一种仿生蜜蜂制造技术

一种仿生蜜蜂，包括一作为躯体的碳纤维框架，所述碳纤维框架两侧设有多对对称设置的腿部爬行机构，所述碳纤维框架前侧设有嘴部夹持装置，所述碳纤维框架中部设有飞行机构，所述碳纤维框架的内部设有飞行稳定系统和控制系统；所述腿部爬行机构、嘴部夹持装置、飞行机构均由压电陶瓷驱动器驱动运动，所述压电陶瓷驱动器与控制系统连接，所述控制系统通过信号接收发器与地面控制器连接。本发明专利技术的仿生蜜蜂爬行、起飞、夹持物体都通过压电陶瓷驱动器来实现，同时利用微型压电陀螺仪对机翼飞行状态进行调整来保持稳定的飞行状态，实现功耗小的目的，适应在一定时间内没有任何补给以及远距离进行执行任务，在民用和军用有着广泛的应用前景。

Bionic bee

A bionic bee, including one as a carbon fiber frame body, both sides of the carbon fiber frame is provided with a plurality of pairs of leg crawling mechanism are symmetrically arranged, the carbon fiber frame set in front of the mouth clamping device, the carbon fiber frame is arranged in the middle of a flight, the carbon fiber frame is provided with a stable flight system and control system; the legs crawling mechanism, mouth clamping device, flight mechanism is composed of piezoelectric ceramic drive motor, the piezoelectric ceramic actuator and is connected to the control system, the control system receiving device is connected with the controller through the signal ground. The invention of the bionic bee crawling off, holding an object to achieve through the piezoelectric actuator using micro piezoelectric gyroscope on the wing flight is adjusted to maintain a stable flight state, to achieve the purpose of small power consumption, meet in a certain period of time without any supplies and long-range missions, in civil and the military has a broad application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种仿生蜜蜂
本专利技术属于机器人领域，涉及一种基于压电陶瓷驱动的仿生蜜蜂。
技术介绍
近年来国内外越来越多的研究者仿生机器人的研究价值和可行性，仿生机器人的技术逐渐走向成熟。仿生蜜蜂能够实现原地的起飞和悬停功能，适应在一定时间内没有任何补给以及远距离进行执行任务，在民用和军用有着广泛的应用前景。传统的仿生机器人利用微型电机作为动力源，结构复杂而且功耗大。而压电陶瓷作为一种能够将电能和机械能相互转化的一种陶瓷材料，具有正压电效应和逆压电效应以逐渐应用到仿生机器人
中。
技术实现思路
