(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 207060400 U(45)授权公告日 2018.03.02
(21)申请号 201721062412.3(22)申请日 2017.08.23
(73)专利权人 周袭明
地址 北京市昌平区超前路6号(72)发明人 周袭明
(74)专利代理机构 北京超凡志成知识产权代理
事务所(普通合伙) 11371
代理人 齐海迪(51)Int.Cl.
BC 33/00(2006.01)BC 33/02(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图5页
(54)实用新型名称
扑翼驱动机构及扑翼飞行器
(57)摘要
本实用新型提供了一种扑翼驱动机构及扑翼飞行器，属于飞行器技术领域，该扑翼驱动机构包括驱动装置、支座、第一传动机构、第二传动机构和扑翼；第一传动机构安装在支座上，第一传动机构通过驱动装置进行驱动；第二传动机构具有连杆部和连接部，连杆部的一端与第一传动机构轴连接，连杆部的另一端与连接部活动连接，连接部滑动安装在支座上，第一传动机构通过第二传动机构中的连杆部驱动连接部沿支座高度方向往复移动；连接部的两端分别连接有对称布置的扑翼，通过移动连接部带动两个扑翼进行扑动。该扑翼驱动机构中，能够保障两个扑翼进行同步扑动，以产生足够的升力，进而保障飞行器稳定飞行。该扑翼飞行器，包括上述扑翼驱动机构。
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权 利 要 求 书
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1.一种扑翼驱动机构，其特征在于，包括：驱动装置、支座、第一传动机构、第二传动机构和扑翼；
所述第一传动机构安装在所述支座上，所述第一传动机构通过所述驱动装置进行驱动；
所述第二传动机构具有连杆部和连接部，所述连杆部的一端与所述第一传动机构轴连接，所述连杆部的另一端与所述连接部活动连接，所述连接部滑动安装在所述支座上，所述第一传动机构通过第二传动机构中的连杆部驱动所述连接部沿所述支座高度方向往复移动；
所述连接部的两端分别连接有对称布置的所述扑翼，通过所述移动连接部带动两个所述扑翼进行扑动。
2.根据权利要求1所述的扑翼驱动机构，其特征在于，所述第一传动机构包括主动轮、从动轮以及与所述主动轮和所述从动轮相连接的传动件，所述主动轮和所述从动轮分别与所述支座的活动连接。
3.根据权利要求2所述的扑翼驱动机构，其特征在于，所述传动件采用链条或皮带。4.根据权利要求2所述的扑翼驱动机构，其特征在于，所述支座包括固定座和支撑座，所述支撑座竖直设置在所述固定座上，所述固定座用以与所述从动轮活动连接，所述支撑座用于与所述主动轮活动连接。
5.根据权利要求2所述的扑翼驱动机构，其特征在于，所述连杆部包括第一传动连杆和第二传动连杆，所述第一传动连杆与所述从动轮通过轴连接，所述第二传动连杆两端分别与所述第一传动连杆和所述连接部活动连接。
6.根据权利要求5所述的扑翼驱动机构，其特征在于，所述连接部包括滑动块和连接块，所述滑动块与所述支座滑动连接，所述连接块固定在所述滑动块上，所述连接块用以连接所述第二传动连杆和所述扑翼。
7.根据权利要求6所述的扑翼驱动机构，其特征在于，所述滑动块靠近所述支座的端部与所述支座通过卡槽配合滑轨方式连接。
8.根据权利要求2-7任一项所述的扑翼驱动机构，其特征在于，还包括限位部，所述限位部设置在所述支座上，所述限位部用于对所述传动件限位。
9.根据权利要求8所述的扑翼驱动机构，其特征在于，所述限位部具有一限位槽，所述限位槽用于容纳所述传动件。
10.一种扑翼飞行器，其特征在于，包括至少一个权利要求1-9任一项所述的扑翼驱动机构。
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说 明 书
扑翼驱动机构及扑翼飞行器
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技术领域
[0001]本实用新型涉及飞行器技术领域，具体涉及一种扑翼驱动机构及扑翼飞行器。背景技术
