一种仿鸟类羽毛肌的控制结构，属于仿生设计技术领域。它包括若干个仿生滤泡，相邻的四枚仿生滤泡之间由仿生拮抗肌相连接形成矩形框架结构，所述仿生拮抗肌包括仿生降羽肌及与仿生降羽肌交错设置的仿生提羽肌，所述仿生提羽肌的一端连接一个仿生滤泡的滤泡颈，另一端连接相邻仿生滤泡滤泡囊的前端，所述仿生降羽肌的一端连接一个仿生滤泡的滤泡颈，另一端连接相邻仿生滤泡滤泡囊的后端。本发明专利技术通过分析肌肉间联动原理设计仿生人工肌肉的位置排布，利用仿生人工肌肉收缩产生的拉力拉动仿生滤泡，从而控制仿生羽毛的提升、下降或转动运动，进而控制安装了本发明专利技术结构的飞行器的转身、减速、着陆等飞行动作。
【技术实现步骤摘要】
一种仿鸟类羽毛肌的控制结构
本专利技术属于仿生结构
，具体涉及一种仿鸟类羽毛肌的控制结构。
技术介绍
羽毛肌位于鸟类真皮内，属于一种独特的平滑肌。目前对于羽毛肌肉的研究主要限于解剖层面上，Lucas及Stettenheim在1972年出版的《禽类体壁的解剖》（"AvianAnatonyIntegument"）一书中，详细描述了多种禽类身体不同区域羽毛肌的连接模式、方向及位点。参考身体的不同部位，羽毛肌主要分为有羽区肌肉和无羽区肌肉。有羽区主要分布在背部区域及腿部区域，无羽区主要分布在身体的两侧，羽毛较稀疏。将两块区域的羽毛肌做对比可以得到，有羽区的肌肉较为密集粗壮，而无羽区的肌肉较疏松分散。从整体看，羽毛肌总是以滤泡为基点，连接周围的滤泡成为网状结构，如图1所示。鸟类的羽毛肌十分发达，这与羽毛所具有的复杂功能有关。羽毛肌并非单纯的二维结构，在每个滤泡下方有着非常复杂的三维分布，这是一种以滤泡为单位呈周期性重复的分布规律。在仿生飞行器上，要实现控制其飞行路径，就必须实现控制仿生羽毛。因此提出了一种仿鸟类羽毛肌的控制结构，该结构与仿滤泡结构相连，能够实现对仿生羽毛的控制。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种仿鸟类羽毛肌的结构，该结构安装在飞行器上，能够控制飞行器的转身、减速、着陆等飞行动作。本专利技术提供如下技术方案：一种仿鸟类羽毛肌的控制结构，其特征在于：包括若干个仿生滤泡，相邻的四枚仿生滤泡之间由仿生拮抗肌相连接形成矩形框架结构，所述仿生拮抗肌包括仿生降羽肌及与仿生降羽肌交错设置的仿生提羽肌，所述仿生提羽肌的一端连接一个仿生滤泡的滤泡颈，另一端连接相邻仿生滤泡滤泡囊的前端，所述仿生降羽肌的一端连接一个仿生滤泡的滤泡颈，另一端连接相邻仿生滤泡滤泡囊的后端。所述仿生降羽肌、仿生提羽肌得肌肉均细分为若干根肌肉束，所述仿生降羽肌中的肌肉束与仿生提羽肌中的肌肉束互相穿插而过。所述仿生降羽肌和/或仿生提羽肌上设有便于肌肉束穿插的裂口。所述仿生降羽肌、仿生提羽肌中的肌肉束与仿生滤泡之间插有仿生弹性肌腱。两个所述相邻仿生滤泡的滤泡颈之间设有若干个仿生牵开肌，若干个所述仿生牵开肌沿着仿生滤泡的径向排列并构成相邻四枚仿生滤泡组成的矩形框架结构的四条直角边。所述牵开肌的肌肉细分为肌肉束，牵开肌肌肉束的直径小于仿生降羽肌、仿生提羽肌中肌肉束的直径。相邻四枚仿生滤泡组成的矩形框架结构中，两个斜对角的仿生滤泡之间设有斜肌，所述斜肌一端连接一个仿生滤泡的滤泡囊，另一端连接另一个仿生滤泡的滤泡颈。所述仿生降羽肌、仿生提羽肌、牵开肌及斜肌均采用仿生人工肌肉，所述仿生人工肌肉采用电活性聚合物EPA、离子聚合物-金属复合材料IPMC或气动人工肌肉PMA，所述仿生弹性肌腱采用弹性金属材料。所述仿生降羽肌、仿生提羽肌、牵开肌及斜肌与仿生滤泡之间通过铰接组件相连接。所述铰接组件包括连接柱体、球体及外壳，所述球体的前部深入外壳的一端，并能够沿着外壳该端端部自由旋转，所述球体的后部与连接柱体相连接，所述连接柱体通过螺栓一与相应的仿生人工肌肉相连接，所述外壳通过螺栓二与仿生滤泡相连接，所述仿生滤泡外侧设有与外壳相连接的圆柱体连接件。通过采用上述技术，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过分析肌肉间联动原理设计仿生人工肌肉的位置排布，利用仿生人工肌肉收缩产生的拉力拉动仿生滤泡，从而控制仿生羽毛的提升、下降或转动运动，进而控制安装了本专利技术结构的飞行器的转身、减速、着陆等飞行动作。附图说明图1为新生鸟类背部不同区域羽毛肌分布图；图2为羽毛肌的三维总体分布图；图3为一排仿生滤泡的拮抗肌主视剖视示意图；图4为一排仿生滤泡被拉向皮肤表面位置的主视图；图5为两个滤泡间拮抗肌的俯视图；图6为仿生拮抗肌三维分布图；图7为牵开肌三维分布图；图8为斜肌三维分布图。