一種可變減速比的微型拍動翼飛行器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種可變減速比的微型拍動翼飛行器，涉及微型飛行器領(lǐng)域；包括機(jī)架，搖臂，拍動翼，電機(jī)，齒輪a和齒輪b以及連桿機(jī)構(gòu)；機(jī)架上設(shè)有一個溝槽，同時在中心線上留有一系列安裝孔；電機(jī)固定在機(jī)架背部，電機(jī)輸出軸自帶固定齒輪，同時該自帶齒輪嚙合固定在機(jī)架上的齒輪a；齒輪a嚙合齒輪b，且齒輪b固定在機(jī)架上的一系列安裝孔上，通過不同的安裝孔進(jìn)行更換，用于實現(xiàn)不同減速比，同時不同齒輪b需要匹配不同電機(jī)；兩個齒輪共同把電機(jī)輸出的高速轉(zhuǎn)動進(jìn)行減速，從而帶動連桿機(jī)構(gòu)運動；連桿機(jī)構(gòu)固接搖臂，搖臂鉸接拍動翼，實現(xiàn)由搖臂帶動拍動翼運動。本發(fā)明專利技術(shù)可設(shè)計多種減速比，更換方便，能夠適應(yīng)多種任務(wù)載荷。

A variable gear ratio of micro flapping wing aircraft

The invention discloses a variable deceleration micro flapping wing aircraft than, relates to the field of micro air vehicle; including frame, rocker arm, flapping wing, motor, gear A and gear B and linkage mechanism; the frame is provided with a groove, and a series of holes left in the center line; motor is fixed on the frame back, motor the output shaft with fixed gear, the gear meshing with the fixed gear rack a; gear a gear B and gear B is fixed on the frame of a series of holes, are replaced by different mounting holes, for different reduction ratio, and different B need to match different gear motor; two the common gear deceleration high speed rotation of the motor output, so as to drive the linkage; linkage mechanism is fixedly connected with a rocker arm, rocker arm is hinged by flapping wing, the rocker drives shoot Flapping motion. The invention can design various reduction ratio, convenient replacement, and can adapt to various task loads.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種可變減速比的微型拍動翼飛行器
本專利技術(shù)涉及微型飛行器領(lǐng)域，具體來說，是一種可變減速比的微型拍動翼飛行器。
技術(shù)介紹
自二十世紀(jì)九十年代以來，隨著傳統(tǒng)飛行器設(shè)計技術(shù)的不斷成熟和微電子技術(shù)的大幅進(jìn)步，微型飛行器被提出并快速發(fā)展。由于微型飛行器具有體積小、重量輕和機(jī)動性強(qiáng)等特征，在國家安全和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)方面具有廣泛的應(yīng)用前景，適用于復(fù)雜環(huán)境下的偵查、勘探和協(xié)助救援等工作。同時，隨著人們對自然生物飛行的不斷探索，仿生學(xué)設(shè)計被越來越多的應(yīng)用于微型飛行器領(lǐng)域，開始出現(xiàn)模仿昆蟲飛行的微型拍動翼飛行器。現(xiàn)有拍動翼布局的機(jī)構(gòu)設(shè)計，大多數(shù)采用四桿機(jī)構(gòu)以實現(xiàn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為拍動運動。