本發(fā)明涉及一種微型撲翼飛行器領(lǐng)域，尤其是涉及一種翅膀可扭轉(zhuǎn)且能夠?qū)崿F(xiàn)多飛行功能的微型撲翼飛行器。

背景技術(shù)：

微型撲翼飛行器作為一種仿鳥類的新型飛行機器人，它具有重量輕、體積小、飛行靈活、效率高等優(yōu)點，而且還能實現(xiàn)較復(fù)雜的動力飛行。撲翼飛行器在飛行過程中靠雙翼扇動進行飛行，與固定翼和旋轉(zhuǎn)翼飛行器相比，撲翼飛行器具有起飛占用的場地小、良好的機動性能、能夠?qū)崿F(xiàn)懸停和能量利用率高等特點。目前軍事領(lǐng)域中可運用微型飛行器開展目標偵查工作，準確傳遞信息，利用其隱蔽性強的特點達到突襲目的，還可以利用其通信功能實現(xiàn)干擾信號的目的。在民用領(lǐng)域，可以用來災(zāi)難后搜尋幸存者；還可以實現(xiàn)無死角的動態(tài)城市交通監(jiān)視；也能夠?qū)崿F(xiàn)航空攝影。

在現(xiàn)有的撲翼飛行器中，其翅翼的撲動方式主要以上下?lián)鋭訛橹?，雖然有些撲翼飛行器飛行效果能達到預(yù)期的目的，但靈活度相對較低，能量利用率低。而真實的鳥類在飛行時，它們的翅翼不僅僅是單純的上下?lián)鋭?，而是又增加了扭轉(zhuǎn)運動。也有文獻證明，飛行器在飛行時，翅翼上下?lián)鋭硬⒓右耘まD(zhuǎn)運動，飛行效果更好，效率更高，但都存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易實現(xiàn)微型化的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種翅膀可扭轉(zhuǎn)且能夠?qū)崿F(xiàn)多飛行運動的微型撲翼飛行器，以解決目前微型撲翼飛行器存在的實現(xiàn)扭轉(zhuǎn)撲動時設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易實現(xiàn)微型化問題。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：撲動扭轉(zhuǎn)機構(gòu)、尾翼、機身直流電機、尾翼支撐桿與電子控制模塊安裝在機架體上，翅翼連接在扭轉(zhuǎn)面板上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向旋翼連接在風(fēng)扇電機上，尾翼傳動機構(gòu)連接在尾翼支撐桿上，固定尾翼支撐桿結(jié)構(gòu)通過螺釘把尾翼支撐桿與尾翼固定連接在一起。

本發(fā)明所述撲動扭轉(zhuǎn)機構(gòu)是由右側(cè)運動結(jié)構(gòu)和左側(cè)運動結(jié)構(gòu)組成的，且兩者結(jié)構(gòu)相同，右側(cè)運動結(jié)構(gòu)的右齒輪和左側(cè)運動結(jié)構(gòu)的左齒輪嚙合連接，小齒輪一與左齒輪嚙合連接，其中右側(cè)運動結(jié)構(gòu)是：右齒輪彎曲軸的一端固定在右齒輪的中心處，右下導(dǎo)向矩形塊固定到右齒輪彎曲軸的另一端；右扭轉(zhuǎn)面板夾在右下導(dǎo)向矩形塊、右上導(dǎo)向矩形塊的中間，螺釘穿過右上導(dǎo)向矩形塊、右扭轉(zhuǎn)面板上的孔而固定在右下導(dǎo)向矩形塊上，右限位連桿一的一端與右扭轉(zhuǎn)面板鉸接，右限位連桿一通過螺釘與右限位連桿二一端的中心處鉸接，右限位連桿二的另一端與右限位連桿三的一端鉸接，右限位連桿三的另一端的凸桿能夠在右限位連桿四的長凹槽旋轉(zhuǎn)和移動，右限位連桿四固接在機架體上。

