一种可自主扭转机翼的仿鸟类飞行扑翼机器人

文档序号:1728444 发布日期:2019-12-20 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 一种可自主扭转机翼的仿鸟类飞行扑翼机器人 (Bird-like flying flapping-wing robot capable of automatically twisting wings ) 是由 郝永平 叶*** 刘双杰 刘凤丽 于 2019-09-30 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种可自主扭转机翼的仿鸟类飞行扑翼机器人,包括:机架、驱动机构、扑动机构、自主扭转机构、机翼和尾翼;驱动机构、扑动机构及自主扭转机构均安装在机架上,扑动机构分别与驱动机构和自主扭转机构相连,机翼分别与扑动机构和自主扭转机构相连,尾翼与自主扭转机构相连;驱动机构驱动扑动机构上下扑动,且带动自主扭转机构运动,使机翼可自主上下扑动且前后扭转,尾翼在机翼前后扭转的同时上下转动,在结构简单、仿生程度高、飞行效率高,且不额外增加舵机的前提下,实现机翼自主扭转,有效提高飞行升力和推力。(The invention provides a bird-like flying flapping-wing robot capable of automatically twisting wings, which comprises: the device comprises a rack, a driving mechanism, a flapping mechanism, an automatic torsion mechanism, wings and a tail wing; the driving mechanism, the flapping mechanism and the autonomous torsion mechanism are all arranged on the frame, the flapping mechanism is respectively connected with the driving mechanism and the autonomous torsion mechanism, the wings are respectively connected with the flapping mechanism and the autonomous torsion mechanism, and the tail wings are connected with the autonomous torsion mechanism; the driving mechanism drives the flapping mechanism to flap up and down and drives the autonomous torsion mechanism to move, so that the wings can flap up and down autonomously and twist back and forth, and the tail wings rotate up and down while twisting back and forth.)

一种可自主扭转机翼的仿鸟类飞行扑翼机器人

技术领域

本发明属于仿生机器人领域,尤其涉及一种可自主扭转机翼的仿鸟类飞行扑翼机器人。

背景技术

自然界中的昆虫和鸟类全部采用扑翼的方式进行飞行,仿生扑翼飞行器是模仿昆虫以及鸟类翅膀扑动而设计的一种新型机器人,具有体积小、重量轻、能耗低、噪音低、机动性能优越、隐蔽性强等优势,通过翅膀的扑动和柔性变形产生的向上的升力和向前的推力,实现扑翼机器人在空中的灵活飞行,具有极强的仿生性。经过对昆虫及部分鸟类的研究发现,它们上下扑动的两个过程对飞行有着不同的意义,其下扑过程主要提供飞行的升力,而上扑过程主要产生前进的推力,若要获得较大的升力和推力,昆虫和部分鸟类在飞行过程中翅膀就需要因应上扑和下扑而及时进行扭转变形,但是,目前常见的仿鸟扑翼飞行器很多都不能实现翅膀的扭转,或者能实现扭转但需要额外的电机辅助或者结构非常复杂,难以微型化,以及存在仿生程度不高等问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此,本发明提出一种可自主扭转机翼的仿鸟类飞行扑翼机器人。

有鉴于此,本发明提供了一种可自主扭转机翼的仿鸟类飞行扑翼机器人,包括:机架、驱动机构、扑动机构、自主扭转机构、机翼和尾翼;所述驱动机构、扑动机构及自主扭转机构均安装在机架上,所述扑动机构分别与所述驱动机构和自主扭转机构相连,所述机翼分别与所述扑动机构和自主扭转机构相连,所述尾翼与自主扭转机构相连;所述驱动机构驱动扑动机构上下扑动,且带动自主扭转机构运动,使所述机翼可自主上下扑动且前后扭转,所述尾翼在机翼前后扭转的同时上下转动。

优选地,所述驱动机构包括:电机、电机齿轮、双联齿轮、双联齿轮轴、曲柄齿轮、曲柄齿轮轴及曲柄梁;所述电机设置在机架上,所述双联齿轮通过所述双联齿轮轴设置在机架上,双联齿轮包括第一齿轮和第二齿轮,所述曲柄齿轮通过所述曲柄齿轮轴设置在机架上,所述曲柄梁设置在曲柄齿轮上;所述电机齿轮设置在电机的输出轴上,并与所述第一齿轮啮合,所述曲柄齿轮与第二齿轮啮合。