本专利技术提供了一种功耗小、应用前景广的仿生蜜蜂。本专利技术采用的技术方案是：一种仿生蜜蜂，其特征在于：包括一作为躯体的碳纤维框架，所述碳纤维框架两侧设有多对对称设置的腿部爬行机构，所述碳纤维框架前侧设有嘴部夹持装置，所述碳纤维框架中部设有飞行机构，所述碳纤维框架的内部设有飞行稳定系统和控制系统；所述腿部爬行机构包括铰接在碳纤维框架侧面上的上腿部和铰接在上腿部上的下腿部，所述上腿部的下方连接有一垂直设置的驱动腿部前后运动的第一压电陶瓷驱动器贴附的传动机构，所述下腿部的内侧连接有一水平设置的驱动腿部上下运动的第二压电陶瓷驱动器贴附的传动机构，所述第一压电陶瓷驱动器贴附的传动机构与第二压电陶瓷驱动器贴附的传动机构之间通过连接块固定连接，并且均与输出控制信号给其的控制系统连接；所述飞行机构包括两机翼，每个所述机翼均通过连杆机构与驱动其拍动的第三压电陶瓷驱动器贴附的传动机构连接，所述第三压电陶瓷驱动器贴附的传动机构安装于碳纤维框架内，并且与输出控制信号给其的控制系统连接；所述飞行稳定系统包括分别用于给出绕X、Y以及Z轴的飞行偏移量的三个微型压电陀螺仪，所述微型压电陀螺仪与根据其输出的飞行偏移量来更改机翼拍动状态的控制系统连接；所述嘴部夹持装置包括构成钳子结构的两瓣嘴部，每瓣所述嘴部均铰接在碳纤维框架的前表面上，并且其尖端部与碳纤维框架的前表面之间均设有驱动尖端部靠拢或分开的第四压电陶瓷驱动器贴附的传动机构，所述第四压电陶瓷驱动器贴附的传动机构与输出控制信号给其的控制系统连接；所述控制系统通过信号接收发器与地面控制器连接。本专利技术的仿生蜜蜂爬行、起飞、夹持物体都通过压电陶瓷驱动器来实现，同时利用微型压电陀螺仪对机翼飞行状态进行调整来保持稳定的飞行状态，实现功耗小的目的，适应在一定时间内没有任何补给以及远距离进行执行任务，在民用和军用有着广泛的应用前景。进一步，所述控制系统包括一微型计算机、单片机处理电路、数据采集电路、信号控制电路，所述微型计算机与单片机处理电路通过数据发送电路连接，所述数据采集电路、信号控制电路均与单片机处理电路连接，所述单片机处理电路与电源电路连接，所述数据采集电路分别与信号接收发器、微型压电陀螺仪以及微型摄像头连接，所述信号控制电路分别与各压电陶瓷驱动器连接。进一步，所述压电陶瓷驱动器的中间部分是弹性层，弹性层的上下两部分是压电陶瓷片。当施加电压时，上层压电陶瓷片在向上电场方向作用下会收缩，中间弹性层不变形，这样能产生向上的弯矩；同时下层压电陶瓷片在向下电场方向作用下会伸长，弹性层不变形，也能产生向上的弯矩。两片压电片同时作用能加强弯矩的作用。同理，当需要产生向下的弯矩时，只需要改变外部电场的方向就可以了。进一步，所述连杆机构包括一水平设置的弯钩结构，所述弯钩结构的两端部上连接有L型的弯折部，弯折部的末端与第三压电陶瓷驱动器连接，所述弯钩结构的弯钩处设有机翼连接块，机翼连接在机翼连接块上。连杆机构是压电陶瓷驱动器运动动作的放大装置。进一步，所述上腿部是一水平设置的腿部结构，所述下腿部是一竖直设置的腿部结构，其末端是一尖端结构。进一步，所述嘴部是一弧形结构，使得夹持物体更加稳固。本专利技术的有益效果：功耗小、应用前景广。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术的腿部爬行机构结构示意图。图3是本专利技术的飞行机构结构示意图。图4是本专利技术的嘴部夹持装置结构示意图。图5是本专利技术的压电陶瓷驱动器的结构示意图。图6是本专利技术的电路原理图。具体实施方式下面结合具体实施例来对本专利技术进行进一步说明，但并不将本专利技术局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本专利技术涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。参见图1-6，一种仿生蜜蜂，包括一作为躯体的碳纤维框架1，所述碳纤维框架1两侧设有多对对称设置的腿部爬行机构，所述碳纤维框架1前侧设有嘴部夹持装置，所述碳纤维框架1中部设有飞行机构，所述碳纤维框架1的内部设有飞行稳定系统和控制系统；所述腿部爬行机构包括铰接在碳纤维框架1侧面上的上腿部9和铰接在上腿部9上的下腿部6，所述上腿部9的下方连接有一垂直设置的驱动腿部前后运动的第一压电陶瓷驱动器7.1贴附的传动机构，所述下腿部6的内侧连接有一水平设置的驱动腿部上下运动的第二压电陶瓷驱动器7.2贴附的传动机构，所述第一压电陶瓷驱动器7.1贴附的传动机构与第二压电陶瓷驱动器7.2贴附的传动机构之间通过连接块8固定连接，并且均与输出控制信号给其的控制系统连接；所述飞行机构包括两机翼10，每个所述机翼10均通过连杆机构11与驱动其拍动的第三压电陶瓷驱动器12贴附的传动机构连接，所述第三压电陶瓷驱动器12贴附的传动机构安装于碳纤维框架1内，并且与输出控制信号给其的控制系统连接；所述飞行稳定系统包括分别用于给出绕X、Y以及Z轴的飞行偏移量的三个微型压电陀螺仪（图中未显示），所述微型压电陀螺仪与根据其输出的飞行偏移量来更改机翼10拍动状态的控制系统连接；所述嘴部夹持装置包括构成钳子结构的两瓣嘴部2，每瓣所述嘴部2均铰接在碳纤维框架1的前表面上，并且其尖端部与碳纤维框架1的前表面之间均设有驱动尖端部靠拢或分开的第四压电陶瓷驱动器4贴附的传动机构，所述第四压电陶瓷驱动器4与输出控制信号的控制系统连接；所述控制系统通过信号接收发器与地面控制器连接。