本發(fā)明所述尾翼傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)是：小齒輪二連接在尾翼直流電機上，連接調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向旋翼的風(fēng)扇電機安裝在缺齒齒輪中心處，且風(fēng)扇電機的軸線方向平行的指向飛行器正后方，桿一的一端裝有限位塊一，桿二的一端裝有限位塊二，限位塊一與缺齒齒輪上的突出桿一相貼合；限位塊二與缺齒齒輪上的突出桿二相貼合，桿一與桿二上分別套有彈簧一與彈簧二，彈簧一的一端與桿一上的限位塊接觸、另一端與尾翼支撐桿接觸，且彈簧一有預(yù)壓縮量；彈簧二的一端與桿二上的限位塊接觸、另一端與尾翼支撐桿接觸，且彈簧二有預(yù)壓縮量；桿一穿過尾翼支撐桿上的孔與擋塊一相連接，桿二穿過尾翼支撐桿上的孔與擋塊二相連接；對于缺齒齒輪，缺齒部分占整個圓周部分的1/3，有齒部分與小齒輪二的嚙合處處于有齒部分的中間處。

本發(fā)明的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)新穎，簡化了設(shè)計結(jié)構(gòu)，易于實現(xiàn)微型化。撲翼機構(gòu)可以改變扭轉(zhuǎn)面板的安裝傾斜角度，能夠改變撲動角度和扭轉(zhuǎn)角度，該機構(gòu)呈左右對稱結(jié)構(gòu)，因此撲動有很好的對稱性，在撲翼飛行器飛行中有很好的穩(wěn)定性，扭轉(zhuǎn)角的大小隨著翅翼在上下?lián)鋭又兴幍奈恢枚兴兓?，很好的模仿了鳥類的飛行。扭轉(zhuǎn)運動主要是由導(dǎo)向模塊和限位連桿兩部分復(fù)合而實現(xiàn)，尾翼機構(gòu)部分通過齒輪旋轉(zhuǎn)，使小風(fēng)扇運動到朝左、朝后、朝上的方向，然后調(diào)節(jié)小風(fēng)扇正反轉(zhuǎn)，易于實現(xiàn)加速飛行、懸停或豎直上升、下傾飛行、上仰飛行、右轉(zhuǎn)彎、左轉(zhuǎn)彎飛行運動，撲翼飛行器實現(xiàn)的飛行動作較全面，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并且在撲翼飛行器起飛階段，可以實現(xiàn)無助力起飛，翅翼的上下?lián)鋭蛹优まD(zhuǎn)運動可以使撲翼飛行器與只產(chǎn)生上下?lián)鋭拥娘w行器相比在撲動頻率相同的情況下產(chǎn)生更大的推升力，極大的改善了微型撲翼飛行器飛行性能，飛行器飛行靈活，提高了氣動特性，飛行效率高，體積小，重量輕，實用性更強，能夠?qū)崿F(xiàn)更多飛行功能。

附圖說明

圖1a是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1b是本發(fā)明的仰視圖；

圖2是本發(fā)明扭轉(zhuǎn)傳動機構(gòu)的仰視圖；

圖3是本發(fā)明扭轉(zhuǎn)傳動機構(gòu)的俯視圖；

圖4是圖3中A處的放大圖；

圖5是本發(fā)明右限位連桿一308的結(jié)構(gòu)圖；

圖6是本發(fā)明右限位連桿二309的結(jié)構(gòu)圖；

圖7是本發(fā)明右限位連桿三310的結(jié)構(gòu)圖；

圖8是本發(fā)明尾翼支撐桿7的結(jié)構(gòu)圖；

圖9a是本發(fā)明尾翼傳動機構(gòu)的主視圖；

圖9b是本發(fā)明尾翼傳動機構(gòu)的后視圖；

圖中：機架體1、翅翼2、撲動扭轉(zhuǎn)機構(gòu)3，小齒輪一301、右齒輪302、左齒輪303、右齒輪彎曲軸304、右下導(dǎo)向矩形塊305、右扭轉(zhuǎn)面板306、右上導(dǎo)向矩形塊307、右限位連桿一308、右限位連桿二309、右限位連桿三310、右限位連桿四311、尾翼4、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向旋翼5、尾翼傳動機構(gòu)6，小齒輪二601、缺齒齒輪602、桿一603、桿二604、彈簧一605、彈簧二606、尾翼直流電機607，風(fēng)扇電機608、尾翼支撐桿7、固定尾翼支撐桿結(jié)構(gòu)8、機身直流電機9、電子控制模塊10。

