一种基于线传动机构的微型扑翼飞行器扑动机构

文档序号:1854891 发布日期:2021-11-19 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 一种基于线传动机构的微型扑翼飞行器扑动机构 (Miniature flapping wing aircraft flapping mechanism based on linear transmission mechanism ) 是由 邓慧超 盛文博 于 2021-09-22 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种基于线传动机构的微型扑翼飞行器扑动机构,包括:电机,电机的输出端设置有电机齿轮;输出齿轮,电机齿轮与输出齿轮传动连接,输出齿轮上设置有等效曲柄;传动齿轮,传动齿轮包括第一传动齿轮和第二传动齿轮,第一传动齿轮和第二传动齿轮的下方分别固定设置有第一摆杆和第二摆杆;第一驱动绳,第一驱动绳一端与等效曲柄连接,另一端与第一摆杆连接;第二驱动绳与第一驱动绳结构相同。采用齿轮组件传动,提高机械效率,同时采用线传动的方式驱动摆杆进而使翅膀往复运动,一方面提升了摆角,增大了机械效率,提高了升力,另一方面也可以有效避免现有曲柄摇杆的急回特性,降低传动过程中对机构的冲击力,维持机械运动稳定性。(The invention discloses a line transmission mechanism-based flapping mechanism of a miniature flapping wing aircraft, which comprises: the output end of the motor is provided with a motor gear; the motor gear is in transmission connection with the output gear, and an equivalent crank is arranged on the output gear; the transmission gear comprises a first transmission gear and a second transmission gear, and a first swing rod and a second swing rod are fixedly arranged below the first transmission gear and the second transmission gear respectively; one end of the first driving rope is connected with the equivalent crank, and the other end of the first driving rope is connected with the first swing rod; the second driving rope has the same structure as the first driving rope. Adopt the gear assembly transmission, improve mechanical efficiency, adopt line drive&#39;s mode drive pendulum rod and then make wing reciprocating motion simultaneously, promoted the pivot angle on the one hand, increased mechanical efficiency, improved lift, on the other hand also can effectively avoid current crank rocker&#39;s snap-back characteristic, reduces the impact force to the mechanism among the transmission process, maintains mechanical motion stability.)

一种基于线传动机构的微型扑翼飞行器扑动机构

技术领域

本发明涉及微型飞行器技术领域,更具体的说是涉及一种基于线传动机构的微型扑翼飞行器扑动机构。

背景技术

传统的微型扑翼飞行器一般采用曲柄摇杆传动,由于曲柄摇杆具有急回特性,在传动过程中,存在周期性的摆杆角速度的变化,对于机构来说有周期性的冲击,影响了扑动机构的稳定性。

有鉴于此,如何提供一种使微型扑翼飞行器传动平稳的传动机构是本领域人员亟需解决的一个技术问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此,本发明的一个目的在于提出一种基于线传动机构的微型扑翼飞行器扑动机构,该机构包括机架和翅膀还包括:

电机,所述电机的输出端设置有电机齿轮;

输出齿轮,所述电机齿轮与所述输出齿轮传动连接,所述输出齿轮上设置有等效曲柄;

传动齿轮,所述传动齿轮包括第一传动齿轮和第二传动齿轮,所述第一传动齿轮和第二传动齿轮型号一致并相互啮合;所述第一传动齿轮和第二传动齿轮的下方分别固定设置有第一摆杆和第二摆杆,所述第一摆杆和第二摆杆转动设置在所述机架上;所述翅膀对称设置在所述机架两侧并与所述第一摆杆和第二摆杆传动连接;

第一驱动绳,所述第一驱动绳一端与所述等效曲柄连接,另一端与所述第一摆杆连接;

第二驱动绳,所述第二驱动绳一端与所述等效曲柄连接,另一端与所述第二摆杆连接。

本发明的有益效果是:

采用齿轮组件传动,提高机械效率,同时采用线传动的方式驱动摆杆进而使翅膀往复运动,一方面提升了摆角,增大了机械效率,提高了升力,另一方面也可以有效避免现有曲柄摇杆的急回特性,降低传动过程中对机构的冲击力,维持机械运动稳定性。

进一步的,还包括:双联齿轮,所述双联齿轮包括上齿轮和下齿轮,所述下齿轮与所述电机齿轮啮合,所述上齿轮与所述输出齿轮啮合。

在上述技术方案中,双联齿轮起减速齿轮的作用,可进一步提高机械效率。

优选的,所述电机为空心杯电机。

进一步的,所述第一摆杆包括第一套环和第一连杆,所述第一套环转动设置在所述机架上并与所述第一齿轮的下表面固定连接,所述第一连杆的一端与所述第一摆杆固定连接;所述第二摆杆与所述第一摆杆结构相同。

