本實用新型涉及飛行器領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種仿生蜻蜓結(jié)構(gòu)頭部搖擺機構(gòu)。

背景技術(shù)：

近年來，隨著對昆蟲飛行機理的深入了解和不斷完善空的氣動力學(xué)，以及相關(guān)的微電子機械技術(shù)、性能優(yōu)異的新型材料、微電子控制系統(tǒng)技術(shù)、仿生學(xué)、空氣動力學(xué)、動力及能源系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)等快速發(fā)展。與仿生蜻蜓撲翼相關(guān)的技術(shù)已經(jīng)成為一個前沿科技的研究課題，尤其是在軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域均具有潛在的應(yīng)用前景。

對仿生蜻蜓撲翼的探究具有十分重要的意義以及它所潛在的應(yīng)用價值：

1、撲翼飛行器是一個多學(xué)科、多領(lǐng)域的研究，涉及空氣動力學(xué)的科學(xué)和技術(shù)、仿生學(xué)技術(shù)、結(jié)構(gòu)力學(xué)和MEMS技術(shù)，以及微控制器、微傳感器、微執(zhí)行器等的研究。通過對這些問題的研究不僅有利于撲翼飛行器的研究，還能積極推動相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。

2、撲翼飛行器是一種全新理念研究的飛行器，其涉及的技術(shù)早已超越傳統(tǒng)飛行器設(shè)計的研究領(lǐng)域。需要研究與之相關(guān)的空氣動力學(xué)與非線性動力學(xué)它們之間內(nèi)在的關(guān)聯(lián)以及對仿生機構(gòu)如何設(shè)計的研究；還有如何對仿生撲翼運動控制的研究，都具有一定的前瞻性、先導(dǎo)性和通用性。

仿生蜻蜓撲翼飛行器是一種對昆蟲飛行原理模仿的飛行器，與傳統(tǒng)飛行器相比具有以下幾個明顯的優(yōu)點：

1、具有優(yōu)異的飛行機動性和可控的空中懸停能力，例如可以在原地進行起飛降落在空中懸停換向；

2、仿生蜻蜓撲翼機構(gòu)設(shè)置舉升、懸停和推進三大功能，撲翼系統(tǒng)的變化可以靈活調(diào)整飛行運動參數(shù)，從而使整體結(jié)構(gòu)精簡有利于能源的高效利用可實現(xiàn)長距離的飛行；

3、仿生蜻蜓撲翼飛行器具有重量輕、體積小，尺寸適中攜帶方便和飛行隱蔽性好及可操作性強等優(yōu)點。

4、撲翼能產(chǎn)生高效率的推力。根據(jù)對撲翼的研究，發(fā)現(xiàn)撲翼機構(gòu)能產(chǎn)生85.5％高效率的推力。與傳統(tǒng)推進系統(tǒng)的推進效率相比要高得多，能量轉(zhuǎn)化效果好。

目前仍存在許多的問題制約了撲翼飛行器的深入發(fā)展，若能攻克潛在的這些問題，那么撲翼飛行器將在微型化、集成化將會取得實質(zhì)性的進展；目前所面臨解決的問題有以下幾個技術(shù)難點：