四連桿機(jī)構(gòu)制造簡單、較容易獲得較高的精度，也容易實現(xiàn)復(fù)雜的運動規(guī)律和軌跡設(shè)計；不同的任務(wù)載荷時，負(fù)載不同，所需的電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩也不同。但是傳統(tǒng)的拍動翼布局的機(jī)構(gòu)設(shè)計一般為固定減速比，急需設(shè)計一種可簡捷更換減速比的拍動翼布局設(shè)計。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對現(xiàn)有的微小型飛行器不能及時更換不同的電機(jī)，以及不能及時更換與工況適應(yīng)的減速比，提出了一種可變減速比的微型拍動翼飛行器，通過簡單的機(jī)構(gòu)實現(xiàn)高效的拍動方式，能提供足夠的升力和控制力矩，實現(xiàn)不同的任務(wù)載荷和飛行要求。所述的微型拍動翼飛行器，包括機(jī)架，搖臂，拍動翼以及拍動驅(qū)動機(jī)構(gòu)。機(jī)架整體成型，整體為左右對稱結(jié)構(gòu)；機(jī)架頂部的中間位置設(shè)有一個溝槽，溝槽所在的中心線上分別留有一系列安裝孔，同時在溝槽左右兩側(cè)，以及下方中心線兩側(cè)分別留有對稱的安裝孔。搖臂共兩個，分別對稱安裝于機(jī)架兩側(cè)；每個搖臂上預(yù)留有三個安裝孔，且搖臂中間部分有切削。每個搖臂一端通過安裝孔與機(jī)架鉸接，另一端設(shè)有柱型空腔與拍動翼固接，實現(xiàn)由搖臂帶動拍動翼運動；同時，搖臂中間還通過安裝孔與拍動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸出端相連。拍動驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、齒輪減速機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)；電機(jī)通過電機(jī)安裝架固定在機(jī)架背部，方便更換電機(jī)；電機(jī)輸出軸自帶固定齒輪，同時該自帶齒輪嚙合齒輪減速機(jī)構(gòu)；齒輪減速機(jī)構(gòu)包括齒輪a和齒輪b；齒輪a固定在機(jī)架溝槽正對下方的安裝孔上，齒輪a同時嚙合電機(jī)輸出軸上的自帶齒輪和齒輪b，同時齒輪b固定在機(jī)架的中心線下方一系列安裝孔上，通過不同的安裝孔更換不同的齒輪b，用于實現(xiàn)不同減速比，同時不同齒輪b需要匹配不同電機(jī)；兩個齒輪共同把電機(jī)輸出的高速轉(zhuǎn)動進(jìn)行減速，從而帶動連桿結(jié)構(gòu)運動。連桿機(jī)構(gòu)包括：兩個對稱的連桿a，兩個對稱的連桿b和一個連桿c；連桿c一端通過安裝孔與齒輪b鉸接；另一端和機(jī)架上的溝槽相約束；每個連桿b上均預(yù)留有兩個安裝孔和一個條形溝槽；其中連桿b通過中間的安裝孔與機(jī)架鉸接固定；通過另一個頂端的安裝孔分別與一個連桿a相連；兩個條形溝槽與連桿c的安裝孔重疊在一起，中間貫通一鉚釘固定在機(jī)架上的溝槽。連桿a為月牙形，預(yù)留有兩個安裝孔，兩端內(nèi)部有切削，連桿a一端通過安裝孔與連桿b相連；另一端作為拍動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸出端連接在搖臂中間。拍動翼包括主梁、輔梁和翼膜，通過主梁與搖臂相連。本專利技術(shù)的優(yōu)點在于：1、本專利技術(shù)一種可變減速比的微型拍動翼飛行器，可設(shè)計多種減速比，更換方便，能夠適應(yīng)多種任務(wù)載荷。2、本專利技術(shù)一種可變減速比的微型拍動翼飛行器，使用齒輪和連桿機(jī)構(gòu)傳動，制造簡單，容易獲得較高的設(shè)計精度。附圖說明圖1為本專利技術(shù)一種可變減速比的微型拍動翼飛行器的整體示意圖；圖2為本專利技術(shù)一種可變減速比的微型拍動翼飛行器的機(jī)架示意圖；圖3為本專利技術(shù)一種可變減速比的微型拍動翼飛行器的搖臂結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本專利技術(shù)一種可變減速比的微型拍動翼飛行器的電機(jī)安裝架結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本專利技術(shù)一種可變減速比的微型拍動翼飛行器的連桿c結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本專利技術(shù)一種可變減速比的微型拍動翼飛行器的連桿b結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本專利技術(shù)一種可變減速比的微型拍動翼飛行器的連桿a結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本專利技術(shù)一種可變減速比的微型拍動翼飛行器的拍動翼結(jié)構(gòu)示意圖。