一种双段式扑翼机械鸟

1.本实用新型属于扑翼机的技术领域，具体是涉及一种双段式扑翼机械鸟。


背景技术：

2.近年来，扑翼机械鸟逐渐成为一个热门话题，生物具有的功能比人类造的机械装置优越很多，越来越多的人开始关注扑翼飞行器，仿生机械鸟，而这类装置往往给人们带来许多便利，汉王科技在展会现场正式发布“gogobird1000”与“出头鸟201”系列仿生智能扑翼鸟；据介绍，“gogobird1000”系列智能扑翼飞行器的设计灵感来自然界中的王者——老鹰的飞行模式，是一款集高精尖智能仿生技术于一身的自主飞行智能扑翼机器鸟产品，飞行姿态灵活、轻巧，接近大自然中的真实鸟类
3.我国也不断公布一些相关专利；中国专利文献公开了一种机械鸟，专利号为cn214325372u，其装置由主壳体、翅架、柔性翅、尾部组成；其中主壳体内置驱动机构，通过齿轮传动，最终输出运动到带有偏心轴的齿轮上，翅架为连杆机构组成，该连杆机构与带有偏心轴的齿轮铰接，进而将旋转运动转化为摆动，带动翅架扇动，进而带动与翅架固定连接的柔性翅扇动；其中尾部具有可调节角度的尾翼片，可通过舵机调整尾翼片的角度，进而使飞行姿态可控，该结构中直接采用翅架扇动，直接带动柔性翅扇动，其在空中难以控制平衡，稳定性比较差。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种双段式扑翼机械鸟，本实用新型一种双段式扑翼机械鸟通过将扑翼设置有主翼架和副翼架，主翼架利用连杆与扑翼驱动机构，副翼架利用中间连杆铰接在连杆上，使扑翼驱动机构能够同时驱动主翼架和副翼架上下扑动，该结构类似鸟类飞行状态，能够控制机械鸟在低空持续飞行，同时相较其他机械鸟能够根据飞行情况灵活改变运动方向，使扑翼结构更优化，动力足，稳定性强，飞行效果更好。
5.为了达到上述目的，本实用新型一种双段式扑翼机械鸟，包括机架、设置在机架两侧的扑翼和设置在机架尾部的尾翼架，所述机架上设置有驱动扑翼上下摆动的扑翼驱动机构和驱动尾翼架转动或摆动的尾翼驱动机构，
6.所述扑翼驱动机构包括固定在机架上的主舵机、与主舵机连接的齿轮传动机构以及连接在扑翼和齿轮传动机构之间的连杆，所述齿轮传动机构包括设置在主舵机输出轴上的主动齿轮、中间轴、设置在中间轴上且与主动齿轮啮合的中间大齿轮，设置在中间轴上的从动小齿轮、1对对称设置的输出轴和1对分别设置在输出轴上的输出大齿轮，1对输出大齿轮之间相互啮合，从动小齿轮与1对输出大齿轮中1个输出大齿轮啮合，所述连杆端部铰接在输出大齿轮远离中心孔的侧壁上；
7.所述扑翼包括铰接在机架上的主翼架和铰接在主翼架远离机架一端端部的副翼架，所述主翼架靠近机架一端端部与连杆铰接连接，所述副翼架靠近主翼架处下部铰接有中间连杆，所述中间连杆另一端铰接在连杆上；所述主翼架上设置有不少于2个的主翼肋
条，所述副翼架设置有不少于2个的副翼肋条。
8.进一步，所述机架上设置有v型架，所述齿轮传动机构安装在v型架上，所述v型架上两端靠近顶部处设置有铰接孔，所述铰接孔处铰接有铰接轴，所述铰接轴与主翼架固定连接。
9.进一步，所述v型架包括底部为弧形的底座、设置在底座上的安装板以及1对对称斜向设置在底座上且位于安装板两侧的支撑板，所述中间轴和1对输出轴均固定在安装板上，所述中间大齿轮和从动小齿轮设置在安装板前后侧壁上，所述支撑板侧壁上设置有用于主翼架和中间连杆穿过的开口槽，所述铰接轴两端铰接在支撑板开口槽槽壁上。