优选地,所述电机为空心杯电机,并设置在所述机架的电机槽中,机架后侧设置有第一限位垫片,所述第一限位垫片穿过电机与机架固定连接,所述机架的前端面在垂直于双联齿轮轴的竖直方向上设置有纵向滑槽;所述双联齿轮设置有中心孔,双联齿轮轴穿过双联齿轮的中心孔将双联齿轮设置在机架上,所述双联齿轮轴两端设置有第二限位垫片;曲柄齿轮设置有中心孔,曲柄齿轮轴穿过曲柄齿轮中心孔将曲柄齿轮设置在机架上,曲柄齿轮轴两端设置第三有限位垫片,曲柄齿轮中心孔旁侧还设置有副孔,曲柄梁穿过副孔与曲柄齿轮连接。

优选地,所述扑动机构包括:连杆、联动杆、左翼根部、右翼根部、左旋转滑道、右旋转滑道、左翼支架、右翼支架;所述连杆上下两端均设置有开孔,曲柄梁穿过连杆下端开孔和曲柄齿轮的副孔,将连杆和曲柄齿轮连接,曲柄梁与曲柄齿轮固定连接,连杆与曲柄梁旋转连接,所述连杆下端开孔轴向两端外侧设置有第四限位垫片,所述左旋转滑道和右旋转滑道均与机架旋转连接,且内部均设置有滑槽,所述左翼根部的一端和右翼根部的一端均设置有通孔,所述联动杆穿过连杆上端开孔、左翼根部的通孔、右翼根部的通孔以及机架的纵向滑槽与自主扭转机构连接,联动杆可在机架的纵向滑槽内上下滑动,左翼根部的另一端和右翼根部的另一端分别穿过所述左旋转滑道内部滑槽和右旋转滑道内部滑槽,且分别与左翼支架的一端和右翼支架的一端同中心轴连接,所述联动杆带动左翼根部和右翼根部分别在左旋转滑道和右旋转滑道内滑动,使所述左翼支架和右翼支架分别在左翼根部和右翼根部的带动下上下运动。

优选地,所述自主扭转机构包括:滑动块、传动连杆、第一滑道、第二滑道和尾杆,所述滑动块位于所述机架两侧壁之间,滑动块的一端被所述联动杆穿过并与其相连,在联动杆的带动下可在机架两侧壁之间上下滑动,滑动块的另一端与所述传动连杆的一端相连,所述第一滑道和第二滑道与机架两侧壁均连接,并与机架两侧壁间均存有间隙,第一滑道和第二滑道的两端均设置有开口,且内部均设置有滑槽,所述传动连杆的另一端通过第一滑道开口,穿过第一滑道的滑槽与所述尾杆一端相连,传动连杆在滑动块的带动下前后摆动且在第一滑道滑槽内滑动,第一滑道随传动连杆前后摆动,所述尾杆另一端通过第二滑道的开口,穿过第二滑道的滑槽与尾翼相连,尾杆在传动连杆的带动下前后摆动且在第二滑道的滑槽内滑动,第二滑道随尾杆前后摆动。

优选地,所述自主扭转机构还包括:第一销钉、第二销钉、第三销钉和第四销钉;所述滑动块与传动连杆通过第一销钉连接,所述传动连杆与尾杆通过第二销钉连接,所述第一滑道与机架通过第三销钉连接,所述第二滑道与机架通过第四销钉连接。