在上述技术方案中,电机启动后可带动驱动绳,驱动绳带动第一套环转动进而带动第一摆杆摆动,电机正反转往复运转即可带动第一摆杆和第二摆杆往复摆动,第一摆杆和第二摆杆的长度可根据需求灵活调整。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为结构示意图;

图2为电机和齿轮的联动示意图;

图3为绳驱动结构示意图;

其中,1-机架,2-翅膀,3-电机,4-电机齿轮,5-输出齿轮,6-等效曲柄,7-第一传动齿轮,8-第二传动齿轮,9-第一摆杆,901-第一套环,902-第一连杆,10-第二摆杆,11-第一驱动绳,12-第二驱动绳,13-双联齿轮。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明实施例公开了一种基于线传动机构的微型扑翼飞行器扑动机构,该机构包括机架1和翅膀2还包括:电机3,电机3的输出端设置有电机齿轮4;输出齿轮5,电机齿轮4与输出齿轮5传动连接,输出齿轮5上设置有等效曲柄6;传动齿轮,传动齿轮包括第一传动齿轮7和第二传动齿轮8,第一传动齿轮7和第二传动齿轮8型号一致并相互啮合;第一传动齿轮7和第二传动齿轮8的下方分别固定设置有第一摆杆9和第二摆杆10,第一摆杆9和第二摆杆10转动设置在机架1上;翅膀2对称设置在机架1两侧并与第一摆杆9和第二摆杆10传动连接;第一驱动绳11,第一驱动绳11一端与等效曲柄6连接,另一端与第一摆杆9连接;第二驱动绳12,第二驱动绳12一端与等效曲柄6连接,另一端与第二摆杆10连接。

在一些实施例中,还包括:双联齿轮13,双联齿轮13包括上齿轮和下齿轮,下齿轮与电机齿轮4啮合,上齿轮与输出齿轮5啮合。

在本实施例中,电机3为空心杯电机3。

在本实施例中,第一摆杆9包括第一套环901和第一连杆902,第一套环901转动设置在机架1上并与第一齿轮的下表面固定连接,第一连杆902的一端与第一摆杆9固定连接;第二摆杆10与第一摆杆9结构相同。

在本实施例中,还包括转轴14,转轴14转动设置在机架1上,第一摆杆9和第一齿轮均固定套设在转轴14上。第一驱动绳11可以绕射在转轴14上,当第一驱动绳11张紧时可使转轴14转动,进而使第一摆杆9及第一齿轮同步转动。

在本实施例中,各齿轮采用注塑制成,机架1及其他基础构件采用3D打印技术与碳纤维加工制成,可提高精度、降低重量,从而提高飞行器的升重比。至于第一驱动绳11和第二驱动绳12,采用普通鱼线即可满足驱动要求。

具体工作过程如下:

参见图1-3,启动电机3,电机齿轮4逆时针输出,双联齿轮13经过二级减速输出转矩,进而带动输出齿轮5及输出齿轮5上的等效曲柄6同样沿逆时针转动;

等效曲柄6逆时针转动,第一驱动绳11在等效曲柄6和第一摆杆9之间张紧(此时第二驱动绳12处于松弛状态),进而带动第一摆杆9转动(图3中以等效曲柄6逆时针转动时第一摆杆9顺时针转动为例进行第一驱动绳11在第一齿轮上的位置设定,第一驱动绳11和第二驱动绳12的位置可根据需求调整),由于第一摆杆9和第一齿轮固定连接,因此第一齿轮也随之一并转动(顺时针转动),同时,第一齿轮与第二齿轮啮合,因此第二齿轮也随之一并转动(逆时针转动),第一齿轮和第二齿轮的运动是相对的;

当第二齿轮逆时针转动时,与第二齿轮相连的第二摆杆10也随之逆时针转动;此时,第一摆杆9和第二摆杆10做对称运动,电机3正反转即可带动翅膀2做往复运动。

需要说明的是,在上述过程中,第二摆杆10逆时针转动时会牵动第二驱动绳12,但由于第二驱动绳12处于松弛状态因此不会对整体机构的运行造成阻碍。

本发明提供了一种基于线传动机构的微型扑翼飞行器扑动机构,采用齿轮组件传动,提高机械效率,同时采用线传动的方式驱动摆杆进而使翅膀往复运动,一方面提升了摆角,增大了机械效率,提高了升力,另一方面也可以有效避免现有曲柄摇杆的急回特性,降低传动过程中对机构的冲击力,维持机械运动稳定性。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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