一種電磁驅(qū)動(dòng)的微型撲翼機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及仿生飛行器，撲翼飛行器領(lǐng)域，特別是采用電磁驅(qū)動(dòng)的微型撲翼機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]微型撲翼機(jī)是仿生飛行器的一種，通過模擬鳥類拍打翅膀的動(dòng)作，從而產(chǎn)生升力和推力維持飛行。目前研宄內(nèi)容主要集中在撲翼的結(jié)構(gòu)和撲翼的驅(qū)動(dòng)裝置上。
[0003]在撲翼的結(jié)構(gòu)研宄上，由于撲翼機(jī)的撲翼在上撲和下?lián)涞倪^程中，產(chǎn)生的升力不對(duì)稱，下?lián)洚a(chǎn)生有利的向上升力，而上撲則產(chǎn)生不利的反向升力，造成撲動(dòng)周期內(nèi)向上升力的合力偏小，效率低下。為了彌補(bǔ)缺陷，研宄人員進(jìn)行了撲翼結(jié)構(gòu)方面的改進(jìn)，主要通過使用機(jī)械裝置改變撲翼在上撲和下?lián)涞挠行д钩崦娣e，使下?lián)鋾r(shí)的展翅面積大于上撲時(shí)的面積，來達(dá)到增加撲動(dòng)周期內(nèi)的升力合力。中國(guó)專利CN102381476A公開的一種微型半主動(dòng)折疊撲翼，下?lián)鋾r(shí)撲翼完全張開，展翅面積最大，上撲時(shí)撲翼有一定角度的折疊，減小展翅面積，從而達(dá)到增加撲動(dòng)周期內(nèi)升力合力的目的。但上撲時(shí)展翅面積僅有一定程度的減少，效率依然較低。
[0004]在撲翼的驅(qū)動(dòng)裝置研宄上，目前普遍利用電機(jī)配合機(jī)械傳動(dòng)裝置作為動(dòng)力來源系統(tǒng)。中國(guó)專利CN103274049A公開了一種電磁動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在機(jī)體安裝一個(gè)螺旋線圈和一個(gè)永磁體，通過磁極間引力、斥力的周期變化，帶動(dòng)左右兩翅同步上下振動(dòng)，產(chǎn)生升力。其不足之處是，采用的是一定頻率的方波電流使螺旋線圈產(chǎn)生磁性，其磁場(chǎng)強(qiáng)度不變，但是螺旋線圈與永磁體間的磁力是與距離的平方成反比關(guān)系，因此造成撲翼上下?lián)鋭?dòng)力的不對(duì)稱，使得飛行不夠穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服上撲時(shí)展翅面積過大造成的升力合力較低，以及克服磁力不穩(wěn)定造成的撲翼動(dòng)力不對(duì)稱的不足，本發(fā)明提供了一種微型撲翼機(jī)的電磁結(jié)構(gòu)裝置，可以同步控制機(jī)身電磁線圈和翼翅電磁線圈，動(dòng)力輸出穩(wěn)定，效率得到較大提高。
[0006]本發(fā)明采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的:
一種電磁驅(qū)動(dòng)微型撲翼機(jī)，包括機(jī)身1、活塞筒2、交流電源101、上電磁線圈3、永磁體套4、永磁體41、下電磁線圈5、左活動(dòng)桿6、右活動(dòng)桿7、左翼轉(zhuǎn)軸8、右翼轉(zhuǎn)軸9、左翼骨架20、右翼骨架21、左翼翅頁(yè)18、右翼翅頁(yè)19，其中活塞筒2、交流電源101內(nèi)置于機(jī)身I框架內(nèi)，上電磁線圈3和下電磁線圈5分別置于活塞筒2上下兩端，交流電源101與上電磁線圈3和下電磁線圈5相連，永磁體套4位于活塞筒2的中部，永磁體41內(nèi)置于永磁體套4內(nèi)，左活動(dòng)桿6、右活動(dòng)桿7的一端分別固定連接在永磁體套4左右兩邊，左活動(dòng)桿6、右活動(dòng)桿7的另一端分別與左翼轉(zhuǎn)軸8、右翼轉(zhuǎn)軸9固定連接，左翼轉(zhuǎn)軸8、右翼轉(zhuǎn)軸9分別固定連接于左翼骨架20、右翼骨架21的端部，左翼翅頁(yè)18的右端、右翼翅頁(yè)19的左端分別固定連接在左翼骨架20、右翼骨架21上。