优选地,所述滑动块为一端设置有开口矩形槽的方体结构,开口矩形槽的两侧壁上设置有相对称的第一对孔,所述传动连杆两侧壁靠近滑动块一端设置有相对称的第二对孔,传动连杆两侧壁远离滑动块的一端设置有相对称的第三对孔,所述传动连杆近滑动块一端***开口矩形槽,所述第一销钉穿过第一对孔和第二对孔将滑动块和传动连杆旋转连接,所述尾杆的一端设置有通孔,所述第二销钉穿过第三对孔和通孔将传动连杆和尾杆旋转连接;所述第一滑道左侧壁和右侧壁设置有相对称的孔,所述第二滑道左侧壁和右侧壁设置有相对称的孔,所述第三销钉包括第三左销钉和第三右销钉,所述第四销钉包括第四左销钉和第四右销钉,所述第三左销钉一端与机架左侧壁固定连接,另一端***位于第一滑道左侧壁上的孔中,且不接触传动连杆,所述第三右销钉一端与机架右侧壁固定连接,另一端***位于第一滑道右侧壁上的孔中,且不接触传动连杆,所述第四左销钉一端与机架左侧壁固定连接,另一端***位于第二滑道左侧壁上的孔中,且不接触尾杆,所述第四右销钉一端与机架右侧壁固定连接,另一端***位于第二滑道右侧壁上的孔中,且不接触尾杆。

优选地,所述机翼包括左机翼和右机翼,所述左机翼前端与左翼支架相连接,右机翼前端与右翼支架相连接,左机翼后端和右机翼后端均与尾杆连接。

优选地,所述尾翼上设置有开孔,所述尾杆一端***尾翼开孔与其连接,尾翼上方一面与尾杆上切面保持平行。

优选地,所述机架采用碳纤维薄板材料,所述连杆、左翼支架、右翼支架均采用碳纤维材料,所述机翼采用天然橡胶薄膜材料,所述尾翼采用塑料泡沫材料。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1.本发明能实现机器人机翼扑动过程中翼的俯仰角自主扭转,在下扑和上扑过程中调整飞行攻角的变化,使得扑动过程中所受的空气阻力减小,并于扑动过程中增加在前进方向上的推力,提高了前飞速度。

2.本发明实现了尾杆的周期性转动,从而使尾杆带动尾翼上下扑动,进一步增大飞行机器人在前飞方向上的推力,从而使得飞行机器人的飞行速度和空中机动性得以提升,同时尾翼也具有增大升力的效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的可自主扭转机翼的仿鸟类飞行扑翼机器人的结构示意图;

图2示出了根据本发明的又一个实施例的可自主扭转机翼的仿鸟类飞行扑翼机器人的结构示意图;

图3示出了根据本发明的再一个实施例的可自主扭转机翼的仿鸟类飞行扑翼机器人的结构示意图;

图4示出了根据本发明的再一个实施例的可自主扭转机翼的仿鸟类飞行扑翼机器人的结构示意图;

图5示出了根据本发明的再一个实施例的可自主扭转机翼的仿鸟类飞行扑翼机器人的结构示意图;

图6示出了根据本发明的再一个实施例的可自主扭转机翼的仿鸟类飞行扑翼机器人的结构示意图;

其中:1机架1;2驱动机构;201电机;202电机齿轮;203双联齿轮;2031第一齿轮;2032第二齿轮;204双联齿轮轴;205曲柄齿轮;206曲柄齿轮轴;207曲柄梁;3扑动机构;301连杆;302联动杆;3031左翼根部;3032右翼根部;3041左旋转滑道;3042右旋转滑道;3051左翼支架;3052右翼支架;4自主扭转机构;401滑动块;4011第一销钉;402传动连杆;4021第二销钉;403第一滑道;4031第三销钉;404尾杆;405第二滑道;4051第四销钉;5机翼;501左机翼;502右机翼;6尾翼。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图6描述根据本发明一些实施例所述可自主扭转机翼的仿鸟类飞行扑翼机器人。

在本发明的实施例中,如图1所示,本发明提供了一种机架1、驱动机构2、扑动机构3、自主扭转机构4、机翼5和尾翼6;驱动机构2、扑动机构3及自主扭转机构4均安装在机架1上,扑动机构3分别与驱动机构2和自主扭转机构4相连,机翼5分别与扑动机构3和自主扭转机构4相连,尾翼6与自主扭转机构4相连;驱动机构2驱动扑动机构3上下扑动,且带动自主扭转机构4运动,使机翼5可自主上下扑动且前后扭转,尾翼6在机翼5前后扭转的同时上下转动。