10.进一步，所述主翼架和副翼架均设置为实心圆管，所述主翼肋条和副翼肋条底部设置有套装在实心圆管上的固定套。
11.进一步，所述主翼架、副翼架、主翼肋条和副翼肋条均由树脂基碳纤维复合材料制成的。
12.进一步，所述主翼肋条和副翼肋条上均覆盖有用于飞行的聚醚醚酮薄膜。
13.进一步，所述底座前端侧壁上安装槽，所述安装槽内设置有用于录像的摄像机。
14.进一步，所述尾翼架包括铰接在机架尾部的尾架和设置在尾架末端的尾翼，所述机架中部设置有尾架舵机安装座，所述尾架舵机安装座上设置有摆动舵机，所述摆动舵机输出轴铰接有连杆i，所述连杆i另一端铰接有支架和尾架，所述支架顶部与连杆i铰接连接，所述支架底部固定在尾架上，所述尾架上设置有偏转舵机，所述尾翼固定在偏转舵机输出轴上。
15.本实用新型的有益效果在于：
16.1、本实用新型一种双段式扑翼机械鸟通过将扑翼设置有主翼架和副翼架，主翼架利用连杆与扑翼驱动机构，副翼架利用中间连杆铰接在连杆上，使扑翼驱动机构能够同时驱动主翼架和副翼架上下扑动，该结构类似鸟类飞行状态，能够控制机械鸟在低空持续飞行，同时相较其他机械鸟能够根据飞行情况灵活改变运动方向，使扑翼结构更优化，动力足，稳定性强，飞行效果更好。
17.2、本实用新型一种双段式扑翼机械鸟通过尾翼驱动机构采用摆动舵机和偏转舵机，通过将整个尾翼的运动分为垂直方向的上下摆动和绕轴线的转动，摆动舵机提供动力，通过曲柄连杆机构，带动尾架末端和尾翼上下摆动，偏转舵机直接提供动力给尾翼，使其绕中心轴在一定角度范围内旋转，结合扑翼结构类似鸟翼骨架，相较其他机械鸟能够根据飞行情况灵活改变运动方向，达到曲线或翻转式飞行的目的。
18.3、本实用新型一种双段式扑翼机械鸟机身前置摄像机和空气温湿度检测装置，摄像头采集图像数据等传输到终端，再进行数据分析，可实时观测农作物的生长情况和观测野生动物或畜牧业家畜的生长活动情况；也可用于灾后搜救；同时对山林等地可进行温度和湿度实地监测。
19.4、本实用新型一种双段式扑翼机械鸟扑翼可拆卸，活动性强，便于携带；使用者操作简便，效率高。
附图说明
20.图1为本实用新型双段式扑翼机械鸟的结构示意图；
21.图2为本实用新型双段式扑翼机械鸟的侧视图；
22.图3为本实用新型双段式扑翼机械鸟的正视图；
23.图4为本实用新型双段式扑翼机械鸟的俯视图；
24.图5为本实用新型双段式扑翼机械鸟中v型架放大示意图。
25.附图标记：1-机架；2-尾架舵机安装座；3-v型架；4-尾架；5-尾翼；6-从动小齿轮；7-输出大齿轮；8-连杆；9-主翼架；10-主翼肋条；11-副翼架；12-副翼肋条；13-中间连杆；14-偏转舵机；15-连杆i；16-摆动舵机；17-主舵机安装板；18-主舵机；19-中间大齿轮；20-铰接轴；21-底座；22-安装槽；23-支撑板；24-安装板。
具体实施方式
26.下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
27.如图1-5所示为本实用新型一种双段式扑翼机械鸟的结构示意图；本实用新型一种双段式扑翼机械鸟，包括机架1、设置在机架1两侧的扑翼和设置在机架尾部的尾翼架，所述机架1上设置有驱动扑翼上下摆动的扑翼驱动机构和驱动尾翼架转动或摆动的尾翼驱动机构，