[0002]自然界中，鸟类或昆虫的扑翼式飞行方式可以实现快速的起飞、加速和悬停，具有高度的机动性和灵活性。扑翼飞行器因其体积小、质量轻，在小空间下更具优势，具有良好的隐蔽性，在军、民用方面拥有十分广阔的应用前景。各国专家先后研制出“iBird-bot”、“Microrobotic Fly”、“Hummingbird”、“Delfly Micro”和“SmartBird”等一系列仿生扑翼飞行器，在前飞，后退，悬停等方面有了技术性的突破。[0003]现有技术中，常见的扑翼飞行器存在以下问题：扑翼运动不对称。很多扑翼飞行器采用不对称的滑块或连杆机构实现扑翼运动，这种设计结构简单，升力不足，无法实现飞行器稳定飞行。
实用新型内容
[0004]本实用新型的第一目的在于提供一种扑翼驱动机构，该扑翼驱动机构能够实现扑翼的对称同步运动，且能够利用折叠翼提供足够推动力，能够保障飞行器的稳定飞行。[0005]本实用新型的第二目的在于提供一种包括上述扑翼驱动机构的扑翼飞行器。[0006]基于上述第一目的，本实用新型提供的扑翼驱动机构，包括：驱动装置、支座、第一传动机构、第二传动机构和扑翼；
[0007]所述第一传动机构安装在所述支座上，所述第一传动机构通过所述驱动装置进行驱动；
[0008]所述第二传动机构具有连杆部和连接部，所述连杆部的一端与所述第一传动机构轴连接，所述连杆部的另一端与所述连接部活动连接，所述连接部滑动安装在所述支座上，所述第一传动机构通过第二传动机构中的连杆部驱动所述连接部沿所述支座高度方向往复移动；
[0009]所述连接部的两端分别连接有对称布置的所述扑翼，通过所述移动连接部带动两个所述扑翼进行扑动。[0010]进一步的，所述第一传动机构包括主动轮、从动轮以及与所述主动轮和所述从动轮相连接的传动件，所述主动轮和所述从动轮分别与所述支座的活动连接。[0011]进一步的，所述传动件采用链条或皮带。[0012]进一步的，所述支座包括固定座和支撑座，所述支撑座竖直设置在所述固定座上，所述固定座用以与所述从动轮活动连接，所述支撑座用于与所述主动轮活动连接。[0013]进一步的，所述连杆部包括第一传动连杆和第二传动连杆，所述第一传动连杆与所述从动轮通过轴连接，所述第二传动连杆两端分别与所述第一传动连杆和所述连接部活动连接。
[0014]进一步的，所述连接部包括滑动块和连接块，所述滑动块与所述支座滑动连接，所
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述连接块固定在所述滑动块上，所述连接块用以连接所述第二传动连杆和所述扑翼。[0015]进一步的，所述滑动块靠近所述支座的端部与所述支座通过卡槽配合滑轨方式连接。
[0016]进一步的，还包括限位部，所述限位部设置在所述支座上，所述限位部用于对所述传动件限位。
[0017]进一步的，所述限位部具有一限位槽，所述限位槽用于容纳所述传动件。[0018]基于上述第二目的，本实用新型提供的一种扑翼飞行器，包括至少一个上述的扑翼驱动机构。
[0019]本实用新型提供的扑翼驱动机构包括驱动装置、支座、第一传动机构、第二传动机构和扑翼；第一传动机构安装在支座上，第一传动机构通过驱动装置进行驱动；第二传动机构具有连杆部和连接部，连杆部的一端与第一传动机构轴连接，连杆部的另一端与连接部活动连接，连接部滑动安装在支座上，第一传动机构通过第二传动机构中的连杆部驱动连接部沿支座高度方向往复移动；连接部的两端分别连接有对称布置的扑翼，通过移动连接部带动两个扑翼进行扑动。该扑翼驱动机构中，利用连接部的两端分别连接对称布置的扑翼，连接部沿支座高度方向往复移动，进而带动两个扑翼进行扑动，以产生足够的升力，进而保障飞行器稳定飞行。
[0020]本实用新型提供的扑翼飞行器，包括上述扑翼驱动机构，具有扑翼驱动机构的优点。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本实用新型实施例提供的扑翼驱动机构在第一视角的结构示意图；[0023]图2为图1中C处的局部放大图；
[0024]图3为本实用新型实施例提供的扑翼驱动机构在第二视角的结构示意图；[0025]图4为图3中A处的局部放大图；
