一种可实现扑翼可折与兜风排风功能的仿鸟扑翼飞行装置

1.本发明属于仿鸟扑翼技术领域，具体涉及一种可实现扑翼可折与兜风排风功能的仿鸟扑翼飞行装置。


背景技术：

2.自然界的鸟类可实现自由飞行。当鸟的翅膀向下扑动时，翅膀会展开，增大受力面积，增大升力；当鸟的翅膀向上扑动时，翅膀会折叠，减小受力面积，减小阻力；通过翅膀的展开或折叠，增大升力或减小阻力，从而提高飞行效率。除此之外，当鸟的翅膀向下扑动时，鸟翼上的羽翼会闭合，从而实现兜风功能；当鸟的翅膀向上扑动时，鸟翼上的羽翼会张开，从而实现排风功能；通过兜风排风功能，进一步增大升力或减小阻力，从而进一步提高飞行效率。
3.通过上述翅膀的展开折叠与兜风排风，鸟类能够实现稳定的高效飞行。然而现有大部分仿生扑翼装置仅实现了上、下摆动，并没有充分考虑翅膀的展开折叠与兜风排风，因此飞行效率较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种可实现扑翼可折与兜风排风功能的仿鸟扑翼飞行装置，以提高飞行效率。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可实现扑翼可折与兜风排风功能的仿鸟扑翼飞行装置，包括机架、主翼主体、辅翼主体、主驱动机构和辅驱动机构；主翼主体包括主翼支撑杆和主翼板，主翼支撑杆与机架转动连接，主翼支撑杆的一侧固定主翼板；辅翼主体包括上辅翼连接杆、下辅翼连接杆、若干辅翼板和辅翼转动轴，主翼支撑杆分别和上辅翼连接杆、下辅翼连接杆转动连接，沿上辅翼连接杆或下辅翼连接杆长度方向辅翼板依次排列，每一辅翼板上均设有两个辅翼转动轴，辅翼转动轴分别与上辅翼连接杆、下辅翼连接杆转动连接；主驱动机构包括驱动电机、小齿轮、大齿轮和驱动柱，驱动电机固定在机架上，小齿轮与驱动电机的转轴同轴固定，大齿轮转动连接在机架上，大齿轮与小齿轮相啮合，大齿轮上转动连接驱动柱，驱动柱与主翼支撑杆滑动连接；辅驱动机构包括辅电动推杆、中间转动轴、辅推杆、辅转动杆、辅第一侧杆和辅第二侧杆，辅电动推杆一端与主翼支撑杆转动连接，辅电动推杆的另一端转动连接辅推杆，中间转动轴转动连接辅推杆与主翼支撑杆，辅推杆远离辅电动推杆的一端转动连接辅转动杆的一端，辅转动杆的另一端复合转动连接辅第一侧杆和辅第二侧杆的一端，辅第一侧杆远离辅转动杆的一端转动连接下辅翼连接杆，辅第二侧杆远离辅转动杆的一端转动连接主翼支撑杆。
6.进一步地，限位支座固定在机架上，限位支座上固定上限位传感器和下限位传感
器，上限位传感器和下限位传感器分别设置在主翼支撑杆的上、下两侧。
7.进一步地，主翼支撑杆上设有滑槽，供驱动柱滑动。
8.进一步地，大齿轮上设有多个孔。
9.进一步地，辅推杆为l形。
10.进一步地，辅翼板的形状设置为弧形。
11.进一步地，每一辅翼主体中辅翼板的数量不少于4个。
12.进一步地，主翼板、辅翼板均由epp泡沫材料制成。
13.进一步地，主翼支撑杆、上辅翼连接杆、下辅翼连接杆、辅推杆、辅转动杆、辅第一侧杆和辅第二侧杆均采用碳纤维材料制成。
14.进一步地，该装置包含2套主翼主体、辅翼主体、主驱动机构和辅驱动机构，且关于机架左、右对称设置。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）具有扑翼可折功能。当主翼主体靠近辅翼主体的一端，从下摆动至最高端时，辅驱动机构中的辅电动推杆快速推出，使得辅翼主体相对于主翼主体呈现折叠状态；当主翼主体靠近辅翼主体的一端，从上摆动至最低端时，辅驱动机构中的辅电动推杆快速拉回，使得辅翼主体相对于主翼主体呈现展开状态；通过折叠或展开功能，减小或增大受力面积，减小阻力或增大升力，提升飞行效率。