在该实施例中,驱动机构2、扑动机构3以及自主扭转机构4均安装在机架1上,扑动机构3分别与驱动机构2和自主扭转机构4相连,机翼5分别与扑动机构3和自主扭转机构4相连,尾翼6与自主扭转机构4相连,驱动机构2驱动扑动机构3,控制机翼5上下扑动,自主扭转机构4在扑动机构3的带动下,伴随着机翼5的上下扑动,同时实现机翼5翼面的前后扭转,而尾翼6则在自主扭转机构4的带动下,在机翼5翼面前后扭转的同时,上下转动,增加向前飞行的推力,本发明提供的可自主扭转机翼的仿鸟类飞行扑翼机器人,在结构简单、仿生程度高、飞行效率高,且不额外增加舵机的前提下,实现机翼5自主扭转,有效提高飞行升力和推力。

在本发明的一个实施例中,优选地,如图2至图4所示,驱动机构2包括:电机201、电机齿轮202、双联齿轮203、双联齿轮轴204、曲柄齿轮205、曲柄齿轮轴206及曲柄梁207;电机201设置在机架1上,双联齿轮203通过双联齿轮轴204设置在机架1上,双联齿轮203包括第一齿轮2031和第二齿轮2032,曲柄齿轮205通过曲柄齿轮轴206设置在机架1上,曲柄梁207设置在曲柄齿轮205上;电机齿轮202设置在电机201的输出轴上,并与第一齿轮2031啮合,曲柄齿轮205与第二齿轮2032啮合。

在该实施例中,电机201提供驱动动力,电机齿轮202受到到电机201的驱动进行转动,带动双联齿轮203转动,双联齿轮203的转动带动曲柄齿轮205的转动,曲柄齿轮205的运动带动曲柄梁207转动。

在本发明的一个实施例中,优选地,如图2至图4所示,电机201为空心杯电机,并设置在机架1的电机槽中,机架1后侧设置有第一限位垫片,第一限位垫片穿过电机201与机架1固定连接,机架1的前端面在垂直于双联齿轮轴204的竖直方向上设置有纵向滑槽;双联齿轮203设置有中心孔,双联齿轮轴204穿过双联齿轮203的中心孔将双联齿轮203设置在机架1上,双联齿轮轴204两端设置第二有限位垫片;曲柄齿轮205设置有中心孔,曲柄齿轮轴206穿过曲柄齿轮205中心孔将曲柄齿轮205设置在机架1上,曲柄齿轮轴206两端设置有第三限位垫片,曲柄齿轮205中心孔旁侧还设置有副孔,曲柄梁207穿过副孔与曲柄齿轮205连接。

在该实施例中,机架1后侧设置有第一限位垫片,用于辅助限制电机201的轴向位移,双联齿轮轴204将双联齿轮203设置在机架1上,双联齿轮轴204两端安装有第二限位垫片,用于限制双轮齿轮的轴向位移,曲柄齿轮轴206将曲柄齿轮205设置在机架1上,曲柄齿轮轴206两端设置有第三限位垫片,用于限制曲柄齿轮205的轴向位移。

在本发明的一个实施例中,优选地,如图2至图4所示,扑动机构3包括:连杆301、联动杆302、左翼根部3031、右翼根部3032、左旋转滑道3041、右旋转滑道3042、左翼支架3051、右翼支架3052;连杆301上下两端均设置有开孔,曲柄梁207穿过连杆301下端开孔和曲柄齿轮205的副孔,将连杆301和曲柄齿轮205连接,曲柄梁207与曲柄齿轮205固定连接,连杆301与曲柄梁207旋转连接,连杆301下端开孔轴向两端外侧设置有第四限位垫片,左旋转滑道3041和右旋转滑道3042均与机架1旋转连接,且内部均设置有滑槽,左翼根部3031的一端和右翼根部3032的一端均设置有通孔,联动杆302穿过连杆301上端开孔、左翼根部3031的通孔、右翼根部3032的通孔以及机架1的纵向滑槽与自主扭转机构4连接,联动杆302可在机架1的纵向滑槽内上下滑动,左翼根部3031的另一端和右翼根部3032的另一端分别穿过左旋转滑道3041内部滑槽和右旋转滑道3042内部滑槽,且分别与左翼支架3051的一端和右翼支架3052的一端同中心轴连接,联动杆302带动左翼根部3031和右翼根部3032分别在左旋转滑道3041和右旋转滑道3042内滑动,使左翼支架3051和右翼支架3052分别在左翼根部3031和右翼根部3032的带动下上下运动,连杆301下端开孔轴向两端外侧设置有第四限位垫片,用于限制所述连杆301在机身前后方向上的位移。