本专利技术的仿生蜜蜂爬行、起飞、夹持物体都通过压电陶瓷驱动器来实现，同时利用微型压电陀螺仪对机翼飞行状态进行调整来保持稳定的飞行状态，实现功耗小的目的，适应在一定时间内没有任何补给以及远距离进行执行任务，在民用和军用有着广泛的应用前景。本实施例所述控制系统包括一微型计算机、单片机处理电路、数据采集电路、信号控制电路，所述微型计算机与单片机处理电路通过数据发送电路连接，所述数据采集电路、信号控制电路均与单片机处理电路连接，所述单片机处理电路与电源电路连接，所述数据采集电路分别与信号接收发器、微型压电陀螺仪以及微型摄像头连接，所述信号控制电路分别与各压电陶瓷驱动器连接。本实施例所述压电陶瓷驱动器的中间部分是弹性层，弹性层的上下两部分是压电陶瓷片。当施加电压时，上层压电陶瓷片在向上电场方向作用下会收缩，中间弹性层不变形，这样能产生向上的弯矩；同时下层压电陶瓷片在向下电场方向作用下会伸长，弹性层不变形，也能产生向上的弯矩。两片压电片同时作用能加强弯矩的作用。同理，当需要产生向下的弯矩时，只需要改变外部电场的方向就可以了。本实施例所述连杆机构11包括一水平设置的弯钩结构，所述弯钩结构的两端部上连接有L型的弯折部，弯折部的末端与第三压电陶瓷驱动器12贴附的传动机构连接，所述弯钩结构的弯钩处设有机翼连接块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿生蜜蜂，其特征在于：包括一作为躯体的碳纤维框架，所述碳纤维框架两侧设有多对对称设置的腿部爬行机构，所述碳纤维框架前侧设有嘴部夹持装置，所述碳纤维框架中部设有飞行机构，所述碳纤维框架的内部设有飞行稳定系统和控制系统；所述腿部爬行机构包括铰接在碳纤维框架侧面上的上腿部和铰接在上腿部上的下腿部，所述上腿部的下方连接有一垂直设置的驱动腿部前后运动的第一压电陶瓷驱动器贴附的传动机构，所述下腿部的内侧连接有一水平设置的驱动腿部上下运动的第二压电陶瓷驱动器贴附的传动机构，所述第一压电陶瓷驱动器贴附的传动机构与第二压电陶瓷驱动器贴附的传动机构之间通过连接块固定连接，并且均与输出控制信号给其的控制系统连接；所述飞行机构包括两机翼，每个所述机翼均通过连杆机构与驱动其拍动的第三压电陶瓷驱动器贴附的传动机构连接，所述第三压电陶瓷驱动器贴附的传动机构安装于碳纤维框架内，并且与输出控制信号给其的控制系统连接；所述飞行稳定系统包括分别用于给出绕X、Y以及Z轴的飞行偏移量的三个微型压电陀螺仪，所述微型压电陀螺仪与根据其输出的飞行偏移量来更改机翼拍动状态的控制系统连接；所述嘴部夹持装置包括构成钳子结构的两瓣嘴部，每瓣所述嘴部均铰接在碳纤维框架的前表面上，并且其尖端部与碳纤维框架的前表面之间均设有驱动尖端部靠拢或分开的第四压电陶瓷驱动器贴附的传动机构，所述第四压电陶瓷驱动器贴附的传动机构与输出控制信号给其的控制系统连接；所述控制系统通过信号接收发器与地面控制器连接。...

【技术特征摘要】
1.一种仿生蜜蜂，其特征在于：包括一作为躯体的碳纤维框架，所述碳纤维框架两侧设有多对对称设置的腿部爬行机构，所述碳纤维框架前侧设有嘴部夹持装置，所述碳纤维框架中部设有飞行机构，所述碳纤维框架的内部设有飞行稳定系统和控制系统；所述腿部爬行机构包括铰接在碳纤维框架侧面上的上腿部和铰接在上腿部上的下腿部，所述上腿部的下方连接有一垂直设置的驱动腿部前后运动的第一压电陶瓷驱动器贴附的传动机构，所述下腿部的内侧连接有一水平设置的驱动腿部上下运动的第二压电陶瓷驱动器贴附的传动机构，所述第一压电陶瓷驱动器贴附的传动机构与第二压电陶瓷驱动器贴附的传动机构之间通过连接块固定连接，并且均与输出控制信号给其的控制系统连接；所述飞行机构包括两机翼，每个所述机翼均通过连杆机构与驱动其拍动的第三压电陶瓷驱动器贴附的传动机构连接，所述第三压电陶瓷驱动器贴附的传动机构安装于碳纤维框架内，并且与输出控制信号给其的控制系统连接；所述飞行稳定系统包括分别用于给出绕X、Y以及Z轴的飞行偏移量的三个微型压电陀螺仪，所述微型压电陀螺仪与根据其输出的飞行偏移量来更改机翼拍动状态的控制系统连接；所述嘴部夹持装置包括构成钳子结构的两瓣嘴部，每瓣所述嘴部均铰接在碳纤维框架的前表面上，并且其尖端部与碳纤维框架的前表面之间均设有驱动尖端部靠...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振振，娄军强，林煌旭，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33