仿蜻蜓雙翅微型撲翼飛行器的制作方法

本實用新型專利屬于航空航天領域，涉及一種仿蜻蜓雙翅微型撲翼飛行器。
背景技術：
：微型撲翼飛行器是一種模仿鳥類或昆蟲飛行的新概念飛行器，與固定翼和旋翼相比，撲翼飛行器將上升、懸停和推進集于一個撲動系統，僅需要較小的能量損耗即可完成長距離飛行，撲翼翅膀在高頻狀態下的撲動和扭轉使其獲得無與倫比的機動性。昆蟲和鳥類的體型比常規飛機小得多，產生的氣動力絕對值非常小，且撲動頻率高，所以其周圍流場呈現尺度小，變化快的特點。現有的雙翅撲翼飛行器主要用于研究一對翅的單自由度撲動中的氣動特性，無法將其應用于方蜻蜓四翅撲翼微型飛行器的設計和研發。技術實現要素：本實用新型專利的目的是針對現有技術的不足，提供一種仿蜻蜓雙翅微型撲翼飛行器。本實用新型專利的目的是通過以下技術方案實現的：一種仿蜻蜓雙翅微型撲翼飛行器，包括機架、兩個前撲動翼、兩個后撲動翼、主動齒輪、軸齒輪、四個支桿、兩個前連接桿、兩個前轉動軸、兩個后轉動軸、兩個后連接桿、一級從動齒輪、兩個二級從動齒輪、兩個三級從動齒輪、兩個前球頭連桿、兩個后球頭連桿、兩個舵機連桿、直流無刷電機、兩個伺服電機；直流無刷電機和兩個伺服電機均固定安裝在機架上。主動齒輪安裝在機架內側，與直流無刷電機輸出軸相連。一級從動齒輪與主動齒輪嚙合。一級從動齒輪與主動齒輪的齒數比為55：27。軸齒輪中心軸與一級從動齒輪中心軸相連，兩者以相同角速度轉動。軸齒輪與一級從動齒輪的齒數比為8：55；兩個二級從動齒輪對稱安裝在機架兩側，與軸齒輪嚙合；三級從動齒輪對稱安裝在機架兩側，分別與二級從動齒輪嚙合，三級從動齒輪與二級從動齒輪齒數比為1:1，二級從動齒輪與軸齒輪的齒數比為66:8。所述二級從動齒輪和三級從動齒輪上均固定有連接件,兩個二級從動齒輪上的連接件對稱布置，兩個三級從動齒輪上的連接件對稱布置；同側的二級從動齒輪和三級從動齒輪上的連接件具有180°的相位差；四個支桿前后依次垂直固定在機架上，前轉動軸通過軸承與機架前部的兩個支桿相連，后轉動軸通過軸承與機架后部的兩個支桿相連；所述前球頭連桿一端與三級從動齒輪上的連接件相連，另一端與前連接桿的一端相連，前連接桿的另一端穿過前轉動軸，與前撲動翼相連；后球頭連桿一端與二級從動齒輪上的連接件相連，另一端與后連接桿的一端相連，后連接桿的另一端與后轉動軸相連；后撲動翼安裝在后轉動軸上。舵機連桿一頭與伺服電機相連，另一頭與后撲動翼相連。進一步地，所述微型撲翼飛行器還包括遙控接收器、電子調速器、鋰電池。電子調速器與電池、遙控接收器、直流無刷電機和步進電機相連。本實用新型專利的有益效果是：微型撲翼飛行器相比于現有的固定翼飛機，能源利用效率高，適應于低雷諾數流場，基于仿生學設計，研制成功后可廣泛用于火星探測、低速高機動飛行等不同場合。附圖說明圖1是微型撲翼飛行器的整體結構示意圖；圖2是微型撲翼飛行器的撲動傳動結構示意圖；圖3是微型撲翼飛行器的后撲動翼翻轉示意圖；圖4是支桿和轉動軸的安裝示意圖(俯視圖)。圖中包括機架101、前撲動翼102、后撲動翼103、支桿104、軸齒輪105、三級從動齒輪106、二級從動齒輪107、前球頭連桿108、后球頭連桿109、舵機連桿110、前轉動軸111、步進電機112、后轉動軸113。