本發(fā)明涉及齒輪傳動(dòng)與撲翼機(jī)構(gòu),特別涉及一種基于行星輪傳動(dòng)的無(wú)相位差撲翼機(jī)構(gòu),屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
撲翼機(jī)構(gòu)是撲翼式仿生飛行器的執(zhí)行機(jī)構(gòu),撲翼式仿生飛行器是指使機(jī)翼模仿鳥(niǎo)類(lèi)或者昆蟲(chóng)的撲翼方式運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生升力和動(dòng)力的仿生飛行器。撲翼機(jī)構(gòu)作為其關(guān)鍵部件之一,對(duì)其研究設(shè)計(jì)相當(dāng)重要。
目前撲翼式仿生飛行器中應(yīng)用最廣泛的撲翼機(jī)構(gòu)是微電機(jī)驅(qū)動(dòng)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和滑塊搖桿機(jī)構(gòu)。這兩種機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造成本低。但是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)是一種典型的非對(duì)稱(chēng)撲動(dòng)機(jī)構(gòu),在撲動(dòng)過(guò)程中左右撲動(dòng)軸之間存在撲動(dòng)角度的相位差,即撲動(dòng)軸左右兩側(cè)在撲動(dòng)時(shí)不完全相同,存在滯后或者超前的現(xiàn)象。這就使得左右翅膀的撲動(dòng)幅度不同,且慣性力不對(duì)稱(chēng),對(duì)整體的穩(wěn)定性會(huì)有影響?;瑝K搖桿機(jī)構(gòu)解決了曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不對(duì)稱(chēng)性,但是由于導(dǎo)向桿和滑塊摩擦較大,并且導(dǎo)向桿偏離微電機(jī)中心,造成重心偏離,體積增大。
相對(duì)于曲柄搖桿機(jī)構(gòu),行星輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是一種對(duì)稱(chēng)撲動(dòng)機(jī)構(gòu),不會(huì)產(chǎn)生撲動(dòng)角度的相位差。此外,其結(jié)構(gòu)緊湊,可以大大減小飛行器體積,且容易控制重心位置,對(duì)于微小型撲翼式飛行器的發(fā)展更加具有意義。目前存在的撲翼式仿生飛行器以及研究文獻(xiàn)中還未出現(xiàn)基于行星輪傳動(dòng)的撲翼機(jī)構(gòu)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明方法的目的是為了解決撲翼機(jī)構(gòu)存在運(yùn)動(dòng)相位差,結(jié)構(gòu)重心偏離,體積較大的問(wèn)題,提出了一種基于行星輪傳動(dòng)的無(wú)相位差撲翼機(jī)構(gòu),其結(jié)構(gòu)緊湊,重心基本在驅(qū)動(dòng)微電機(jī)中心線上,可實(shí)現(xiàn)撲動(dòng)時(shí)無(wú)運(yùn)動(dòng)相位差。
本發(fā)明的原理是將微電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),并驅(qū)動(dòng)機(jī)翼?yè)鋭?dòng)。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種基于行星輪傳動(dòng)的無(wú)相位差撲翼機(jī)構(gòu),包括兩個(gè)部分:行星輪傳動(dòng)部分和撲動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分;
所述行星輪傳動(dòng)部分,是利用帶有偏心搖臂的行星輪通過(guò)與齒圈嚙合將微電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成搖臂的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),直線運(yùn)動(dòng)頻率數(shù)值與微電機(jī)每秒轉(zhuǎn)速相同;