在该实施例中,联动杆302穿过连杆301上端开孔、左翼根部3031一端设置的通孔、右翼根部3032一端设置的通孔、以及机架1的纵向滑槽与自主扭转机构4连接,当连杆301随着曲柄梁207的转动而运动时,连杆301拉动联动杆302在纵向滑槽内上下滑动,带动左翼根部3031和右翼根部3032运动,左翼根部3031和右翼根部3032在运动的过程中,分别在左旋转滑道3041、右旋转滑道3042内滑动,并带动左旋转滑道3041和右旋转滑道3042转动,左翼支架3051和右翼支架3052也随着左翼根部3031和右翼根部3032的运动而同步运动,从而带动机翼5的扑动。

在本发明的一个实施例中,优选地,如图2至图4所示,自主扭转机构4包括:滑动块401、传动连杆402、第一滑道403、第二滑道405和尾杆404,滑动块401位于所述机架1两侧壁之间,滑动块401的一端被联动杆302穿过并与其相连,在联动杆302的带动下可在机架1两侧壁之间上下滑动,滑动块401的另一端与传动连杆402的一端相连,第一滑道403和第二滑道405与机架1两侧壁均连接,并与机架1两侧壁间均存有间隙,第一滑道403和第二滑道405的两端均设置有开口,且内部均设置有滑槽,传动连杆402的另一端通过第一滑道403开口,穿过第一滑道403的滑槽与所述尾杆404一端相连,传动连杆402在滑动块401的带动下前后摆动且在第一滑道403滑槽内滑动,第一滑道403随传动连杆402前后摆动,尾杆404另一端通过第二滑道405的开口,穿过第二滑道405的滑槽与尾翼6相连,尾杆404在传动连杆402的带动下前后摆动且在第二滑道405的滑槽内滑动,第二滑道405随尾杆404前后摆动。

在该实施例中,联动杆302穿过机架1的纵向滑槽与滑动块401相连,联动杆302在纵向滑槽内的上下运动带动滑动块401在机架1两侧壁之间上下滑动,同时带动传动连杆402与其相连的一端上下运动,由于传动连杆402穿过第一滑道403内部滑槽,因此传动连杆402在第一滑道403的滑槽内滑动的同时,并带动第一滑道403前后摆动,由于传动连杆402在第一滑道403内部滑动,传动连杆402与尾杆404相连的另一端在向上、向下运动的运动轨迹呈“C”型,尾杆404在传动连杆402的带动下,尾杆404与传动连杆402相连的一端会随着传动连杆402向上、向下运动,传动连杆402的运动拉动尾杆404运动,由于尾杆404穿过第二滑道405内部滑槽,所以尾杆404在第二滑道405的滑槽内滑动的同时,并带动第二滑道405前后摆动,尾杆404远离第二滑道405的一端会随着尾杆404向上、向下运动,运动轨迹呈“C”型。传动连杆402在滑动块401的带动下前后摆动,当滑动块401向下运动时,传动连杆402与滑动块401连接的一端向下运动,传动连杆402穿过第一滑道403与尾杆404连接的另一端则向上运动,尾杆404在传动连杆402的带动下,尾杆404与传动连杆402连接的一端向上运动,尾杆404穿过第二滑道405与尾翼6连接的另一端则向下运动,当滑动块401向上运动时,传动连杆402与滑动块401连接的一端向上运动,传动连杆402穿过第一滑道403与尾杆404连接的另一端则向下运动,尾杆404在传动连杆402的带动下,尾杆404与传动连杆402连接的一端向下运动,尾杆404穿过第二滑道405与尾翼6连接的另一端则向上运动。

在本发明的一个实施例中,优选地,自主扭转机构4还包括:第一销钉4011、第二销钉4021、第三销钉4031和第四销钉4051;滑动块401与传动连杆402通过第一销钉4011连接,传动连杆402与尾杆404通过第二销钉4021连接,第一滑道403与机架1通过第三销钉4031连接,第二滑道405与机架1通过第四销钉4051连接。