28.所述扑翼驱动机构包括固定在机架1上的主舵机18、与主舵机18连接的齿轮传动机构以及连接在扑翼和齿轮传动机构之间的连杆8，所述齿轮传动机构包括设置在主舵机18输出轴上的主动齿轮、中间轴、设置在中间轴上且与主动齿轮啮合的中间大齿轮19，设置在中间轴19上的从动小齿轮6、1对对称设置的输出轴和1对分别设置在输出轴上的输出大齿轮7，1对输出大齿轮7之间相互啮合，从动小齿轮6与1对输出大齿轮7中1个输出大齿轮啮合，所述连杆8端部铰接在输出大齿轮7远离中心孔的侧壁上；
29.所述扑翼包括铰接在机架1上的主翼架9和铰接在主翼架9远离机架一端端部的副翼架11，所述主翼架9靠近机架一端端部与连杆8铰接连接，所述副翼架11靠近主翼架9处下部铰接有中间连杆13，所述中间连杆13另一端铰接在连杆8上；所述主翼架9上设置有不少于2个的主翼肋条10，所述副翼架11设置有不少于2个的副翼肋条12。
30.本实施例中通过主舵机18产生的旋转动能输出，通过输出轴和主动齿轮与扑翼驱动机构进行联动，所述扑翼驱动机构由左右对称的输出大齿轮7以及连接扑翼的连杆8组成，输出大齿轮7中心固定于机架上，使其绕固定轴转动，同时其与从动小齿轮6相配合，接受并传递来自扑翼驱动机构的动力，所述连杆8一端偏心安装在输出大齿轮7上，另一端安装在主翼架9上，同时连杆8连接中间连杆13和副翼架11，该连杆8随着输出大齿轮7的旋转而做平面运动，同时带动主翼架9和副翼架11上下扑动，该结构类似鸟类飞行状态，能够控制机械鸟在低空持续飞行，同时相较其他机械鸟能够根据飞行情况灵活改变运动方向。
31.本实施例设置有主翼架9和副翼架11，主翼架9利用连杆8与扑翼驱动机构，副翼架11利用中间连杆13铰接在连杆8上，使扑翼驱动机构能够同时驱动主翼架9和副翼架11上下扑动，该结构类似鸟类飞行状态，能够控制机械鸟在低空持续飞行，同时相较其他机械鸟能够根据飞行情况灵活改变运动方向，使扑翼结构更优化，动力足，稳定性强，飞行效果更好。
32.优选的实施方式，所述机架1上设置有v型架3，所述齿轮传动机构安装在v型架3上，所述v型架3上两端靠近顶部处设置有铰接孔，所述铰接孔处铰接有铰接轴20，所述铰接轴20与主翼架9固定连接，本实施例该结构方便v型架3铰接主翼架9，利用在机架1前部有横
截面的v型的支撑架，中部的过渡部分，机架1沿着水平方向，两端向着对称面的方向收缩，同时机架1的厚度开始慢慢变薄，尾部沿水平方向背离对称面方向延展，形成一个等宽、厚度渐薄的支撑板，其材质可为铝合金等塑性材料，其作用是承载摄像头、驱动机构、传动机构，并安装扑翼和尾翼。
33.优选的实施方式，所述v型架3包括底部为弧形的底座21、设置在底座21上的安装板24以及1对对称斜向设置在底座上且位于安装板24两侧的支撑板22，所述中间轴和1对输出轴均固定在安装板24上，所述中间大齿轮19和从动小齿轮6设置在安装板24前后侧壁上，所述支撑板23侧壁上设置有用于主翼架9和中间连杆13穿过的开口槽，所述铰接轴20两端铰接在支撑板开口槽槽壁上，本实施例该结构使齿轮传动机构结构紧凑，传动效率高，同时方便扑翼拆卸，活动性强，便于携带；使用者操作简便，效率高。