所述撲動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分,是將機(jī)翼通過(guò)連接桿一端安裝在做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的搖臂上,并穿過(guò)在固定位置可做轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的套筒,把搖臂的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成撲動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
上述本發(fā)明的一種具體實(shí)現(xiàn)方式如下:
一種基于行星輪傳動(dòng)的無(wú)相位差撲翼機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)部分:行星輪傳動(dòng)部分和撲動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分;
所述行星輪傳動(dòng)部分包括微電機(jī),電機(jī)架,曲柄,連接軸,行星輪,齒圈,導(dǎo)軌;
微電機(jī)用于輸出動(dòng)力驅(qū)動(dòng)整套機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng);
電機(jī)架用于固定微電機(jī)并作為整套機(jī)構(gòu)的底座穩(wěn)固支撐其上各部件;
曲柄用于將微電機(jī)的自轉(zhuǎn)傳遞給行星輪,轉(zhuǎn)化為行星輪繞中心軸的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);其中心設(shè)有一中心孔,用于與電機(jī)軸匹配,隨同電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng),在其偏離中心位置設(shè)有一偏心孔,其軸心線與中心孔的軸心線平行,用以通過(guò)緊配安裝的連接軸連接行星輪,使行星輪可繞連接軸轉(zhuǎn)動(dòng);
行星輪用于將自身的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為其上偏心搖臂的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng);其下部設(shè)有用于與齒圈內(nèi)齒輪相嚙合的外齒輪,上部設(shè)有偏心搖臂,中心開(kāi)有用于連接軸松動(dòng)穿過(guò)的通孔;
齒圈用于嚙合行星輪以及安裝固位套筒;其中心設(shè)有內(nèi)齒輪,用于使行星輪在繞中心軸公轉(zhuǎn)過(guò)程中進(jìn)行繞連接軸的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),齒圈和行星輪的齒輪模數(shù)以及壓力角相等,齒數(shù)均為偶數(shù),而且齒圈的齒數(shù)為行星輪齒數(shù)的二倍,安裝時(shí)應(yīng)保證二者齒輪嚙合充分;其兩端分別還對(duì)稱(chēng)設(shè)有一突起,在其中心開(kāi)有圓形安裝孔用于固位安裝套筒,套筒在安裝孔中松配安裝,保證可以順暢轉(zhuǎn)動(dòng);
導(dǎo)軌用于保證行星輪上的偏心搖臂在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定,防止其偏離規(guī)定運(yùn)動(dòng)軌跡以及在其上固位安裝套筒;其中心開(kāi)有略寬于行星輪上偏心搖臂寬度的通槽,用于穩(wěn)固偏心搖臂軌跡;導(dǎo)軌兩端分別還對(duì)稱(chēng)設(shè)有一突起,在其中心開(kāi)有位置與大小與齒圈相同的安裝孔,用于固位安裝套筒;
連接軸用于連接曲柄和行星輪,將曲柄繞中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給行星輪,使行星輪亦隨之繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng);
所述撲動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分包括機(jī)翼上緣,搖桿和套筒;
機(jī)翼上緣用于安裝并支撐機(jī)翼,其固位連接于搖桿上,伴隨連接搖桿的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)翼?yè)鋭?dòng);