16.（2）具有兜风排风功能。当主翼主体靠近辅翼主体的一端，从下摆动至最高端时，辅驱动机构中的辅电动推杆快速推出，打开通气通道，实现排风功能；当主翼主体靠近辅翼主体的一端，从上摆动至最低端时，辅驱动机构中的辅电动推杆快速拉回，关闭排风通道，实现兜风功能；通过兜风排风功能，增大升力或减小阻力，提升飞行效率。
17.（3）一个辅驱动机构同时实现扑翼可折与兜风排风两个功能，机构简单可靠。通过一个辅驱动机构可实现扑翼主体机构的展开与折叠，以及兜风与排风，从而增大升力或减小阻力，有效提升飞行效率。
18.（4）本装置具有结构简单、传动精度高、便于控制等特点。采用齿轮等传动，结构简单，传动精度高；采用上限位传感器与下限位传感器，传感精度高，便于控制。
附图说明
19.图1为本发明飞行装置的结构示意图；图2为图1中i处的局部放大图；图3为图1中ii处的局部放大图；图4为图1的飞行装置一半的结构示意图；图5为飞行装置通气通道打开时的结构示意图；图6为图5中iii处的局部放大图。
20.图中：1、机架；100、主翼主体；101、主翼支撑杆；102、主翼板；103、滑槽；200、辅翼主体；2011、上辅翼连接杆；2012、下辅翼连接杆；202、辅翼板；203、辅翼转动轴；204、通气通道；
300、辅驱动机构；301、辅电动推杆；302、辅推杆；303、中间转动轴；304、辅转动杆；305、辅第一侧杆；306、辅第二侧杆；400、主驱动机构；401、驱动电机；402、小齿轮；403、大齿轮；404、驱动柱；500、限位支座；501、上限位传感器；502、下限位传感器。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.请参阅图1-图6，本发明提供一种可实现扑翼可折与兜风排风功能的仿鸟扑翼飞行装置技术方案：一种可实现扑翼可折与兜风排风功能的仿鸟扑翼飞行装置，包括机架1、主翼主体100、辅翼主体200、主驱动机构400和辅驱动机构300；主翼主体100包括主翼支撑杆101和主翼板102，主翼支撑杆101与机架1转动连接，主翼支撑杆101的一侧固定主翼板102；辅翼主体200包括上辅翼连接杆2011、下辅翼连接杆2012、若干辅翼板202和辅翼转动轴203，主翼支撑杆101分别和上辅翼连接杆2011、下辅翼连接杆2012转动连接，沿上辅翼连接杆2011或下辅翼连接杆2012长度方向辅翼板202依次排列，每一辅翼板202上均设有两个辅翼转动轴203，辅翼转动轴203分别与上辅翼连接杆2011、下辅翼连接杆2012转动连接；主驱动机构400包括驱动电机401、小齿轮402、大齿轮403和驱动柱404，驱动电机401固定在机架1上，小齿轮402与驱动电机401的转轴同轴固定，大齿轮403转动连接在机架1上，大齿轮403与小齿轮402相啮合，大齿轮403上转动连接驱动柱404，驱动柱404与主翼支撑杆101滑动连接；辅驱动机构300包括辅电动推杆301、中间转动轴303、辅推杆302、辅转动杆304、辅第一侧杆305和辅第二侧杆306