具體實施方式

撲動扭轉(zhuǎn)機構(gòu)3、尾翼4、機身直流電機9、尾翼支撐桿7與電子控制模塊10安裝在機架體1上，翅翼2連接在扭轉(zhuǎn)面板306上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向旋翼5連接在風(fēng)扇電機608上，尾翼傳動機構(gòu)6連接在尾翼支撐桿7上，固定尾翼支撐桿結(jié)構(gòu)8通過螺釘把尾翼支撐桿7與尾翼4固定連接在一起，以起到支撐作用。

所述撲動扭轉(zhuǎn)機構(gòu)3是由右側(cè)運動結(jié)構(gòu)和左側(cè)運動結(jié)構(gòu)組成的，且兩者結(jié)構(gòu)相同，右側(cè)運動結(jié)構(gòu)的右齒輪302和左側(cè)運動結(jié)構(gòu)的左齒輪303嚙合連接，小齒輪一301與左齒輪303嚙合連接，其中右側(cè)運動結(jié)構(gòu)是：右齒輪彎曲軸304的一端固定在右齒輪302的中心處，右下導(dǎo)向矩形塊305固定到右齒輪彎曲軸304的另一端；右扭轉(zhuǎn)面板306夾在右下導(dǎo)向矩形塊305、右上導(dǎo)向矩形塊307的中間，螺釘穿過右上導(dǎo)向矩形塊307、右扭轉(zhuǎn)面板306上的孔而固定在右下導(dǎo)向矩形塊305上，右限位連桿一308的一端與右扭轉(zhuǎn)面板306鉸接，右限位連桿一308通過螺釘與右限位連桿二309一端的中心處鉸接，右限位連桿二309的另一端與右限位連桿三310的一端鉸接，右限位連桿三310的另一端的凸桿能夠在右限位連桿四311的長凹槽旋轉(zhuǎn)和移動，右限位連桿四311固接在機架體1上。

所述尾翼傳動機構(gòu)6的結(jié)構(gòu)是：小齒輪二601連接在尾翼直流電機607上，連接調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向旋翼5的風(fēng)扇電機608安裝在缺齒齒輪602中心處，且風(fēng)扇電機608的軸線方向平行的指向飛行器正后方，桿一603的一端裝有限位塊一60301，桿二604的一端裝有限位塊二60401，限位塊一60301與缺齒齒輪602上的突出桿一60201相貼合；限位塊二60401與缺齒齒輪602上的突出桿二60202相貼合，桿一603與桿二604上分別套有彈簧一605與彈簧二606，彈簧一605的一端與桿一603上的限位塊60301接觸、另一端與尾翼支撐桿7接觸，且彈簧一有預(yù)壓縮量；彈簧二606的一端與桿二604上的限位塊60401接觸、另一端與尾翼支撐桿7接觸，且彈簧二有預(yù)壓縮量；桿一603穿過尾翼支撐桿7上的孔與擋塊一60302相連接，桿二604穿過尾翼支撐桿7上的孔與擋塊二60402相連接；對于缺齒齒輪602，缺齒部分占整個圓周部分的1/3，有齒部分與小齒輪二601的嚙合處處于有齒部分的中間處，彈簧一605與彈簧二606的預(yù)壓縮量使桿一603兩端的限位塊一60301、擋塊二60302和桿二604的兩端的限位塊二60401、擋塊二60402緊密的與缺齒齒輪602上的突出桿一60201、突出桿二60202和尾翼支撐桿7緊密貼合。