搖桿用于將偏心搖臂的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為兩個(gè)機(jī)翼上緣的對(duì)稱(chēng)撲動(dòng),其為一種類(lèi)似三通件的部件,中心固位安裝于偏心搖臂上,可繞偏心搖臂轉(zhuǎn)動(dòng),兩端分別緊固安裝機(jī)翼上緣,以便機(jī)翼上緣隨其中心的轉(zhuǎn)動(dòng)撲動(dòng);
套筒用于作為機(jī)翼上緣撲動(dòng)所繞的支點(diǎn),可繞自身中心軸做轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),其中心開(kāi)有用于機(jī)翼上緣松動(dòng)穿過(guò)的孔;
連接關(guān)系:
微電機(jī)固定安裝在電機(jī)架中,電機(jī)軸緊配安裝于曲柄中心孔中,連接軸緊配安裝于曲柄偏心孔內(nèi);連接軸松配穿過(guò)行星輪中心孔;行星輪外齒輪嚙合入齒圈內(nèi)齒輪;齒圈與電機(jī)架固位連接;搖桿中心孔穿過(guò)行星輪的偏心搖臂,兩個(gè)機(jī)翼上緣分別松動(dòng)穿過(guò)一個(gè)套筒中心孔后端部固接于搖桿上;套筒通過(guò)將其上下兩端分別松配置于導(dǎo)軌和齒圈的套筒安裝孔中使其可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng);行星輪的偏心搖臂穿出導(dǎo)軌中心通槽;齒圈與導(dǎo)軌固位連接;電機(jī)架、齒圈與導(dǎo)軌安裝好后,三者中心處于同一中心軸上,三者水平面均與中心軸垂直;
工作過(guò)程:
啟動(dòng)微電機(jī),電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)行星輪繞中心軸公轉(zhuǎn),同時(shí)由于連接軸與行星輪是松配安裝,通過(guò)其外齒輪與齒圈內(nèi)齒輪嚙合,其還繞連接軸自轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)其偏心搖臂在導(dǎo)軌中心的通槽內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),伴隨偏心搖臂的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),安裝于搖桿上的兩機(jī)翼上緣隨之以中心軸為中心做對(duì)稱(chēng)的撲動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
作為優(yōu)選,為保證所述撲翼機(jī)構(gòu)緊湊牢固并方便拆卸,所述齒圈與電機(jī)架固位連接以及齒圈與導(dǎo)軌固位連接是通過(guò)在電機(jī)架、齒圈和導(dǎo)軌上周邊對(duì)應(yīng)位置各開(kāi)有多個(gè)定位孔,通過(guò)可拆卸的連接桿連接并使用定位環(huán)定位高度。
作為優(yōu)選,為保證運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定的情況下便于更換電機(jī)與拆卸維修,所述電機(jī)架與微電機(jī)之間采用可拆卸的緊配安裝方式固位。
作為優(yōu)選,為減小飛行過(guò)程中套筒與導(dǎo)軌之間的摩擦力,套筒上方與導(dǎo)軌之間安裝推力軸承。
作為優(yōu)選,為保證軸孔配合同軸度更高,曲柄上偏心孔以及齒圈與導(dǎo)軌上的安裝孔周?chē)黾痈咛幚怼?/p>
作為優(yōu)選,為保證齒圈與行星輪出現(xiàn)偏離時(shí)齒輪也能充分嚙合,設(shè)置行星輪齒厚稍大于齒圈齒厚。
作為優(yōu)選,為保證兩機(jī)翼上緣安裝后處于同一水平面上并以行星輪的偏心搖臂為軸撲動(dòng),設(shè)置搖桿由個(gè)同樣形狀的組件構(gòu)成,每個(gè)組件為2個(gè)一體的相互垂直的圓環(huán),一個(gè)圓環(huán)高度為另一圓環(huán)高度的一半,作為轉(zhuǎn)動(dòng)部分用于行星輪上的偏心搖臂穿過(guò),另一個(gè)圓環(huán)用于套接機(jī)翼上緣,2個(gè)組件采用拼接方法安裝。
作為優(yōu)選,為保證行星輪在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)相對(duì)連接軸向上滑動(dòng),在連接軸凸出于行星輪的上方通過(guò)緊配安裝定位環(huán)實(shí)現(xiàn)。