，辅电动推杆301一端与主翼支撑杆101转动连接，辅电动推杆301的另一端转动连接辅推杆302，中间转动轴303转动连接辅推杆302与主翼支撑杆101，辅推杆302远离辅电动推杆301的一端转动连接辅转动杆304的一端，辅转动杆304的另一端复合转动连接辅第一侧杆305和辅第二侧杆306的一端，辅第一侧杆305远离辅转动杆304的一端转动连接下辅翼连接杆2012，辅第二侧杆306远离辅转动杆304的一端转动连接主翼支撑杆101。
23.限位支座500固定在机架1上，限位支座500上固定上限位传感器501和下限位传感器502，上限位传感器501和下限位传感器502分别设置在主翼支撑杆101的上、下两侧。
24.主翼支撑杆101上设有滑槽103，供驱动柱404滑动。
25.大齿轮403上设有多个孔，减轻大齿轮403的重量。辅推杆302为l形。辅翼板202的形状设置为弧形。每一辅翼主体200中辅翼板202的数量不少于4个。主翼板102、辅翼板202均由epp泡沫材料制成。
26.主翼支撑杆101、上辅翼连接杆2011、下辅翼连接杆2012、辅推杆302、辅转动杆
304、辅第一侧杆305和辅第二侧杆306均采用碳纤维材料制成。
27.该装置包含2套主翼主体100、辅翼主体200、主驱动机构400和辅驱动机构300，且关于机架1左、右对称设置。
28.当主翼主体100靠近辅翼主体200的一端，从上摆动至最低端时，需要使得辅翼主体200相对于主翼主体100呈现折叠状态，此时辅电动推杆301的推杆快速推出，带动辅推杆302转动，辅推杆302转动带动辅转动杆304运动，辅转动杆304同时带动辅第一侧杆305和辅第二侧杆306转动，辅第一侧杆305的转动能够带动上辅翼连接杆2011、下辅翼连接杆2012向下转动，上辅翼连接杆2011、下辅翼连接杆2012向下转动后，实现辅翼主体200与主翼主体100之间呈现折叠状态，从而减少受力面积，减小阻力，同时辅翼板202也会发生转动，相邻辅翼板202之间形成通气通道204，通气通道204的打开，实现排风功能。
29.同理，当主翼主体100靠近辅翼主体200的一端，从下摆动至最高端时，需要使得辅翼主体200相对于主翼主体100呈现展开状态，此时辅电动推杆301的推杆快速拉回，通过辅推杆302、辅转动杆304、辅第一侧杆305、辅第二侧杆306等运动，实现辅翼主体200与主翼主体100之间的展开状态，增大受力面积，增大升力；同时关闭通气通道204，实现兜风功能，增大升力。
30.通过一个辅驱动机构300既能够实现扑翼的展开和折叠，又能够实现兜风排风功能。
31.当主翼支撑杆101与上限位传感器501接触时，表示扑翼主体机构上摆至最高点，此时控制系统接收到上限位传感器501的信号，控制辅电动推杆301的推杆快速拉回。
32.主翼支撑杆101与下限位传感器502接触时，表示扑翼主体机构下摆至最低点，此时控制系统接收到下限位传感器502发出的信号，控制辅电动推杆301的推杆快速推出。