1-拍動翼；2-搖臂；3-連桿a；4-連桿b；5-連桿c；6-齒輪a；7-齒輪b；8-機(jī)架；101-輔梁；102-主梁；103-翼膜；801-806-安裝孔；901-903-安裝孔；904-柱型空腔。具體實施例下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的具體實施方法進(jìn)行詳細(xì)說明。一種可變減速比的微型拍動翼飛行器，如圖1所示，包括機(jī)架8，搖臂2，拍動翼1以及拍動驅(qū)動機(jī)構(gòu)。如圖2所示，機(jī)架8采用樹脂材料或者聚乳酸(pla)，通過3D打印整體成型；為左右對稱結(jié)構(gòu)；機(jī)架8上預(yù)留一系列安裝孔，方便與其他結(jié)構(gòu)相連接；具體為：機(jī)架8頂部的中間位置設(shè)有一個溝槽，溝槽頂端留有安裝孔801；溝槽每側(cè)開有兩個安裝孔802和安裝孔803，且兩側(cè)的安裝孔對稱設(shè)置；溝槽下方正對位置設(shè)有安裝孔804；安裝孔804兩側(cè)分別對稱設(shè)置一個安裝孔805；同時，在安裝孔804正對下方設(shè)有四個安裝孔806。如圖4所示，機(jī)架8上的安裝孔801和兩個安裝孔805，分別固接電機(jī)安裝架上的三個預(yù)留安裝孔；其中，安裝孔801對接安裝孔901；兩個安裝孔805分別對接安裝孔902和安裝孔903；通過三對安裝孔將電機(jī)安裝架與機(jī)架8固定；同時，電機(jī)安裝架有柱形空腔904，其內(nèi)徑與電機(jī)直徑相同，用于安裝電機(jī)，且兩者配合連接。搖臂2共兩個，分別對稱安裝于機(jī)架8兩側(cè)；如圖3所示，每個搖臂2上預(yù)留有三個安裝孔，中間部分有切削，避免運動重疊。每個搖臂2通過端部的安裝孔和機(jī)架8上的安裝孔802實現(xiàn)鉸接固定。另一端設(shè)有柱型空腔與拍動翼1固接，實現(xiàn)由搖臂2帶動拍動翼1運動；同時，搖臂2通過中間的安裝孔和拍動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸出端鉸接相連。拍動驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、齒輪減速機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)；電機(jī)帶動齒輪減速機(jī)構(gòu)運動；齒輪減速機(jī)構(gòu)帶動連桿機(jī)構(gòu)運動，把電機(jī)的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)定的規(guī)律。電機(jī)安裝架通過鉚釘固定在機(jī)架8的背部，電機(jī)固定在電機(jī)安裝架的柱形空腔內(nèi)部，電機(jī)輸出軸自帶齒輪連接齒輪減速機(jī)構(gòu)；齒輪減速機(jī)構(gòu)包括齒輪a6和齒輪b7，均為二級減速機(jī)構(gòu)；齒輪a6鉸接安裝在機(jī)架8的安裝孔804上，齒輪a6同時嚙合電機(jī)輸出軸的自帶齒輪和齒輪b7，同時，齒輪b7與機(jī)架8通過安裝孔806相連接，把電機(jī)輸出的高速轉(zhuǎn)動減速；安裝孔806共4個，通過不同的安裝孔806更換不同的齒輪b7，用于實現(xiàn)不同減速比，同時不同齒輪b7需要匹配不同電機(jī)；兩個齒輪共同把電機(jī)輸出的高速轉(zhuǎn)動進(jìn)行減速，從而帶動連桿結(jié)構(gòu)運動。連桿機(jī)構(gòu)包括：兩個對稱的連桿a3，兩個對稱的連桿b4和一個連桿c5；如圖5所示，連桿c5兩端分別各預(yù)留一個安裝孔，一端通過安裝孔與齒輪b7鉸接；另一端通過安裝孔和機(jī)架8上的溝槽相約束；同時連桿c5中間部分有切削，避免運動重疊。如圖6所示，每個連桿b4上均預(yù)留有兩個安裝孔和一個條形溝槽；其中連桿b4通過中間的安裝孔與機(jī)架8的安裝孔803鉸接固定；通過另一個頂端的安裝孔分別與一個連桿a3相連；兩個條形溝槽與連桿c5的安裝孔重疊在一起，中間貫通一鉚釘固定在機(jī)架8上的溝槽。