作為優(yōu)選,為減小偏心搖臂與導(dǎo)軌間的摩擦,并最大程度上保證偏心搖臂運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定,設(shè)置導(dǎo)軌上通槽寬度稍大于偏心搖臂直徑。
有益效果
對(duì)比現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明撲翼運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)擁有對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu),幾乎所有行星輪傳動(dòng)部分的零部件的中心都在一條與電機(jī)軸重合的中心線上,使得整套機(jī)構(gòu)的重心位于機(jī)構(gòu)的中心線上。此撲翼機(jī)構(gòu)的撲動(dòng)方式為無(wú)運(yùn)動(dòng)相位差的對(duì)稱(chēng)撲動(dòng)機(jī)構(gòu),避免了由運(yùn)動(dòng)相位差引起的飛行不穩(wěn)定。由于行星輪上裝有偏心搖臂,一定程度上放大了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng),并且由于結(jié)構(gòu)緊湊,相對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)套筒的安裝位置距離中心線更近,使撲翼幅度相對(duì)更大。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例整體結(jié)構(gòu)不帶機(jī)翼的主視圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例整體結(jié)構(gòu)不帶機(jī)翼的立體圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例電機(jī)架俯視圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例電機(jī)架從圖3中A位置切開(kāi)的旋轉(zhuǎn)剖視圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例齒圈俯視圖。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例齒圈從圖5中B位置切開(kāi)的旋轉(zhuǎn)剖視圖。
圖7為本發(fā)明實(shí)施例導(dǎo)軌俯視圖。
圖8為本發(fā)明實(shí)施例導(dǎo)軌從圖7中C位置切開(kāi)的旋轉(zhuǎn)剖視圖。
圖9為本發(fā)明實(shí)施例曲柄俯視圖。
圖10為本發(fā)明實(shí)施例曲柄從圖9中D位置切開(kāi)的全剖視圖。
圖11為本發(fā)明實(shí)施例行星輪俯視圖。
圖12為本發(fā)明實(shí)施例行星輪從圖11中E位置切開(kāi)的全剖視圖。
圖13為本發(fā)明實(shí)施例搖桿俯視圖。
圖14為本發(fā)明實(shí)施例搖桿從圖13中F位置切開(kāi)的全剖視圖。
圖15為本發(fā)明實(shí)施例搖桿立體圖。
圖16為本發(fā)明實(shí)施例套筒俯視圖。
圖17為本發(fā)明實(shí)施例套筒主視圖。
圖18為本發(fā)明實(shí)施例套筒左視圖。
附圖標(biāo)記:1-導(dǎo)軌,2-齒圈,3-電機(jī)架,4-搖桿,5-套筒,6-曲柄,7-機(jī)翼上緣,8-行星輪,9-微電機(jī),10-推力軸承,11-連接軸,12-定位環(huán),13-連接桿。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
一種基于行星輪傳動(dòng)的無(wú)相位差撲翼機(jī)構(gòu),包括行星輪傳動(dòng)和撲動(dòng)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)部分;所述行星輪傳動(dòng)部分,是利用帶有偏心搖臂的行星輪通過(guò)與齒圈嚙合將微電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成搖臂的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),直線運(yùn)動(dòng)的頻率數(shù)值與微電機(jī)每秒轉(zhuǎn)速相同;所述撲動