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种可实现扑翼可折与兜风排风功能的仿鸟扑翼飞行装置，其特征在于：包括机架、主翼主体、辅翼主体、主驱动机构和辅驱动机构；主翼主体包括主翼支撑杆和主翼板，主翼支撑杆与机架转动连接，主翼支撑杆的一侧固定主翼板；辅翼主体包括上辅翼连接杆、下辅翼连接杆、若干辅翼板和辅翼转动轴，主翼支撑杆分别和上辅翼连接杆、下辅翼连接杆转动连接，沿上辅翼连接杆或下辅翼连接杆长度方向辅翼板依次排列，每一辅翼板上均设有两个辅翼转动轴，辅翼转动轴分别与上辅翼连接杆、下辅翼连接杆转动连接；主驱动机构包括驱动电机、小齿轮、大齿轮和驱动柱，驱动电机固定在机架上，小齿轮与驱动电机的转轴同轴固定，大齿轮转动连接在机架上，大齿轮与小齿轮相啮合，大齿轮上转动连接驱动柱，驱动柱与主翼支撑杆滑动连接；辅驱动机构包括辅电动推杆、中间转动轴、辅推杆、辅转动杆、辅第一侧杆和辅第二侧杆，辅电动推杆一端与主翼支撑杆转动连接，辅电动推杆的另一端转动连接辅推杆，中间转动轴转动连接辅推杆与主翼支撑杆，辅推杆远离辅电动推杆的一端转动连接辅转动杆的一端，辅转动杆的另一端复合转动连接辅第一侧杆和辅第二侧杆的一端，辅第一侧杆远离辅转动杆的一端转动连接下辅翼连接杆，辅第二侧杆远离辅转动杆的一端转动连接主翼支撑杆。2.根据权利要求1所述的一种可实现扑翼可折与兜风排风功能的仿鸟扑翼飞行装置，其特征在于：限位支座固定在机架上，限位支座上固定上限位传感器和下限位传感器，上限位传感器和下限位传感器分别设置在主翼支撑杆的上、下两侧。3.根据权利要求1所述的一种可实现扑翼可折与兜风排风功能的仿鸟扑翼飞行装置，其特征在于：主翼支撑杆上设有滑槽，供驱动柱滑动。4.根据权利要求1所述的一种可实现扑翼可折与兜风排风功能的仿鸟扑翼飞行装置，其特征在于：大齿轮上设有多个孔。5.根据权利要求1所述的一种可实现扑翼可折与兜风排风功能的仿鸟扑翼飞行装置，其特征在于：辅推杆为l形。6.根据权利要求1所述的一种可实现扑翼可折与兜风排风功能的仿鸟扑翼飞行装置，其特征在于：辅翼板的形状设置为弧形。7.根据权利要求1所述的一种可实现扑翼可折与兜风排风功能的仿鸟扑翼飞行装置，其特征在于：每一辅翼主体中辅翼板的数量不少于4个。8.根据权利要求1所述的一种可实现扑翼可折与兜风排风功能的仿鸟扑翼飞行装置，其特征在于：主翼板、辅翼板均由epp泡沫材料制成。9.根据权利要求1所述的一种可实现扑翼可折与兜风排风功能的仿鸟扑翼飞行装置，其特征在于：主翼支撑杆、上辅翼连接杆、下辅翼连接杆、辅推杆、辅转动杆、辅第一侧杆和辅第二侧杆均采用碳纤维材料制成。10.根据权利要求1所述的一种可实现扑翼可折与兜风排风功能的仿鸟扑翼飞行装置，其特征在于：该装置包含2套主翼主体、辅翼主体、主驱动机构和辅驱动机构，且关于机架左、右对称设置。

技术总结
本发明公开了一种可实现扑翼可折与兜风排风功能的仿鸟扑翼飞行装置，包括机架、主翼主体、辅翼主体、主驱动机构和辅驱动机构。主翼主体包括主翼支撑杆和主翼板；辅翼主体包括上辅翼连接杆、下辅翼连接杆、若干辅翼板和辅翼转动轴；主驱动机构包括驱动电机、小齿轮、大齿轮和驱动柱；辅驱动机构包括辅电动推杆、中间转动轴、辅推杆、辅转动杆、辅第一侧杆和辅第二侧杆。本装置采用一个辅驱动机构同时实现扑翼可折与兜风排风两个功能，即通过一个辅驱动机构既可实现扑翼的展开和折叠，又可实现排风通道的关闭与打开，从而增大升力与减小阻力，有效提升飞行效率。本装置具有结构简单、传动精度高、便于控制等特点。便于控制等特点。便于控制等特点。


技术研发人员：丁长涛 徐涛 姚夏婷 郑红峰
受保护的技术使用者：浙江工业职业技术学院
技术研发日：2022.10.08
技术公布日：2023/5/9