在本发明的一个实施例中,优选地,如图2至图6所示,滑动块401为一端设置有开口矩形槽的方体结构,开口矩形槽的两侧壁上设置有相对称的第一对孔,传动连杆402两侧壁靠近滑动块401一端设置有相对称的第二对孔,传动连杆402两侧壁远离滑动块401的一端设置有相对称的第三对孔,传动连杆402近滑动块401一端***开口矩形槽,第一销钉4011穿过第一对孔和第二对孔将滑动块401和传动连杆402旋转连接,尾杆404的一端设置有通孔,第二销钉4021穿过第三对孔和通孔将传动连杆402和尾杆404旋转连接;第一滑道403左侧壁和右侧壁设置有相对称的孔,第二滑道405左侧壁和右侧壁设置有相对称的孔,第三销钉4031包括第三左销钉和第三右销钉,第四销钉4051包括第四左销钉和第四右销钉,第三左销钉一端与机架1左侧壁固定连接,另一端***位于第一滑道403左侧壁上的孔中,且不接触传动连杆402,第三右销钉一端与机架1右侧壁固定连接,另一端***位于第一滑道403右侧壁上的孔中,且不接触传动连杆402,第四左销钉一端与机架1左侧壁固定连接,另一端***位于第二滑道405左侧壁上的孔中,且不接触尾杆404,第四右销钉一端与机架1右侧壁固定连接,另一端***位于第二滑道405右侧壁上的孔中,且不接触尾杆404。

在该实施例中,机架1、滑动块401、传动连杆402、第一滑道403以及第二滑道405之间的连接关系均通过销钉和孔配合,第三左销钉一端与机架1左侧壁固定连接,另一端***位于第一滑道403左侧壁上的孔中,且不接触传动连杆402,第三右销钉一端与机架1右侧壁固定连接,另一端***位于第一滑道403右侧壁上的孔中,且不接触传动连杆402,使第一滑道403与机架1侧壁连接,且不影响传动连杆402的运动,而第四左销钉一端与机架1左侧壁固定连接,另一端***位于第二滑道405左侧壁上的孔中,且不接触尾杆404,第四右销钉一端与机架1右侧壁固定连接,另一端***位于第二滑道405右侧壁上的孔中,且不接触尾杆404,则是将第二滑道405与机架1侧壁连接,且不影响尾杆404的运动。

在本发明的一个实施例中,优选地,如图1至6所示,机翼5包括左机翼501和右机翼502,左机翼501前端与左翼支架3051相连接,右机翼502前端与右翼支架3052相连接,左机翼501后端和右机翼502后端均与尾杆404连接。

在该实施例中,左机翼501前端和右机翼502前端分别与左翼支架3051和右翼支架3052相连接,左机翼501后端和右机翼502后端均与尾杆404连接,当联动杆302往上滑动时,左机翼501和右机翼502前端受到左翼支架3051和右翼支架3052的拉动向下降低,而左机翼501和右机翼502后端受到尾杆404的拉动向上抬升,从而使机翼5在下扑过程中产生前部向下方、后部向上方的扭转,进而赋予机翼5翼面前低后高的运动姿态。当联动杆302往下滑动时,左机翼501和右机翼502前端受到左翼支架3051和右翼支架3052的拉动向上抬升,而左机翼501和右机翼502后端受到尾杆404的拉动向下降低,从而使机翼5在上扑过程中产生前部向上方、后部向下方的扭转,进而赋予机翼5翼面前高后低的运动姿态。