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分,是將機(jī)翼通過(guò)連接桿一端安裝在做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的搖臂上,并穿過(guò)在固定位置可做轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的套筒,把搖臂的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成撲動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
作為優(yōu)選的上述一種基于行星輪傳動(dòng)的無(wú)相位差撲翼機(jī)構(gòu),如圖1、2所示,主要包括兩個(gè)部分:行星輪傳動(dòng)部分和撲動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分;所有零件都圍繞微電機(jī)9的軸所在中心線安裝,重心接近中心線。
所述行星輪傳動(dòng)部分包括微電機(jī)9,電機(jī)架3,曲柄6,連接軸11,一帶偏心搖臂的行星輪8,定位環(huán)12,齒圈2,導(dǎo)軌1與連接桿13;
微電機(jī)9用于輸出動(dòng)力驅(qū)動(dòng)整套機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng),其緊配安裝在電機(jī)架3如圖3與圖4所示中心安裝孔中;本實(shí)施例采用空心杯716電機(jī);
電機(jī)架3用于固定微電機(jī)9并作為整套機(jī)構(gòu)的底座;其中心開(kāi)有圓柱形安裝孔用于放置微電機(jī)9,其四周如圖3所示分布有多個(gè)定位孔,用于固位安裝于其上的其它部件;同時(shí),為保證微電機(jī)9在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中自身不會(huì)出現(xiàn)脫落或滑動(dòng),也可方便拆卸更換電機(jī)或維修,如圖3與圖4所示,本實(shí)施例中,電機(jī)架3與微電機(jī)9緊配安裝;為節(jié)省材料、減輕重量、便于加工以及固位穩(wěn)定,設(shè)置電機(jī)架3下部為圓柱形、上部為類(lèi)操場(chǎng)形狀,在上部圓柱形孔周?chē)_(kāi)有四個(gè)定位孔;
曲柄6用于將微電機(jī)9自轉(zhuǎn)傳遞給行星輪8,轉(zhuǎn)化為行星輪8繞中心軸的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),如圖9與10所示,其中心設(shè)有一中心孔,用于與電機(jī)軸緊配,隨同電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng),另外,在偏離中心位置設(shè)有一偏心孔,其軸心線與中心孔的軸心線平行,用以通過(guò)一圓柱形連接軸11連接行星輪8,行星輪8可繞連接軸11轉(zhuǎn)動(dòng);本實(shí)施例中,如圖10所示曲柄6的上下安裝孔周?chē)疾捎眉痈咛幚?,保證軸孔配合同軸度更高;
連接軸11用于連接曲柄6與行星輪8,緊配進(jìn)如圖10所示曲柄6上側(cè)的偏心孔中,避免脫落,與行星輪8松配安裝,保證行星輪8轉(zhuǎn)動(dòng)順暢;
行星輪8用于將自身的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為其上偏心搖臂的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),并驅(qū)動(dòng)機(jī)翼上緣7的撲動(dòng);如圖11與圖12所示,其下部設(shè)有用于與齒圈2內(nèi)齒輪相嚙合的外齒輪,上部設(shè)有偏心搖臂;安裝時(shí)其外齒輪應(yīng)與齒圈2的內(nèi)齒輪相嚙合,并且保證當(dāng)行星輪8轉(zhuǎn)動(dòng)到齒圈2如圖5所示最上端時(shí),其偏心搖臂正下方的齒嚙合進(jìn)齒圈2如圖5所示最上端的齒槽中;本實(shí)施例中,行星輪8齒厚稍大于齒圈齒厚,以保證機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)行星輪8與齒圈2出現(xiàn)偏離時(shí)也能充分嚙合;
