本發(fā)明涉及仿生撲翼飛行器，具體的說是一種雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的仿生蝴蝶撲翼飛行器。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的撲翼飛行器是指像鳥—樣通過機(jī)翼主動運(yùn)動產(chǎn)生升力和前行力的飛行器，其以翅膀作為主運(yùn)動，通過翅膀拍打空氣的反力作為升力和前進(jìn)力，并通過改變尾翼的位置運(yùn)動來改變飛行方向。

2、一方面，現(xiàn)階段的仿生撲翼飛行器主要是模仿鳥類和昆蟲兩種方向，且大多數(shù)研究都以鳥類撲翼飛行器為主，例如：festo公司生產(chǎn)martbird、法國航空工程師edwin?vanruymbeke研制的metafly，其飛行實(shí)戰(zhàn)功能等方面都取得了很大的成功。然而，以昆蟲為原型的仿生撲翼飛行器，尤其是以蝴蝶為原型的撲翼飛行器在理論研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上都存在較大的缺陷，雖然現(xiàn)階段已知的仿生蝴蝶撲翼機(jī)器人有festo的通過壓電驅(qū)動的emotionbutterfly、北京航空航天大學(xué)的雙翼獨(dú)立驅(qū)動的新型仿生蝴蝶飛行器，但均屬于雙翼獨(dú)立驅(qū)動，且只能通過微控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。

3、另一方面，按照升力產(chǎn)生的原理和氣動布局的方式可以把微型飛行器分為固定翼微型飛行器、旋翼微型飛行器和撲翼微型飛行器三大類。固定翼微型飛行器以固定的機(jī)翼為升力的主要來源，通常采用螺旋槳產(chǎn)生拉力或推力，使固定的機(jī)翼與氣流產(chǎn)生相對運(yùn)動，進(jìn)而使具有一定攻角和彎度的機(jī)翼上、下表面產(chǎn)生壓力差，產(chǎn)生升力。旋翼微型飛行器的飛行原理類似于直升飛機(jī)，由高速旋轉(zhuǎn)的旋翼與氣流產(chǎn)生相對運(yùn)動，從而產(chǎn)生升力，通過調(diào)整旋翼平面的傾斜角度實(shí)現(xiàn)飛行方向的調(diào)整，因此旋翼微型飛行器能夠?qū)崿F(xiàn)垂直起降、懸停、側(cè)飛甚至后飛。然而，撲翼微型飛行器是基于仿生學(xué)原理建立起來的一類特殊飛行器，采用與鳥類或昆蟲相似的撲翼飛行模式，依靠雙翼的撲動與空氣產(chǎn)生相對運(yùn)動，能夠同時產(chǎn)生升力和推力，具有極高的氣動效率，撲翼飛行機(jī)器人獨(dú)特的空氣動力學(xué)原理和高機(jī)動性、高靈活性使其成為微小飛行機(jī)器人領(lǐng)域研究的新熱點(diǎn)。目前，采用撲翼飛行原理設(shè)計(jì)的仿鷹、仿鴿子、仿蜂鳥、仿蜻蜓等多種生物的仿生撲翼機(jī)器人已經(jīng)有所技術(shù)進(jìn)步，但其飛行穩(wěn)定性與飛行效率較低，成本居高不下，并無法適用于復(fù)雜多變的環(huán)境，從而使仿生飛行機(jī)器人在民用領(lǐng)域、科學(xué)領(lǐng)域參與度較低。

4、針對以上問題，我們提出了一種仿生蝴蝶微型飛行器，用以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足之處，本發(fā)明目的是提供一種雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的仿生蝴蝶撲翼飛行器，用于解決現(xiàn)有的飛行器飛行穩(wěn)定性與飛行效率較低，成本居高不下，并無法適用于復(fù)雜多變的環(huán)境的問題。

2、本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的仿生蝴蝶撲翼飛行器，撲翼飛行器本體包括兩舵機(jī)、左翅膀骨架、右翅膀骨架、主軀干組件、控制組件以及電池，兩所述舵機(jī)包括第一舵機(jī)與第二舵機(jī)，所述第一舵機(jī)與所述第二舵機(jī)均通過一舵機(jī)懸掛組件固定在所述主軀干組件前端的左右兩側(cè)上，所述左翅膀骨架通過一左翅膀連接組件設(shè)置在第一舵機(jī)上，所述第一舵機(jī)在工作狀態(tài)使所述左翅膀骨架快速撲動；所述右翅膀骨架通過一右翅膀連接組件設(shè)置在第二舵機(jī)上，所述第二舵機(jī)在工作狀態(tài)使所述右翅膀骨架快速撲動。所述控制組件通過一主控板懸掛組件設(shè)置在所述主軀干組件的中部，且所述第一舵機(jī)、所述第二舵機(jī)均與所述控制組件、所述電池通過導(dǎo)線連接，其中所述電池設(shè)置在所述主軀干組件的尾端。

3、為了進(jìn)一步提高雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的仿生蝴蝶撲翼飛行器的使用便利性，本發(fā)明采用的方案是：所述撲翼飛行器本體的整體結(jié)構(gòu)呈對稱分布。