1、如何設(shè)計出新型，結(jié)構(gòu)巧妙，傳動高效的撲翼結(jié)構(gòu)問題。

2、如何實現(xiàn)翅膀的旋動問題。

3、如何實現(xiàn)頭部搖擺機構(gòu)的上下左右運動功能問題。

4、如何實現(xiàn)尾部變向、平衡搖擺機構(gòu)的上下左右運動功能問題。

5、如何實現(xiàn)腿部支撐伸縮機構(gòu)的運動功能問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本實用新型提供了一種結(jié)構(gòu)巧妙、更換維修方便、可操作性強、控制方便的仿生蜻蜓結(jié)構(gòu)頭部搖擺機構(gòu)。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種仿生蜻蜓結(jié)構(gòu)頭部搖擺機構(gòu)，包括支撐軸，所述支撐軸的一端可轉(zhuǎn)向的設(shè)有擺頭支架，所述擺頭支架與所述支撐軸之間設(shè)有萬向節(jié)結(jié)構(gòu)，所述的支撐軸上設(shè)有軸對稱的安裝座，所述擺頭支架的內(nèi)端面上設(shè)有兩個成軸對稱布置的推動所述擺頭支架轉(zhuǎn)動的推拉桿，所述安裝座的兩側(cè)分別設(shè)有驅(qū)動兩個所述的推拉桿的曲柄連桿機構(gòu)。

進一步的，所述的曲柄連桿機構(gòu)包括在所述安裝座的兩側(cè)可轉(zhuǎn)動的設(shè)有兩個豎向布置的搖桿，所述的安裝座上分別設(shè)有與兩個所述的搖桿連接的驅(qū)動電機。

更進一步的，兩個所述的推拉桿設(shè)置在所述擺頭支架的下部，所述推拉桿的一端與所述的擺頭支架可橫向轉(zhuǎn)動的鉸接，其另一端與所述的搖桿可豎向轉(zhuǎn)動的鉸接。

作為進一步的改進，所述的擺頭支架包括條形外圈和與所述萬向節(jié)結(jié)構(gòu)連接的內(nèi)圓盤，所述的條形外圈與內(nèi)圓盤之間設(shè)有支撐桿，所述條形外圈的下部設(shè)有一橫桿，所述橫桿上凸出設(shè)有分別與兩個所述的推拉桿鉸接的鉸接部。

更進一步的，所述的安裝座包括橫向設(shè)置所述支撐軸上的橫梁，所述橫梁的兩端軸對稱的設(shè)有兩平行相對的安裝面板，所述的曲柄連桿機構(gòu)安裝在所述的安裝面板上。

更進一步的，所述的橫梁設(shè)有套接在所述支撐軸上的套筒。

有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：結(jié)構(gòu)巧妙，控制敏捷，重量小；兩個曲柄連桿機構(gòu)成軸對稱設(shè)置在支撐軸兩側(cè)，平衡性好；整個曲柄連桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)巧妙，占用空間小，反應(yīng)靈敏，制造成本低，而且運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、可靠，滿足仿真蜻蜓結(jié)構(gòu)頭部搖擺的功能；組裝、拆卸方便，用時少，維修容易，維護成本低。

附圖說明

圖1是本實用新型的仿生蜻蜓結(jié)構(gòu)頭部搖擺機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、支撐軸；2、擺頭支架；21、條形外圈；22、內(nèi)圓盤；23、支撐桿；24、橫桿；25、鉸接部；3、推拉桿；4、安裝座；41、橫梁；42、安裝面板；43、套筒；5、萬向節(jié)結(jié)構(gòu)；6、搖桿；7、驅(qū)動電機。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本實用新型的具體實施方式進行詳細描述，但應(yīng)當理解本實用新型的保護范圍并不受具體實施方式的限制。

本實用新型的實施例是這樣的：如圖1所示，一種仿生蜻蜓結(jié)構(gòu)頭部搖擺機構(gòu)，包括支撐軸1，支撐軸1的一端可轉(zhuǎn)向的設(shè)有擺頭支架2，擺頭支架2與支撐軸1之間設(shè)有萬向節(jié)結(jié)構(gòu)5，支撐軸1上設(shè)有軸對稱的安裝座4，擺頭支架2的內(nèi)端面上設(shè)有兩個成軸對稱布置的推動擺頭支架2轉(zhuǎn)動的推拉桿3，安裝座4的兩側(cè)分別設(shè)有驅(qū)動兩個推拉桿3的曲柄連桿機構(gòu)，通過曲柄連桿機構(gòu)控制推拉桿3運動，將擺頭支架2左右、上下轉(zhuǎn)向，結(jié)構(gòu)巧妙，控制敏捷，重量??；兩個曲柄連桿機構(gòu)成軸對稱設(shè)置在支撐軸1兩側(cè)，平衡性好。