定位環(huán)12用于保證行星輪8在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不會(huì)沿連接軸11向上滑動(dòng),定位環(huán)12與連接軸11應(yīng)緊配連接;定位環(huán)12還用于固定導(dǎo)軌1、齒圈2與電機(jī)架3之間的相對(duì)高度,與連接桿13應(yīng)緊配安裝,既保證不會(huì)出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)又便于拆裝。
齒圈2用于嚙合行星輪8以及安裝套筒5;如圖5與圖6所示,本實(shí)施例中,齒圈2中心設(shè)有內(nèi)齒輪,用于使行星輪8在繞中心軸公轉(zhuǎn)過(guò)程中進(jìn)行繞連接軸11的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),齒圈2和行星輪8的齒輪模數(shù)以及壓力角相等,齒數(shù)均為偶數(shù),而且齒圈2的齒數(shù)為行星輪8齒數(shù)的二倍,安裝時(shí)應(yīng)保證二者齒輪嚙合充分;齒圈2周?chē)奸_(kāi)有多個(gè)定位孔,用于固定其在整個(gè)機(jī)構(gòu)中的位置,具體位置與大小與電機(jī)架3上的定位孔相同;其兩端分別還設(shè)有一圓柱形突起,在其中心開(kāi)有圓形安裝孔用于固位安裝套筒5,套筒5在如圖5所示齒圈2左右兩端的安裝孔中松配安裝,保證可以順暢轉(zhuǎn)動(dòng);
導(dǎo)軌1用于保證行星輪8上的偏心搖臂在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定,防止其偏離規(guī)定運(yùn)動(dòng)軌跡以及在其上安裝套筒5;如圖7與圖8所示,本實(shí)施例中,導(dǎo)軌1為兩頭窄中間寬的板狀材料,中心開(kāi)有略寬于行星輪8上偏心搖臂寬度的通槽,用于與之松配安裝,以減少摩擦;導(dǎo)軌1兩端部分別還設(shè)有一圓柱形突起,在其中心開(kāi)有圓形安裝孔用于固位安裝套筒5,套筒5在如圖7所示導(dǎo)軌1左右兩端的安裝孔中松配安裝,保證可以順暢轉(zhuǎn)動(dòng);導(dǎo)軌1周?chē)奸_(kāi)有多個(gè)定位孔,用于固定其在整個(gè)機(jī)構(gòu)中的位置,具體位置與大小與齒圈2的定位孔相同;
連接桿13用于固定導(dǎo)軌1、齒圈2與電機(jī)架3的相對(duì)位置,連接桿13通過(guò)穿過(guò)如圖3、5、7所示導(dǎo)軌1、齒圈2與電機(jī)架3周?chē)乃膫€(gè)定位孔,使三者中心處于同一中心軸上;
所述撲動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分包括機(jī)翼上緣7,搖桿4,套筒5和推力軸承10;
機(jī)翼上緣7用于安裝并支撐機(jī)翼,并固位連接于搖桿4上,伴隨連接搖桿4的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)翼?yè)鋭?dòng),如圖1所示,機(jī)翼上緣7的一端穿過(guò)套筒5與搖桿4連接,與套筒5松配安裝保證可以順暢的相對(duì)滑動(dòng),與連接搖桿4緊配安裝保證撲動(dòng)過(guò)程中不會(huì)脫落;
搖桿4為一種安裝在行星輪8的偏心搖臂上的三通件,用于連接偏心搖臂與機(jī)翼上緣7,并將偏心搖臂的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)翼上緣7的撲動(dòng)運(yùn)動(dòng),如圖13與圖14所示,其上分別開(kāi)有用于行星輪8上的偏心搖臂穿過(guò)的孔以及用于套接安裝連接機(jī)翼上緣7的凹槽,其套于偏心搖臂上的部分松配安裝,保證轉(zhuǎn)順暢,套接安裝機(jī)翼上緣7的部分緊配安裝,保證機(jī)翼上緣7不會(huì)脫落;本實(shí)施例中,搖桿4由2個(gè)同樣形狀的組件構(gòu)成,組件為2個(gè)一體的相互垂直的2個(gè)圓環(huán),一個(gè)作為轉(zhuǎn)動(dòng)部分用于行星輪8上的偏心搖臂穿過(guò),一個(gè)用于套接機(jī)翼上緣7,采用拼接方法安裝,如圖14和15所示,搖桿4的轉(zhuǎn)動(dòng)部分高度為機(jī)翼連接端高度的一半,先將一個(gè)組件以圖14的姿態(tài)安裝在星輪8上的偏心搖臂上,再將另外一個(gè)組件以與圖14上下相反的姿態(tài)安裝在偏心搖臂上,這樣可保證機(jī)翼在同一水平面內(nèi)拍動(dòng)。