[0026]图5为本实用新型实施例提供的扑翼驱动机构在第三视角的结构示意图；[0027]图6为图5中B处的局部放大图。[0028]图标：100-驱动装置；200-支座；210-固定座；220-支撑座；300-第一传动机构；310-主动轮；320-从动轮；330-传动件；400-第二传动机构；410-连杆部；411-第一传动连杆；412-第二传动连杆；420-连接部；421-滑动块；422-连接块；500-扑翼；600-限位部；610-限位槽。
具体实施方式
[0029]下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用
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新型保护的范围。
[0030]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0031]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。[0032]请参照图1和图2所示；本实施例中提供的扑翼驱动机构包括：驱动装置100、支座200、第一传动机构300、第二传动机构400和扑翼500；[0033]所述第一传动机构300安装在支座200上，第一传动机构300与驱动装置100相连接，第一传动机构300通过驱动装置100进行驱动。
[0034]所述第二传动机构400具有连杆部410和连接部420，所述连杆部410的一端与第一传动机构300通过轴连接，所述连杆部410的另一端与连接部420活动连接，连接部420滑动安装在支座200上。驱动装置100驱动第一传动机构300运转，第一传动机构300通过第二传动机构400中的连杆部410驱动所述连接部420沿支座200高度方向往复移动；[0035]所述连接部420的两端分别连接有对称布置的扑翼500，所述连接部420沿支座200高度方向往复移动，进而带动两个所述扑翼500进行扑动，以产生足够的升力，进而保障飞行器稳定飞行。
[0036]如图5所示，作为本实用新型的一个优选实施方案，所述第一传动机构300包括主动轮310、从动轮320和传动件330，所述传动件330用于连接主动轮310和从动轮320，并且，所述主动轮310和从动轮320分别与支座200的活动连接。需要说明的使，这里活动连接指的是，主动轮310通过轴与支座200之间相连接，从动轮320同样通过轴与支座200之间相连接，以使主动轮310和从动轮320分别可以绕相对应的轴进行转动。具体实施时，主动轮310通过驱动装置100进行驱动，主动轮310与从动轮320通过传动件330相连接，因此，主动轮310可以通过传动件330带动从动轮320同步进行转动。[0037]上述的驱动装置100优选采用电动机。电动机安装在支座200上，电动机通过轴驱动主动轮310进行转动。
[0038]作为本实用新型的一个优选实施方案，主动轮310和从动轮320在布置时，主动轮310设置在支座200上方，从动轮320设置在支座200下方，并且主动轮310的位置位于从动轮320正上方，以保障传动的稳定性。
[0039]作为本实用新型的一个优选实施方案，所述传动件330采用链条或皮带。本实施例中采用链条对主动轮310和从动轮320进行传动，该传动件330采用链条传动的优点在于，不会产生打滑的状况，进而保障了传动的稳定性能。[0040]作为本实用新型的一个优选实施方案，所述支座200包括固定座210和支撑座220，支撑座220竖直设置在固定座210上，所述固定座210用以与从动轮320通过轴转动连接，支
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撑座220用于与所述主动轮310通过轴活动连接，同时，支撑座220还用于与连接部420滑动连接，以使连接部420沿着支撑座220高度方向上下滑动，上述的固定座210和支撑座220主要起到支撑作用以及对连接部420的连接作用。[0041]如图2所示，作为本实用新型的一个优选实施方案，所述连杆部410包括第一传动连杆411和第二传动连杆412，第一传动连杆411用于与从动轮320通过轴活动连接，第二传动连杆412的一端与第一传动连杆411通过轴活动连接，第二传动连杆412的另一端与所述连接部420活动连接。
