结构，但是研究结果并不能令人满意，一方面现有的扑翼结构的扑动方式僵硬，飞行过程中的稳定性、动作连贯性效果较差，而且在偏航以及滚转的动作中体现的更加明显，另一方面扑翼结构通常采用连杆机构作为驱动单元，其结构复杂，机械件数较多，需要较大的空间进行容纳，造成飞行器的体积、重量过大，不具有隐蔽性，难以应用到特殊领域中。

技术实现思路

1、本发明提供了一种扑翼结构及应用扑翼结构的仿蜻蜓扑翼飞行器，其目的是为了优化扑翼结构的扑动效果，提高飞行器的运动学能力。

2、为了达到上述目的，本发明的实施例提供了扑翼结构，包括：

3、u型基架，包括两平行段和与两平行段连接的连接段，所述连接段上设置有与连接段长度方向相同的滑槽，所述连接段上设置有沿连接段长度方向滑动的滑动块，所述滑动块上设置有插入孔；

4、回转单元，包括第一轴，所述第一轴一端转动设置在其中一个平行段上，另一端上设置有第一衔接板，所述第一衔接板上设置有动力轴，所述动力轴垂直于所述第一衔接板，所述第一轴与动力轴的轴线夹角为钝角；

5、机翼单元，包括连接杆，所述连接杆的一端设置有卡扣件，另一端设置有翼板，所述连接杆穿设于所述插入孔和所述滑槽内且卡扣件与动力轴间隙配合。

6、优选地，所述回转单元还包括第二轴，所述第二轴的一端转动设置在另一个平行段上，第二轴的另一端设置有第二衔接板，所述第二衔接板与所述第一衔接板平行，所述动力轴垂直设置于所述第二衔接板，所述第一轴与所述第二轴平行。

7、优选地，所述滑槽对应的圆心角为60°。

8、优选地，所述卡扣件为c形，且卡扣件的开口缝与动力轴的母线平行。

9、本申请还提供了一种仿蜻蜓扑翼飞行器，采用前述的扑翼结构，

10、包括机架，所述机架呈筒状，在所述机架的两侧分别开设有前窗和后窗；

11、两对扑翼结构分别设置在所述前窗和所述后窗内；

12、第一动力结构和第二动力结构，分别用于驱动位于前窗的扑翼结构和位于后窗的扑翼结构进行扑动。

13、优选地，所述第一动力结构包括第一电机、行星增速机，所述行星增速机包括齿圈、太阳轮、行星轮以及行星支架，所述第一电机传动连接于所述行星支架，所述行星齿轮转动的设置在所述行星支架上，所述太阳轮上设置有带有第一齿轮的输出轴，位于前窗的扑翼结构的第一轴上设置有与第一齿轮啮合的第二齿轮。

14、优选地，所述输出轴的轴向与两个所述前窗的连线相互垂直，所述第一齿轮和第二齿轮为锥齿轮或斜齿轮；第一齿轮和第二齿轮的轴交角为直角。

15、优选地，所述第二动力结构设置有两个，每个动力结构上设置有第三齿轮，位于后窗的扑翼结构的第一轴上设置有与第三齿轮啮合的第四齿轮。

16、优选地，机架的尾部还设置有尾翼调节结构，所述尾翼调节结构包括舵机、调节板、l板以及尾翼本体，所述舵机设置在所述机架的尾部，并且舵机的输出端与所述调节板的转动中心连接，所述l板的一端与所述调节板固定连接，所述尾翼本体与所述l板的另一端连接且调节板与尾翼本体平行。

17、本发明的上述方案有如下的有益效果：

18、本申请提供的扑翼结构，具有结构简单，通过第一轴作为输入轴进行定轴转动，连接杆受到滑槽和插入孔的限制沿滑槽的方向进行往复扑动，同时连接杆能够绕自身的回转轴进行自转，形成翅膀的扑动以及转动。

19、本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种扑翼结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的扑翼结构，其特征在于：所述回转单元(2)还包括第二轴(24)，所述第二轴(24)的一端转动设置在另一个平行段(11)上，第二轴(24)的另一端设置有第二衔接板(25)，所述第二衔接板(25)与所述第一衔接板(22)平行，所述动力轴(23)垂直设置于所述第二衔接板(25)，所述第一轴(21)与所述第二轴(24)平行。

3.根据权利要求1所述的扑翼结构，其特征在于：所述滑槽(13)对应的圆心角为60°。

4.根据权利要求1所述的扑翼结构，其特征在于：所述卡扣件(32)为c形，且卡扣件(32)的开口缝与动力轴(23)的母线平行。

5.一种仿蜻蜓扑翼飞行器，采用权利要求1-4任一项所述的扑翼结构，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的仿蜻蜓扑翼飞行器，其特征在于：所述第一动力结构(5)包括第一电机(51)、行星增速机，所述行星增速机包括齿圈(521)、太阳轮、行星轮(523)以及行星支架(524)，所述第一电机(51)传动连接于所述行星支架(524)，所述行星齿轮转动的设置在所述行星支架(524)上，所述太阳轮上设置有带有第一齿轮(525)的输出轴，位于前窗(41)的扑翼结构(a)的第一轴(21)上设置有与第一齿轮(525)啮合的第二齿轮(26)。

7.根据权利要求5所述的仿蜻蜓扑翼飞行器，其特征在于：所述输出轴的轴向与两个所述前窗(41)的连线相互垂直，所述第一齿轮(525)和第二齿轮(26)为锥齿轮或斜齿轮；第一齿轮(525)和第二齿轮(26)的轴交角为直角。

8.根据权利要求5所述的仿蜻蜓扑翼飞行器，其特征在于：所述第二动力结构(6)设置有两个，每个动力结构上设置有第三齿轮(61)，位于后窗(42)的扑翼结构(a)的第一轴(21)上设置有与第三齿轮(61)啮合的第四齿轮(27)。

9.根据权利要求5所述的仿蜻蜓扑翼飞行器，其特征在于：机架(4)的尾部还设置有尾翼调节结构(7)，所述尾翼调节结构(7)包括舵机(71)、调节板(72)、l板(73)以及尾翼本体(74)，所述舵机(71)设置在所述机架(4)的尾部，并且舵机(71)的输出端与所述调节板(72)的转动中心连接，所述l板(73)的一端与所述调节板(72)固定连接，所述尾翼本体(74)与所述l板(73)的另一端连接且调节板(72)与尾翼本体(74)平行。

技术总结本发明提供了一种扑翼结构及应用扑翼结构的仿蜻蜓扑翼飞行器，涉及仿生学领域，包括U型基架，包括两平行段和与两平行段连接的连接段，连接段上设置有与连接段长度方向相同的滑槽，连接段上设置有沿连接段长度方向滑动的滑动块，滑动块上设置有插入孔；回转单元，包括第一轴，第一轴一端转动设置在其中一个平行段上，另一端上设置有第一衔接板，第一衔接板上设置有动力轴，动力轴垂直于第一衔接板，第一轴与动力轴的轴线夹角为钝角；机翼单元，包括连接杆，连接杆的一端设置有卡扣件，另一端设置有翼板，连接杆穿设于插入孔和滑槽内且卡扣件与动力轴间隙配合，本申请能够实现机翼单元往复扑动的同时，还能调整机翼单元的攻角。技术研发人员：董大恒,袁邦哲,任建福,欧阳诗琪,戴亚宣,刘昊,王志浩,吕彦霖,何晟,王逗受保护的技术使用者：中南大学技术研发日：技术公布日：2024/5/27