在本发明的一个实施例中,优选地,如图1和图2所示,尾翼6上设置有开孔,尾杆404一端***尾翼6开孔与其连接,尾翼6上方一面与尾杆404上切面保持平行。

在该实施例中,尾杆404一端***尾翼6开孔,尾杆404带动尾翼6上下转动。

在本发明的一个实施例中,优选地,机架1采用碳纤维薄板材料,连杆301、左翼支架、右翼支架均采用碳纤维材料,机翼5采用天然橡胶薄膜材料,尾翼6采用塑料泡沫材料。

在该实施例中,各部件的材料的使用为具体实施例,实际操作中并不仅限于此。

本发明工作时,驱动机构2带动扑动机构3运动,同时带动自主扭转机构4运动,联动杆302随着曲柄齿轮205的转动而在机架1中部的滑道内上下滑动,带动左翼根部3031、右翼根部3032在左旋转滑道3041、右旋转滑道3042内滑动,联动杆302同时带动滑动块401上下滑动,当联动杆302往下滑动时,左翼根部3031、右翼根部3032外端抬升、里端降低,从而带动左翼支架3051、右翼支架3052抬升,使得机翼5左右两端逐渐运动得高过中间,从而带动机翼5前部向上扑动,同时,联动杆302带动滑动块401下降,从而带动传动连杆402前低后高,而抬高的传动连杆402后端又带动尾杆404前高后低,机翼5后部与尾杆404后端相连,尾杆404后端带动翼面后部降低,机翼5呈现前高后低的运动姿态,尾杆404末端与尾翼6相连,带动尾翼6后部向下方转动,当联动杆302往上滑动时,左翼根部3031、右翼根部3032外端降低、里端抬升,从而带动左翼支架3051、右翼支架3052降低,使得机翼5左右两端逐渐运动得低于中间,从而带动机翼5前部向下扑动,同时,联动杆302带动滑动块401上升,从而带动传动连杆402前高后低,而降低的传动连杆402后端又带动尾杆404前低后高,机翼5后部与尾杆404后端相连,尾杆404后端带动机翼5后部抬升,机翼5呈现前低后高的运动姿态,尾杆404末端与尾翼6相连,带动尾翼6后部向上方转动。

当联动杆302下滑拉动机翼5前部上扑时,由于机翼5后部被尾杆404往下拉,机翼5总体呈现向下的扭转姿态,尾翼6往下方转动;同理,当联动杆302上滑拉动机翼5前部下扑时,机翼5后部被尾杆404往上抬,机翼5呈现向上的扭转姿态,尾翼6往上方转动。

本发明的仿鸟类飞行扑翼机器人将一个曲柄滑块机构和滑动式杠杆组结合,曲柄滑块机构用于产生仿鸟类扑翼机器人机翼5的上下扑动动作,滑动式杠杆组用于产生仿鸟类扑翼飞行机器人机翼5的前后扭转动作,使得该仿鸟类飞行扑翼机器人在下扑过程中机翼5产生前低后高的姿态,在上扑过程中机翼5产生前高后低的姿态。

本发明的仿鸟类飞行扑翼机器人在工作过程中机翼5上下扑动可产生向上升力,由于滑动式杠杆组的作用,使得尾杆404后端在机翼5下扑时上翘,在机翼5上扑时下翘,从而带动机翼5进行扭转;由于尾翼6与尾杆404末端相连,尾翼6会随着尾杆404末端的上下翘动而出现顺、逆时针的转动。

本发明能实现机器人机翼5扑动过程中机翼5的俯仰角自主扭转,在下扑和上扑过程中调整飞行攻角的变化,使得扑动过程中所受的空气阻力减小,并于扑动过程中增加前进方向上的推力,可提高前飞速度,能达到节省能量消耗的效果;本发明实现了尾杆404的滑动式顺、逆时针转动,从而使尾杆404带动尾翼6进行顺、逆时针方向转动,进一步增大仿鸟类飞行扑翼机器人在前飞方向上的推力,提高了前飞速度以及机动性,同时,在尾翼6进行顺、逆时针方向转动时,带动仿鸟类飞行扑翼机器人机身出现上升、下降趋势,由于尾杆404后端中心上止点与尾杆404前端中心点的连线与水平面间的夹角,大于所述尾杆404后端中心下止点与尾杆404前端中心点的连线与水平面间的夹角,所以累加的结果就是机身会出现抬升的现象,从而仿鸟类飞行扑翼机器人在飞行过程中机身相对地面的仰角会进一步增大,即会增加向上的升力,可增大机器人的飞行高度以及缩短到达指定高度的所需时间,同时缩减了能量的消耗。

在本发明的描述中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定,术语“上”、“下”、“左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中。

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