[发明专利]一种仿生蜻蜓扑翼飞行器

说明书

本发明公开了一种仿生蜻蜓扑翼飞行器，飞行器包括机身骨架、前后扑翼、传动机构，驱动电机、转向机构、俯仰机构和电源；机身骨架由一根碳纤维杆插接前、后两个支架组成，四个扑翼对称设在机身骨架两侧，传动机构设在机身骨架的前、后支架上并通过两根碳纤维杆连接，驱动电机为动力源，驱动传动机构实现四个扑翼的上下扑动，转向机构和俯仰机构通过改变扑翼姿态实现飞行器的转向和俯仰动作。本发明提出了一种齿轮传动的仿生蜻蜓扑翼飞行器。

技术领域

本发明属于仿生飞行器领域，特别是一种仿生蜻蜓扑翼飞行器。

背景技术

近些年，随着科技的发展，各种微型飞行器逐步应用到了军事领域中，但目前广泛应用的基本都是固定翼和旋翼飞行器，这两类飞行方式固有的弊端难以满足飞行器进一步微型化的需求。固定翼飞行器无法实现定点悬停，难以在狭窄空间活动；而旋翼飞行器气动效率较差，存在能耗高，续航差的问题；并且当特征尺寸小于15cm时，雷诺数变得极低，会严重影响旋翼和桨叶的工作效率。而仿生扑翼飞行器具有尺寸小，重量轻，成本低，隐蔽性好，动作灵活，飞行稳定等特点，非常契合现代军事领域对微型无人机的要求，可以应用在军事观察，目标监视，地形勘测，毁伤打击等方面。

目前仿生技术也是飞行器领域的一大热点，国内外相继出现了仿生蝙蝠、蝴蝶、大鸟、海鸥、信鸽等仿生飞行器，与这些仿生生物相比，蜻蜓在飞行方式和飞行能力方面具有显著的优点。首先，蜻蜓没有尾翼，仅靠拍打翅膀即可灵活飞行，结构更加简单，更适合微型飞行器的设计需求；其次，相较于其他昆虫，蜻蜓在飞行时翅膀的平均拍动次数最少，但飞行速度最快，且稳定性好，其双对翅翼的形式，可利用前后气动干涉提高气动效率。蜻蜓翼展最大尺寸小于20cm，重量轻，可实现扑翼飞行器的微型设计，而且因为不具有旋翼和桨叶结构，不会因为低雷诺数而影响气动效率，可实现在低能耗情况下飞行。所以，将蜻蜓的结构应用于仿生扑翼飞行器，可以提高气动效率，极大地减少能量消耗，同时具有较好的飞行续航能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仿生蜻蜓扑翼飞行器，以实现飞行器前、后扑翼上下交替扑动。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种仿生蜻蜓扑翼飞行器，包括机身骨架、两个前扑翼、两个后扑翼；

所述机身骨架设有前支架和后支架；前支架和后支架左右两侧分别转动连接有传动杆；

所述前支架上设有主动齿轮，主动齿轮左右各设有一个第一曲柄摇杆机构，用于带动传动杆的转动，还用于带动前扑翼的上下摆动；

所述后支架上左右各设有一个第二曲柄摇杆机构，传动杆的转动带动第二曲柄摇杆机构的转动，第二曲柄摇杆机构用于带动后扑翼的上下摆动；

所述前扑翼支撑在前支架和转向机构之间，转向机构用于带动前扑翼的尾端向上或向下倾斜，左右扑翼上下交替，完成转向动作；

所述后扑翼支撑在后支架和俯仰机构之间，俯仰机构用于带动后扑翼的尾端向上或向下倾斜，左右扑翼同上同下，完成俯仰动作。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

本发明通过一个驱动源可同时驱动前后传动机构实现四个扑翼的上下扑动，转向机构和俯仰机构通过改变扑翼姿态实现飞行器的转向和俯仰动作；本专利质量轻，尺寸小，结构新颖，创造性地提出了一种齿轮传动的仿生蜻蜓扑翼飞行器。

附图说明

图1是本专利的整体结构示意图。

图2(a-b)是本专利的飞行姿态示意图。

图3是机身骨架结构示意图。

图4是在机身骨架上加装传动机构后的结构示意图。

图5是前支架上的齿轮安装示意图。

图6是转向机构示意图。