如圖7所示，連桿a3為月牙形，預(yù)留有兩個安裝孔，且兩端內(nèi)部有切削，方便與其他部分連接。連桿a3一端通過安裝孔與連桿b4相連；另一端作為拍動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸出端連接在搖臂2中間。如圖8所示，拍動翼1有主梁102、輔梁101，翼膜103組成；拍動翼1通過主梁102與搖臂2上的安裝孔相連。主梁102和輔梁101均采用0.8mm直徑碳桿，長度不同，輔梁本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種可變減速比的微型拍動翼飛行器，其特征在于，包括機(jī)架，搖臂，拍動翼以及拍動驅(qū)動機(jī)構(gòu)；拍動驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)；齒輪a和齒輪b；兩個對稱的連桿a，兩個對稱的連桿b和一個連桿c；機(jī)架頂部為左右對稱結(jié)構(gòu)，中間位置設(shè)有一個溝槽，溝槽所在的中心線上分別留有一系列安裝孔；電機(jī)通過電機(jī)安裝架固定在機(jī)架背部，且電機(jī)輸出軸上自帶固定齒輪，同時該自帶齒輪嚙合齒輪a；齒輪a固定在機(jī)架溝槽正對下方，同時齒輪a嚙合齒輪b，且齒輪b固定在機(jī)架中心線下方的一系列安裝孔上，通過不同的安裝孔更換不同的齒輪b，用于實現(xiàn)不同減速比，同時不同齒輪b需要匹配不同電機(jī)；兩個齒輪共同把電機(jī)輸出的高速轉(zhuǎn)動進(jìn)行減速，從而帶動連桿結(jié)構(gòu)運動；連桿機(jī)構(gòu)包括：兩個對稱的連桿a，兩個對稱的連桿b和一個連桿c；連桿c一端與齒輪b鉸接；另一端和機(jī)架上的溝槽相約束；每個連桿b上均預(yù)留有條形溝槽；連桿b與機(jī)架鉸接固定的同時與連桿a相連；兩個連桿b上的對稱條形溝槽與連桿c的另一端重疊在一起，中間貫通一鉚釘固定在機(jī)架的溝槽上；每個連桿a同時作為拍動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸出端固連一個搖臂；每個搖臂與機(jī)架鉸接的同時固接拍動翼，實現(xiàn)由搖臂帶動拍動翼運動。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種可變減速比的微型拍動翼飛行器，其特征在于，包括機(jī)架，搖臂，拍動翼以及拍動驅(qū)動機(jī)構(gòu)；拍動驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)；齒輪a和齒輪b；兩個對稱的連桿a，兩個對稱的連桿b和一個連桿c；機(jī)架頂部為左右對稱結(jié)構(gòu)，中間位置設(shè)有一個溝槽，溝槽所在的中心線上分別留有一系列安裝孔；電機(jī)通過電機(jī)安裝架固定在機(jī)架背部，且電機(jī)輸出軸上自帶固定齒輪，同時該自帶齒輪嚙合齒輪a；齒輪a固定在機(jī)架溝槽正對下方，同時齒輪a嚙合齒輪b，且齒輪b固定在機(jī)架中心線下方的一系列安裝孔上，通過不同的安裝孔更換不同的齒輪b，用于實現(xiàn)不同減速比，同時不同齒輪b需要匹配不同電機(jī)；兩個齒輪共同把電機(jī)輸出的高速轉(zhuǎn)動進(jìn)行減速，從而帶動連桿結(jié)構(gòu)運動；連桿機(jī)構(gòu)包括：兩個對稱的連桿a，兩個對稱的連桿b和一個連桿c；連桿c一端與齒輪b鉸接；另一端和機(jī)架上的溝槽相約束；每個連桿b上均預(yù)留有條形溝槽；連桿b與機(jī)架鉸接固定的同時與連桿a相連；兩個連桿b上的對稱條形溝槽與連桿c的另一端重疊在一起，中間貫通一鉚釘固定在機(jī)架的溝槽上；每個連桿a同時作為拍動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸出端固連一個搖臂；每個搖臂與機(jī)架鉸接的同時固接拍動翼，實現(xiàn)由搖臂帶動拍動翼運動。2.如權(quán)利要求1所述的一種可變減速比的微型拍動翼飛行器，其特征在于，所述的機(jī)架采用樹脂材料或者聚乳酸，通過3D打印整體成型；機(jī)架上預(yù)留的一系列安裝孔具體為：機(jī)架溝槽頂端留有一個安裝孔；溝槽每側(cè)開有兩個安裝孔，且對稱設(shè)置，分別用于安裝搖臂和...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張艷來，劉懿，吳江浩，孫茂，
申請(專利權(quán))人：北京航空航天大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11