套筒5用于作為機(jī)翼上緣7撲動(dòng)所繞的支點(diǎn),松配安裝在如圖5、7所示齒圈2與導(dǎo)軌1左右兩端的安裝孔內(nèi),可以在安裝孔中轉(zhuǎn)動(dòng),與機(jī)翼上緣7松配安裝,使兩者可以順暢的相對(duì)滑動(dòng);如圖16、17、18所示,本實(shí)施例中,為節(jié)省材料,套筒5設(shè)置為中間寬兩端細(xì)的圓柱形狀,在中間垂直于軸線方向開(kāi)有用于機(jī)翼上緣7穿過(guò)的孔,二者松配合;
推力軸承10用于減小飛行過(guò)程中套筒5與導(dǎo)軌1之間的摩擦,飛行器在飛行過(guò)程中機(jī)翼所產(chǎn)生的升力首先由機(jī)翼上緣7傳遞到套筒5,然后由套筒5傳遞給導(dǎo)軌1,造成套筒5與導(dǎo)軌1之間相互作用力增大,摩擦力也隨之增大,推力軸承10可以在保證轉(zhuǎn)動(dòng)順暢的同時(shí)減小摩擦;
安裝時(shí),首先將微電機(jī)9插入圖9所示曲柄6中心孔,然后將微電機(jī)9緊配安裝進(jìn)電機(jī)架3中心孔中,為保證各個(gè)部件良好運(yùn)行,應(yīng)使微電機(jī)9上表面與電機(jī)架3上表面平行。同時(shí),本實(shí)施例中,為便于更換電機(jī)與拆卸維修,所述電機(jī)架與電機(jī)之間采用可拆卸的緊配安裝方式。在安裝行星輪8之前,應(yīng)先將齒圈2與電機(jī)架3定位并連接,使用定位環(huán)12將之固定在合適高度,之后將行星輪8與曲柄6之間的連接軸11插入曲柄6的偏心孔中。
再進(jìn)行行星輪8的安裝,在安裝行星輪8時(shí)應(yīng)注意,如圖11所示,行星輪8偏心搖臂正下方有一齒,將偏心搖臂對(duì)準(zhǔn)齒圈2如圖5所示最上方的位置,使偏心搖臂正下方的齒嚙合進(jìn)齒圈最上方的齒槽中,安裝好之后,偏心搖臂應(yīng)該在對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌最頂端的位置。
將機(jī)翼上緣7穿過(guò)如圖17所示套筒5中間的圓孔,再固定到如圖13所示的搖桿4右端的機(jī)翼連接孔中。接下來(lái)安裝搖桿4,在安裝搖桿4時(shí)應(yīng)注意,搖桿4的轉(zhuǎn)動(dòng)部分高度為機(jī)翼上緣7連接端高度的一半,先將搖桿4一個(gè)組件的轉(zhuǎn)動(dòng)部分缺口朝上套進(jìn)偏心搖臂上,再將另外一個(gè)缺口朝下套進(jìn)偏心搖臂,如圖1所示,這樣就保證了機(jī)翼在同一水平面內(nèi)拍動(dòng)。
為減少將圖17中所示的套筒5下方圓柱插入圖5所示的齒圈2左右兩端的安裝孔中,然后在上方圓柱上套入推力軸承10。
最后安裝導(dǎo)軌1,將導(dǎo)軌1定位孔套在連接齒圈2和導(dǎo)軌1的連接桿13上,將偏心搖臂放入導(dǎo)軌1中間的偏心搖臂槽中,將套筒安裝孔套在套筒5上方圓柱上,并輕輕壓住推力軸承10。然后用定位環(huán)12在導(dǎo)軌1上方定位,使整個(gè)機(jī)構(gòu)安裝緊湊牢固。
機(jī)構(gòu)安裝完成,對(duì)電機(jī)給予一個(gè)電壓,就可以實(shí)現(xiàn)撲翼機(jī)構(gòu)的撲動(dòng)運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)頻率與電機(jī)一秒內(nèi)轉(zhuǎn)速數(shù)值相同,可以通過(guò)控制輸入電壓來(lái)控制撲翼頻率。
在機(jī)翼上緣7上安裝柔性翼之后,隨著機(jī)翼的前后拍動(dòng),柔性翼形變,并產(chǎn)生一個(gè)向上的升力實(shí)現(xiàn)飛行器的飛行。
為了說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容及實(shí)施方法,本說(shuō)明書(shū)給出了具體實(shí)施例。在實(shí)施例中引入細(xì)節(jié)的目的不是限制權(quán)利要求書(shū)的范圍,而是幫助理解本發(fā)明所述方法。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解:在不脫離本發(fā)明及其所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi),對(duì)最佳實(shí)施例步驟的各種修改、變化或替換都是可能的。因此,本發(fā)明不應(yīng)局限于最佳實(shí)施例及附圖所公開(kāi)的內(nèi)容。