工作原理：

1.在可扭轉(zhuǎn)的翅翼部分：電子控制模塊12發(fā)出的信號使機身直流電機9的工作，從而帶動小齒輪一301正向旋轉(zhuǎn)，左齒輪303與右齒輪302也跟隨小齒輪一301旋轉(zhuǎn)。由于右齒輪彎曲軸304、右下導(dǎo)向矩形塊305、右上導(dǎo)向矩形塊307連接到一起，因此右齒輪302、右齒輪彎曲軸304、右下導(dǎo)向矩形塊305、右上導(dǎo)向矩形塊307圍繞右齒輪302的中心軸線旋轉(zhuǎn)，同時，右限位連桿一308圍繞右扭轉(zhuǎn)面板306與右限位連桿一308連接處做旋轉(zhuǎn)運動，且右限位連桿一308圍繞右限位連桿一308與右限位連桿二309連接處做旋轉(zhuǎn)運動，右限位連桿二309圍繞限位連桿二309與右限位連桿三310連接處做旋轉(zhuǎn)運動，右限位連桿三310的凸桿在右限位連桿四311的長凹槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)和移動，由于右限位連桿一308、右限位連桿二309、右限位連桿三310、右限位連桿四311的限位作用，右扭轉(zhuǎn)面板306只能在與右下導(dǎo)向矩形塊305、右上導(dǎo)向矩形塊307的連接處做上下?lián)鋭蛹优まD(zhuǎn)運動，連接在右扭轉(zhuǎn)面板306上的翅翼2跟隨右扭轉(zhuǎn)面板306做相同的運動。左側(cè)機構(gòu)的運動與右側(cè)機構(gòu)的運動相同。

2.在尾翼部分：（1）當尾翼直流電機607不轉(zhuǎn)，①風(fēng)扇電機608正轉(zhuǎn)時，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向旋翼5產(chǎn)生向后的推力，能夠?qū)崿F(xiàn)飛行器的加速飛行；②風(fēng)扇電機608反轉(zhuǎn)時，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向旋翼5產(chǎn)生向后的拉力，通過電子控制模塊12調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向旋翼5的轉(zhuǎn)速，使調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向旋翼5產(chǎn)生的向后拉力與飛行器翅翼產(chǎn)生的向后推力相等，且飛行器翅翼產(chǎn)生向上的升力與飛行器重量相等，可使飛行器能夠懸停；調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向旋翼5產(chǎn)生的向后拉力與飛行器翅翼產(chǎn)生的向后推力相等，且飛行器翅翼產(chǎn)生向上的升力大于飛行器重量，可使飛行器能夠豎直上升。（2）當尾翼直流電機607正轉(zhuǎn)，缺齒齒輪602順時針旋轉(zhuǎn)，當小齒輪二601轉(zhuǎn)過有齒輪與缺齒齒輪602的缺齒部分接觸，同時，桿二604向左運動，彈簧605受到壓縮，這時風(fēng)扇電機608處于垂直向下的位置，然后尾翼直流電機607停止旋轉(zhuǎn)，①風(fēng)扇電機608正轉(zhuǎn)時，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向旋翼5產(chǎn)生向下的推力，能夠?qū)崿F(xiàn)飛行器的下傾飛行；②風(fēng)扇電機608反轉(zhuǎn)時，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向旋翼5產(chǎn)生向上的推力，能夠?qū)崿F(xiàn)飛行器的上仰飛行。實現(xiàn)下傾飛行或上仰飛行后，停止電子控制模塊12發(fā)注信號，則桿二604受到彈簧二606彈力向右運動，從而推動缺齒齒輪602反轉(zhuǎn)，回到靜止位置。（3）當尾翼直流電機607反轉(zhuǎn)，缺齒齒輪602逆時針旋轉(zhuǎn)，當小齒輪二601與缺齒齒輪602的缺齒部分接觸，同時，桿一603向左運動，彈簧一605受到壓縮，這時風(fēng)扇電機608處于水平向左的位置，然后尾翼直流電機607停止旋轉(zhuǎn)，①風(fēng)扇電機608正轉(zhuǎn)時，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向旋翼5產(chǎn)生向左的推力，能夠?qū)崿F(xiàn)飛行器的右轉(zhuǎn)彎；②風(fēng)扇電機608反轉(zhuǎn)時，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向旋翼5產(chǎn)生向右的推力，能夠?qū)崿F(xiàn)飛行器的左轉(zhuǎn)彎。實現(xiàn)右轉(zhuǎn)彎或左轉(zhuǎn)彎后，停止電子控制模塊12發(fā)注信號，則桿一603受到彈簧一605彈力向右運動，從而推動缺齒齒輪602反轉(zhuǎn)，回到靜止位置。

3.在電路控制方面：電源采用3.7V鋰電池供電，通過電子控制模塊10驅(qū)動機身直流電機9、尾翼直流電機607、風(fēng)扇電機608工作，電子控制模塊包括無線接收模塊、電機驅(qū)動模塊。