4、為了進(jìn)一步提高雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的仿生蝴蝶撲翼飛行器的使用便利性，本發(fā)明采用的方案是：所述控制組件包括主控板、伺服控制板與電位器，所述主控板與所述伺服控制板之間通過數(shù)字量輸入信號傳輸接線連接，所述伺服控制板的相應(yīng)接口與所述電位器的輸出端相連接。

5、為了進(jìn)一步提高雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的仿生蝴蝶撲翼飛行器的使用便利性，本發(fā)明采用的方案是：所述左翅膀骨架與所述右翅膀骨架由多根碳纖維桿依次連接構(gòu)成。

6、為了進(jìn)一步提高雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的仿生蝴蝶撲翼飛行器的使用便利性，本發(fā)明采用的方案是：所述左翅膀骨架與所述右翅膀骨架的翼面材料均采用tup薄膜制成。

7、為了進(jìn)一步提高雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的仿生蝴蝶撲翼飛行器的使用便利性，本發(fā)明采用的方案是：所述電池通過兩電池固定組件固定設(shè)置在所述主軀干組件的尾端，其中第一電池固定組件固定連接在所述電池的前側(cè)，第二電池固定組件固定連接在所述電池的后側(cè)。

8、為了進(jìn)一步提高雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的仿生蝴蝶撲翼飛行器的使用便利性，本發(fā)明采用的方案是：所述舵機(jī)懸掛組件對稱固定在所述主軀干組件的左右兩側(cè)。

9、本發(fā)明的有益效果：

10、(1)本發(fā)明易加工制作，便于拆裝，采用雙舵機(jī)驅(qū)動，閉環(huán)控制系統(tǒng)控制飛行，具有較好的飛行穩(wěn)定性，能夠適用于復(fù)雜多變的飛行環(huán)境，具有較好的隱蔽性。

11、(2)本發(fā)明在民用領(lǐng)域可以成為一種集通訊、監(jiān)測以及救援的多功能工具，例如：在自然災(zāi)害或人為事故等緊急情況下，能夠提供及時、準(zhǔn)確以及全面地監(jiān)測數(shù)據(jù)如拍攝現(xiàn)場圖像、測量環(huán)境參數(shù)等。

技術(shù)特征：

1.一種雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的仿生蝴蝶撲翼飛行器，撲翼飛行器本體(1)包括兩舵機(jī)、左翅膀骨架(11)、右翅膀骨架(12)、主軀干組件(2)、控制組件(7)以及電池(8)，兩所述舵機(jī)包括第一舵機(jī)(51)與第二舵機(jī)(52)，所述第一舵機(jī)(51)與所述第二舵機(jī)(52)均通過一舵機(jī)懸掛組件(6)固定在所述主軀干組件(2)前端的左右兩側(cè)上，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的仿生蝴蝶撲翼飛行器，其特征在于：所述撲翼飛行器本體(1)的整體結(jié)構(gòu)呈對稱分布。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的仿生蝴蝶撲翼飛行器，其特征在于：所述控制組件(7)包括主控板、伺服控制板與電位器，所述主控板與所述伺服控制板之間通過數(shù)字量輸入信號傳輸接線連接，所述伺服控制板的相應(yīng)接口與所述電位器的輸出端相連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的仿生蝴蝶撲翼飛行器，其特征在于：所述左翅膀骨架(11)與所述右翅膀骨架(12)由多根碳纖維桿依次連接構(gòu)成。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的仿生蝴蝶撲翼飛行器，其特征在于：所述左翅膀骨架(11)與所述右翅膀骨架(12)的翼面材料均采用tup薄膜制成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的仿生蝴蝶撲翼飛行器，其特征在于：所述電池(8)通過兩電池固定組件固定設(shè)置在所述主軀干組件(2)的尾端，其中第一電池固定組件(91)固定連接在所述電池(8)的前側(cè)，第二電池固定組件(92)固定連接在所述電池(8)的后側(cè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的仿生蝴蝶撲翼飛行器，其特征在于：所述舵機(jī)懸掛組件(6)對稱固定在所述主軀干組件(2)的左右兩側(cè)。

技術(shù)總結(jié)
一種雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)的仿生蝴蝶撲翼飛行器，第一舵機(jī)與第二舵機(jī)均通過舵機(jī)懸掛組件固定在主軀干組件前端，左翅膀骨架通過左翅膀連接組件設(shè)置在第一舵機(jī)上，右翅膀骨架通過右翅膀連接組件設(shè)置在第二舵機(jī)上，第一舵機(jī)、第二舵機(jī)在工作狀態(tài)分別使左翅膀骨架、右翅膀骨架快速撲動；控制組件通過主控板懸掛組件設(shè)置在主軀干組件的中部，且第一舵機(jī)、第二舵機(jī)均與控制組件、電池通過導(dǎo)線連接，其中電池設(shè)置在主軀干組件的尾端。本發(fā)明采用雙舵機(jī)驅(qū)動結(jié)構(gòu)，閉環(huán)系統(tǒng)控制飛行，具有較好的飛行穩(wěn)定性，而且其仿生蝴蝶外形在涂裝后具有較好的隱蔽性，在軍事領(lǐng)域可以在復(fù)雜多變的戰(zhàn)場環(huán)境中執(zhí)行各種任務(wù)，在民用領(lǐng)域可以進(jìn)行通訊、監(jiān)測及救援的輔助工作。

技術(shù)研發(fā)人員：劉韜,汪東興,蔡華宏,戴澤煜,洪勝濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19