[0007]機(jī)身I內(nèi)置的交流電源101給上電磁線圈3、下電磁線圈5輸入交變電流，輸入正向電流時(shí)，上電磁線圈3對(duì)永磁體41產(chǎn)生引力，下電磁線圈5對(duì)永磁體41產(chǎn)生斥力，永磁體41帶動(dòng)永磁體套4向上運(yùn)動(dòng)，帶左活動(dòng)桿6、右活動(dòng)桿7—起向下運(yùn)動(dòng)，左活動(dòng)桿6、右活動(dòng)桿7又牽連左翼骨架20、右翼骨架21做下?lián)鋭?dòng)作。輸入負(fù)向電流時(shí)，上電磁線圈3對(duì)永磁體41產(chǎn)生斥力，下電磁線圈5對(duì)永磁體41產(chǎn)生引力，永磁體41帶動(dòng)永磁體套4向下運(yùn)動(dòng)，帶左活動(dòng)桿6、右活動(dòng)桿7—起向上運(yùn)動(dòng)，左活動(dòng)桿6、右活動(dòng)桿7又牽連左翼骨架20、右翼骨架21做上撲動(dòng)作。這樣永磁體在活塞筒內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，翼翅也就跟著上下?lián)鋭?dòng)。由于有上下兩個(gè)線圈提供動(dòng)力，克服了只有一個(gè)線圈產(chǎn)生的磁力隨著行程距離波動(dòng)大的缺點(diǎn)，使得動(dòng)力輸出更穩(wěn)定。
[0008]所述的左翼骨架20、右翼骨架21上還分別安裝有左翼連接桿16、右翼連接桿17、左翼電磁線圈10及1001、右翼電磁線圈13及1301、左翼永磁體11、右翼永磁體14，其中左翼連接桿16的右端、右翼連接桿17的左端分別安裝有左翼永磁體11、右翼永磁體14，左翼電磁線圈10及1001、右翼電磁線圈13及1301分別安裝在左翼骨架20的右端、右翼骨架21的左端，分別與左翼永磁體11、右翼永磁體14相對(duì)，左翼連接桿16的左端、右翼連接桿17的右端分別與左翼翅頁(yè)18右端邊緣、右翼翅頁(yè)19左端邊緣柔性鉸鏈連接，左翼電磁線圈10及1001、右翼電磁線圈13及1301與交流電源101連接。
[0009]撲翼機(jī)作下?lián)鋭?dòng)作時(shí)，交流電源101同步向左翼電磁線圈10及1001、右翼電磁線圈13及1301輸入正向電流，左翼電磁線圈10、右翼電磁線圈13分別對(duì)左翼永磁體11、右翼永磁體14產(chǎn)生引力，左翼電磁線圈1001、右翼電磁線圈1301分別對(duì)左翼永磁體11、右翼永磁體14產(chǎn)生斥力，帶動(dòng)左翼連接桿16、右翼連接桿17，左翼連接桿16、右翼連接桿17又帶動(dòng)左翼翅頁(yè)18、右翼翅頁(yè)19閉合，為撲翼機(jī)提供更大的上升力。撲翼機(jī)作上撲動(dòng)作時(shí)，交流電源101同步向左翼電磁線圈10及1001、右翼電磁線圈13及1301輸入負(fù)向電流，左翼電磁線圈10、右翼電磁線圈13分別對(duì)左翼永磁體11、右翼永磁體14產(chǎn)生斥力，左翼電磁線圈1001、右翼電磁線圈1301分別對(duì)左翼永磁體11、右翼永磁體14產(chǎn)生引力，帶動(dòng)左翼連接桿16、右翼連接桿17，左翼連接桿16、右翼連接桿17又帶動(dòng)左翼翅頁(yè)18、右翼翅頁(yè)19張開，減小翼翅上撲的阻力。
[0010]撲翼的上下?lián)鋭?dòng)與翼翅閉合、張開都是由電磁驅(qū)動(dòng)，并且在一個(gè)周期內(nèi)兩者的電磁的轉(zhuǎn)向點(diǎn)都由同一交流電源同步控制，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明采用電磁驅(qū)動(dòng)方式精確主動(dòng)的控制著撲翼翅頁(yè)的閉合與張開，與被動(dòng)方式相比，上撲時(shí)面積減小的更大，周期內(nèi)升力合力顯著。
[0012]本發(fā)明采用了上下兩個(gè)電磁線圈提供磁力，相比一個(gè)電磁線圈，撲翼動(dòng)力輸出增大一倍，并且克服了單個(gè)線圈的磁力隨行程距離的影響，使動(dòng)力輸出更穩(wěn)定。
[0013]機(jī)身動(dòng)力與撲翼翅頁(yè)的閉合、張開控制可由同一交流電源同步控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，利于集成。
[0014]機(jī)身上下電磁線圈，一個(gè)提供引力一個(gè)提供斥力，用來驅(qū)動(dòng)中間的永磁體往復(fù)運(yùn)動(dòng)，避免了單個(gè)電磁線圈由于行程距離造成的動(dòng)力不對(duì)稱，使得整機(jī)飛行更穩(wěn)定。同時(shí)，電磁結(jié)構(gòu)裝置也可以在翼翅的最高、最低位置實(shí)現(xiàn)磁極的轉(zhuǎn)換，方便的控制了頁(yè)狀翼翅的閉合與張開，在上撲時(shí)，翼翅張開能有效的減少空氣接觸面積，在下?lián)鋾r(shí)，翼翅閉合能增大空氣接觸面積，使得周期內(nèi)升力合力顯著增大，提高了撲翼效率。
[0015]