34.优选的实施方式，所述主翼架9和副翼架11均设置为实心圆管，所述主翼肋条10和副翼肋条12底部设置有套装在实心圆管上的固定套，所述主翼架9、副翼架11、主翼肋条10和副翼肋条12均由树脂基碳纤维复合材料制成的，所述主翼肋条10和副翼肋条12上均覆盖有用于飞行的聚醚醚酮薄膜，本实施例中1对主翼架9其材料可为树脂基碳纤维复合材料，其作用为连接机体和次翼，作为翅膀的骨架、定位次翼并控制次翼的扑动幅度；其中1对副翼架11，该机构分别与主翼和传动机构的连杆铰接，其材料可为树脂基碳纤维复合材料，主要作用是作为翅膀的骨架、带动仿真鸟的正常飞行；其中主翼肋条10和副翼肋条12安装在主翼架9和副翼架11上，其材料可为树脂基碳纤维复合材料，主翼肋条10和副翼肋条12上覆盖聚醚薄作为飞行器的翅膀，主要作用是作为翅膀的骨架、为仿真鸟的飞行提供充足的升力。
35.优选的实施方式，所述底座21前端侧壁上安装槽22，所述安装槽22内设置有用于录像的摄像机，本实施例例通过机身前置摄像机和空气温湿度检测装置，摄像头采集图像数据等传输到终端，再进行数据分析，可实时观测农作物的生长情况和观测野生动物或畜牧业家畜的生长活动情况；也可用于灾后搜救；同时对山林等地可进行温度和湿度实地监测。
36.优选的实施方式，所述尾翼架包括铰接在机架1尾部的尾架4和设置在尾架4末端的尾翼5，所述机架1中部设置有尾架舵机安装座2，所述尾架舵机安装座2上设置有摆动舵机16，所述摆动舵机16输出轴铰接有连杆i15，所述连杆i15另一端铰接有支架和尾架4，所述支架顶部与连杆i铰接连接，所述支架底部固定在尾架4上，所述尾架4上设置有偏转舵机14，所述尾翼5固定在偏转舵机14输出轴上，本实施例中所述尾翼架由尾架4、尾翼5、两个舵机、曲柄连杆机构组成，所述尾架4前端固连于机身后端，靠近后端处与曲柄连杆结构的连杆铰接，同时从铰接处开始，尾架4后端可以自由沿垂直方向上下摆动，所述尾翼与一个舵机相连，绕着中心轴以一定的角度转动，摆动舵机16安装在机身的尾端，并与曲柄连杆机构中的曲柄相连带动曲柄转动，偏转舵机14则安装在尾架4的尾端，并与尾翼5相连，带动尾翼转动，曲柄连杆机构，曲柄端与摆动舵机16连接，连杆端与尾翼靠近尾端某处铰接，整个尾翼的运动分为垂直方向的上下摆动和绕轴线的转动，利用摆动舵机16提供动力，通过曲柄连杆机构，带动尾架末端和尾翼上下摆动，利用偏转舵机14直接提供动力给尾翼，使其绕中心轴在一定角度范围内旋转，该结构通过尾翼驱动机构采用摆动舵机和偏转舵机，通过将整个尾翼的运动分为垂直方向的上下摆动和绕轴线的转动，摆动舵机提供动力，通过曲柄
连杆机构，带动尾架末端和尾翼上下摆动，偏转舵机直接提供动力给尾翼，使其绕中心轴在一定角度范围内旋转，结合扑翼结构类似鸟翼骨架，相较其他机械鸟能够根据飞行情况灵活改变运动方向，达到曲线或翻转式飞行的目的。
37.最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

技术特征：