[0042]第一传动机构300中的从动轮320转动时，通过轴带动第一传动连杆411转动，第一传动连杆411通过轴带动第二传动连杆412移动，由于连接部420与支座200中的支撑座220滑动连接，因此第二传动连杆412能够带动连接部420在支撑座220的高度方向进行往复移动。
[0043]作为本实用新型的一个优选实施方案，所述连接部420包括滑动块421和连接块422，所述滑动块421与支座200中的支撑座220滑动连接，连接块422固定在滑动块421上，所述连接块422用以连接第二传动连杆412和扑翼500。第二传动连杆412能够带动连接块422和滑动块421在支撑座220的高度方向进行往复移动。由于两个扑翼500分别与连接块422相连，在滑动块421往复运动的同时，能够带动两个扑翼500同步进行扑动动作，为两个扑翼500的运动一致性提供保障，进而对扑翼飞行器提供足够的升力，保障扑翼飞行器飞行的稳定性。
[0044]作为本实用新型的一个优选实施方案，所述滑动块421靠近支座200的端部与支座200中的支撑座220通过卡槽配合滑轨方式连接。具体实施时，可以在滑动块421靠近支座200的端部设置卡槽，在支撑座220上设置滑轨，卡槽与滑轨能够配合连接，其中，滑轨沿着支撑座220高度方向延伸，以保障滑动块421能够沿着支撑座220高度方向往复运动。当然，也可以采用相反的布置方式，即，在滑动块421靠近支座200的端部设置滑轨，在支撑座220上设置卡槽，其中，卡槽沿着支撑座220高度方向延伸，以保障滑动块421能够沿着支撑座220高度方向往复运动。
[0045]这里需要说明的是，所述滑动块421靠近支座200的端部与支座200中的支撑座220还可以通过其他常用的方式连接。例如，可以在滑动块421上设置导向孔，在支座200上设置导向轴，导向轴竖直布置固定座210上，滑动块421通过导向孔能够套接在导向轴上，上述连接结构同样可以达到使滑动块421沿竖直方向(即支撑座220高度方向)进行往复移动。[0046]如图5和图6所示，作为本实用新型的一个优选实施方案，本实施例中提供的扑翼驱动机构中，还包括限位部600，所述限位部600设置在支座200上，限位部600用于对传动件330限位。
[0047]具体实施时，限位部600设置两个，两个限位部600分别布置在支座200中的支撑座220的两侧，两个限位部600可以对传动件330的两侧分别进行限位，使传动件330按照要求的轨道运行，保障传动件330不会产生偏离运行轨道的状况，保障传动的安全性。同时，限位部600采用螺栓连接方式与支撑座220相连接，可以在支撑座220上布置多个用于穿装螺栓的孔，这样，通过改变限位部600在支撑座220的上的安装位置，进而达到对传动件330涨紧力进行调整。
[0048]作为本实用新型的一个优选实施方案，所述限位部600具有一限位槽610，所述限
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位槽610用于容纳所述传动件330。具体实施时，限位槽610的宽度与传动件330的宽度相适配，目的是利用限位槽610对传动件330(特别是链条)的运动轨迹进行限位，减小因外部干涉或传动件330自身原因产生变形，对传动造成影响，不能保障扑翼500进行稳定的运动。[0049]本实用新型还提供了一种扑翼飞行器，该扑翼飞行器包括至少一个上述实施一中提供的扑翼驱动机构。由于扑翼驱动机构在上面已经做出了详细的说明，因此，这里不再赘述。
[0050]当采用多个扑翼驱动机构时，多个扑翼驱动机构由机头至机尾的方向依次间隔布置，各个扑翼驱动机构中，只保留其中一个扑翼驱动机构中驱动装置100即可，优选保留位于机头端或者机尾端的一个扑翼驱动机构中的驱动装置100，并且，各个扑翼驱动机构中的主动轮310之间通过轴连接，保障各个主动轮310能够同步进行转动；同样地，各个从动轮320之间也通过轴连接，保障各个从动轮320之间能够同步进行转动，由于从动轮320与第二传动机构400连接，通过各个第二传动机构400带动各个扑翼500进行同步扑动，保障扑动一致性，为扑翼飞行器提供稳定升力，保障扑翼飞行器稳定飞行。[0051]最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
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