具體實施方式下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，一種仿蜻蜓雙翅微型撲翼飛行器，包括機架101、兩個前撲動翼102、兩個后撲動翼103、主動齒輪、軸齒輪105、四個支桿104、兩個前連接桿、兩個前轉動軸111、兩個后轉動軸113、兩個后連接桿、一級從動齒輪、兩個二級從動齒輪107、兩個三級從動齒輪106、兩個前球頭連桿108、兩個后球頭連桿109、兩個舵機連桿110、直流無刷電機、兩個步進電機112；直流無刷電機和兩個步進電機112均固定安裝在機架101上。其中，直流無刷電機選用AXI2203系列電機采用固定安裝在機架101重心位置；兩個步進電機112對稱安裝在機架101后懸臂的兩側。主動齒輪安裝在機架101內側，與直流無刷電機輸出軸相連。一級從動齒輪與主動齒輪嚙合。一級從動齒輪與主動齒輪的齒數比為55：27。軸齒輪105中心軸與一級從動齒輪中心軸相連，兩者以相同角速度轉動。軸齒輪105與一級從動齒輪的齒數比為8：55；兩個二級從動齒輪107對稱安裝在機架101兩側，與軸齒輪105嚙合；三級從動齒輪106對稱安裝在機架101兩側，分別與二級從動齒輪107嚙合，三級從動齒輪106與二級從動齒輪107齒數比為1:1，二級從動齒輪107與軸齒輪105的齒數比為66:8。齒輪參數見下表。主動齒輪一級從動齒輪軸齒輪二級/三級從動齒輪模數(mm)0.40.40.40.4齒數2755866所述二級從動齒輪107和三級從動齒輪106上均固定有連接件,兩個二級從動齒輪107上的連接件對稱布置，兩個三級從動齒輪106上的連接件對稱布置；同側的二級從動齒輪107和三級從動齒輪106上的連接件具有180°的相位差；如圖4所示，四個支桿104前后依次垂直固定在機架101上，前轉動軸111通過軸承與機架101前部的兩個支桿104相連，兩個前轉動軸111分別安裝在機架兩側；后轉動軸113通過軸承與機架101后部的兩個支桿104相連，兩個后轉動軸113分別安裝在機架101的兩側；所述前球頭連桿108一端與三級從動齒輪106上的連接件相連，另一端與前連接桿的一端相連，前連接桿的另一端穿過前轉動軸111，與前撲動翼102相連，從而使前撲動翼102繞安裝在機架101上的前轉動軸111轉動，產生撲動效果。后球頭連桿109一端與二級從動齒輪107上的連接件相連，另一端與后連接桿的一端相連，后連接桿的另一端與后轉動軸113相連；后球頭連桿109通過后連接桿帶動后轉動軸113沿其軸線轉動，后撲動翼103安裝在后轉動軸113上，從而使后撲動翼103繞安裝在機架101上的后轉動軸113轉動，產生撲動效果。直流無刷電機通過主動齒輪帶動一級從動齒輪，一級從動齒輪與軸齒輪105相連，兩者以相同角速度轉動；軸齒輪105帶動二級從動齒輪107轉動，進一步帶動三級從動齒輪106轉動；從而通過固定在從動齒輪(107/106)上的連接件帶動球頭桿(108/109)運動，球頭連桿(108/109)帶動連接桿的末端上下運動，從而使前后撲動翼(102/103)繞安裝在機架101上的軸(前轉動軸111和后轉動軸113)轉動，產生撲動效果。由于兩個二級從動齒輪107的傳動比為1:1,所以可以保證前后撲動翼(102/103)同頻率撲動，頻率即為二級從動齒輪轉速。前后撲動翼的相位差為180度，保證運動過程中的氣動力。舵機連桿110一頭與步進電機112相連，另一頭與后撲動翼103相連。當步進電機112轉動時，舵機連桿110帶動后撲動翼103沿其軸線轉動。因此，前撲動翼(102)只有繞軸撲動的一個自由度，后撲動翼(103)有繞軸撲動和前后翻轉兩個自由度。在不同的信號輸入下，左右兩側的后撲動翼可以按照相同或者相反的方向轉動，調節飛行的俯仰和滾轉角。當前第1頁1 2 3