在本實施例中，曲柄連桿機構(gòu)包括在安裝座4的兩側(cè)可轉(zhuǎn)動的設(shè)有兩個豎向布置的搖桿6，安裝座4上分別設(shè)有與兩個搖桿6連接的驅(qū)動電機7，通過驅(qū)動電機7驅(qū)動搖桿6豎向轉(zhuǎn)動，搖桿6在轉(zhuǎn)動中可使推拉桿3前推、后拉，在兩推拉桿3的操控下，擺頭支架2可實現(xiàn)多方向的轉(zhuǎn)動，滿足仿真蜻蜓的頭部搖擺的功能，小型的驅(qū)動電機7可實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，反應(yīng)靈敏，重量??；整個曲柄連桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)巧妙，制造成本低，而且運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、可靠。并且，兩個推拉桿3設(shè)置在擺頭支架2的下部，使曲柄連桿機構(gòu)同樣設(shè)置在支撐軸1的下方，降低整個頭部搖擺機構(gòu)的重心，推拉桿3的一端與擺頭支架2可橫向轉(zhuǎn)動的鉸接，便于擺頭支架2的轉(zhuǎn)動，防止推拉桿3在推動擺頭支架2轉(zhuǎn)向中出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，其另一端與搖桿6可豎向轉(zhuǎn)動的鉸接，推拉桿3與搖桿6連接方便。

在本實施例中，擺頭支架2包括條形外圈21和與萬向節(jié)結(jié)構(gòu)5連接的內(nèi)圓盤22，條形外圈21與內(nèi)圓盤22之間設(shè)有支撐桿23，條形外圈21的下部設(shè)有一橫桿24，橫桿24上凸出設(shè)有分別與兩個推拉桿3鉸接的鉸接部25，兩個推拉桿3鉸接在橫桿24的兩端，擺頭支架2的重量小，轉(zhuǎn)向容易。

在本實施例中，安裝座4包括橫向設(shè)置支撐軸1上的橫梁41，橫梁41設(shè)有套接在支撐軸1上的套筒43，橫梁的兩端軸對稱的設(shè)有兩平行相對的安裝面板42，曲柄連桿機構(gòu)安裝在安裝面板42上，搖桿6設(shè)置在安裝面板42的外側(cè)，而驅(qū)動電機7設(shè)置在安裝面板42的內(nèi)側(cè)，驅(qū)動電機7的輸出端與搖桿6連接，曲柄連桿機構(gòu)緊湊的安裝在安裝座4上，占用空間小，重心低；曲柄連桿機構(gòu)集成在安裝座4上，在將安裝座4套接在支撐軸1使搖桿6與推拉桿3鉸接，組裝、拆卸方便，用時少，維修容易，維護成本低。

實際工作時，當需要擺頭支架2向右轉(zhuǎn)時，只需通過驅(qū)動電機7控制左側(cè)的搖桿6向前轉(zhuǎn)動、右側(cè)的搖桿6向后轉(zhuǎn)動；相反，當需要擺頭支架2向左轉(zhuǎn)時，只需通過驅(qū)動電機7控制左側(cè)的搖桿6向后轉(zhuǎn)動、右側(cè)的搖桿6向前轉(zhuǎn)動；當需要擺頭支架2向上轉(zhuǎn)時，只需通過驅(qū)動電機7控制左右兩側(cè)的搖桿6同時向前轉(zhuǎn)動；相反，當需要擺頭支架2向下轉(zhuǎn)時，只需通過驅(qū)動電機7控制左右兩側(cè)的搖桿6同時向后轉(zhuǎn)動。

以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些都不會影響本實用新型實施的效果和專利的實用性。