1.一种双段式扑翼机械鸟，包括机架、设置在机架两侧的扑翼和设置在机架尾部的尾架，所述机架上设置有驱动扑翼上下摆动的扑翼驱动机构和驱动尾翼架转动或摆动的尾翼驱动机构，所述扑翼驱动机构包括固定在机架上的主舵机、与主舵机连接的齿轮传动机构以及连接在扑翼和齿轮传动机构之间的连杆，其特征在于：所述齿轮传动机构包括设置在主舵机输出轴上的主动齿轮、中间轴、设置在中间轴上且与主动齿轮啮合的中间大齿轮，设置在中间轴上的从动小齿轮、1对对称设置的输出轴和1对分别设置在输出轴上的输出大齿轮，1对输出大齿轮之间相互啮合，从动小齿轮与1对输出大齿轮中1个输出大齿轮啮合，所述连杆端部铰接在输出大齿轮远离中心孔的侧壁上；所述扑翼包括铰接在机架上的主翼架和铰接在主翼架远离机架一端端部的副翼架，所述主翼架靠近机架一端端部与连杆铰接连接，所述副翼架靠近主翼架处下部铰接有中间连杆，所述中间连杆另一端铰接在连杆上；所述主翼架上设置有不少于2个的主翼肋条，所述副翼架设置有不少于2个的副翼肋条。2.如权利要求1所述的一种双段式扑翼机械鸟，其特征在于：所述机架上设置有v型架，所述齿轮传动机构安装在v型架上，所述v型架上两端靠近顶部处设置有铰接孔，所述铰接孔处铰接有铰接轴，所述铰接轴与主翼架固定连接。3.如权利要求2所述的一种双段式扑翼机械鸟，其特征在于：所述v型架包括底部为弧形的底座、设置在底座上的安装板以及1对对称斜向设置在底座上且位于安装板两侧的支撑板，所述中间轴和1对输出轴均固定在安装板上，所述中间大齿轮和从动小齿轮设置在安装板前后侧壁上，所述支撑板侧壁上设置有用于主翼架和中间连杆穿过的开口槽，所述铰接轴两端铰接在支撑板开口槽槽壁上。4.如权利要求1～3任一项所述的一种双段式扑翼机械鸟，其特征在于：所述主翼架和副翼架均设置为实心圆管，所述主翼肋条和副翼肋条底部设置有套装在实心圆管上的固定套。5.如权利要求1所述的一种双段式扑翼机械鸟，其特征在于：所述主翼架、副翼架、主翼肋条和副翼肋条均由树脂基碳纤维复合材料制成的。6.如权利要求1所述的一种双段式扑翼机械鸟，其特征在于：所述主翼肋条和副翼肋条上均覆盖有用于飞行的聚醚醚酮薄膜。7.如权利要求3所述的一种双段式扑翼机械鸟，其特征在于：所述底座前端侧壁上安装槽，所述安装槽内设置有用于录像的摄像机。8.如权利要求1所述的一种双段式扑翼机械鸟，其特征在于：所述尾翼架包括铰接在机架尾部的尾架和设置在尾架末端的尾翼，所述机架中部设置有尾架舵机安装座，所述尾架舵机安装座上设置有摆动舵机，所述摆动舵机输出轴铰接有连杆i，所述连杆i另一端铰接有支架和尾架，所述支架顶部与连杆i铰接连接，所述支架底部固定在尾架上，所述尾架上设置有偏转舵机，所述尾翼固定在偏转舵机输出轴上。

技术总结
本实用新型公开了一种双段式扑翼机械鸟，包括机架、扑翼和尾翼，机架上设置有扑翼驱动机构和尾翼驱动机构，扑翼驱动机构包括主舵机、齿轮传动机构以及连杆，扑翼包括铰接在机架上的主翼架和铰接在主翼架上的副翼架，主翼架端部与连杆铰接连接，副翼架铰接有中间连杆，中间连杆另一端铰接在连杆上；本实用新型通过将扑翼设置有主翼架和副翼架，主翼架利用连杆与扑翼驱动机构，副翼架利用中间连杆铰接在连杆上，使扑翼驱动机构能够同时驱动主翼架和副翼架上下扑动，该结构类似鸟类飞行状态，能够控制机械鸟在低空持续飞行，同时相较其他机械鸟能够根据飞行情况灵活改变运动方向，使扑翼结构更优化，动力足，稳定性强，飞行效果更好。好。好。


技术研发人员：杨家祺 牛礼民 占燕 袁星高
受保护的技术使用者：安徽工业大学
技术研发日：2023.01.16
技术公布日：2023/5/6