图中：1、仿生滤泡；2、仿生拮抗肌；21、仿生降羽肌；22、仿生提羽肌；3、仿生弹性肌腱；4、牵开肌；5、斜肌；6、连接柱体；7、球体；8、外壳；9、螺栓一；10、螺栓二；11、圆柱体连接件；A、端点一；B、端点二。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。相反，本专利技术涵盖任何由权利要求定义的在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本专利技术有更好的了解，在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。请参阅图1-8，一种仿鸟类羽毛肌的控制结构，其结构简图如图2所示，以四个仿生滤泡1组成的正方形为一个单元，其结构主要包含四个仿生滤泡1、四对仿生拮抗肌2、四条牵开肌4、两条斜肌5，每相邻两个仿生滤泡1之间有将近二十对仿生拮抗肌2（包括仿生提羽肌21和仿生降羽肌22）相连，靠这些仿生肌肉的伸缩来控制仿生滤泡1的运动，仿生羽毛安装在仿生滤泡1中，也随之一起运动。其中，仿生羽毛的提升、下降运动和旋转运动是同时发生的。仿生羽毛的提升、下降主要依靠仿生羽毛肌的收缩来带动，仿生羽毛的旋转取决于仿生肌肉和仿生滤泡1的连接方式以及不同类型仿生肌肉的组合。具体的，如图3-4所示，在图4中，仿生羽毛处于提升姿态，仿生提羽肌22连接两个仿生滤泡1，当仿生提羽肌22收缩时，它会缩短并在其两端施加相同的拉力，靠近皮肤表面的仿生滤泡1底部（即端点二B）其受到一个向下的拉力，从而使羽毛处于更直立的位置；同时，仿生提羽肌22的另一端拉动下一个仿生滤泡1的上端（即端点一A），使其也移至更直立的位置在仿生羽毛提升和下降期间，可被视为绕着与仿生滤泡1轴成直角的轴进行旋转，并且假定支点在皮肤表现附近。因为端点一A在支点附近，所以此拉力的作用小于在离支点更远的地方的端点二B。具体的，图A中仿生羽毛处于下降姿态，当仿生滤泡1从几乎水平的位置移动到直立的位置时，仿生降羽肌21会被动地伸长。当仿生降羽肌21收缩时，仿生滤泡1底部（端点二B）受到一个向上的拉力，连接肌肉另一端的下一个仿生滤泡1的上端（端点一A）受到一个向下的拉力，端点一A、端点二B都被拉向皮肤表面附近，仿生羽毛被拉近身体。具体的，仿生滤泡1间的一对仿生拮抗肌2是通过纵向裂口相互交叉的。如图3、图4为仿生滤泡肌肉连接的剖面图，显示了一对仿生拮抗肌2之间的交叉和叉指穿透，图中只有仿生提羽肌22存在裂口，被仿生降羽肌21刺穿。具体的，如图5所示，仿生肌肉分成许多肌肉束，仿生提羽肌22的一条肌肉束在端点一A接近仿生滤泡1，另一条肌肉束围绕仿生滤泡1圆周弯曲，最后在端点二B与仿生滤泡1相连。围绕仿生滤泡的肌肉束能使仿生滤泡产生旋转运动。在仿生提羽肌22的另本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种仿鸟类羽毛肌的控制结构，其特征在于：包括若干个仿生滤泡（1），相邻的四枚仿生滤泡（1）之间由仿生拮抗肌（2）相连接形成矩形框架结构，所述仿生拮抗肌（2）包括仿生降羽肌（21）及与仿生降羽肌（21）交错设置的仿生提羽肌（22），所述仿生提羽肌（22）的一端连接一个仿生滤泡（1）的滤泡颈，另一端连接相邻仿生滤泡（1）滤泡囊的前端， 所述仿生降羽肌（21）的一端连接一个仿生滤泡（1）的滤泡颈，另一端连接相邻仿生滤泡（1）滤泡囊的后端。/n
【技术特征摘要】
1.一种仿鸟类羽毛肌的控制结构，其特征在于：包括若干个仿生滤泡（1），相邻的四枚仿生滤泡（1）之间由仿生拮抗肌（2）相连接形成矩形框架结构，所述仿生拮抗肌（2）包括仿生降羽肌（21）及与仿生降羽肌（21）交错设置的仿生提羽肌（22），所述仿生提羽肌（22）的一端连接一个仿生滤泡（1）的滤泡颈，另一端连接相邻仿生滤泡（1）滤泡囊的前端，所述仿生降羽肌（21）的一端连接一个仿生滤泡（1）的滤泡颈，另一端连接相邻仿生滤泡（1）滤泡囊的后端。
2.根据权利要求1所述的一种仿鸟类羽毛肌的控制结构，其特征在于所述仿生降羽肌（21）、仿生提羽肌（22）得肌肉均细分为若干根肌肉束，所述仿生降羽肌（21）中的肌肉束与仿生提羽肌（22）中的肌肉束互相穿插而过。
3.根据权利要求2所述的一种仿鸟类羽毛肌的控制结构，其特征在于所述仿生降羽肌（21）和/或仿生提羽肌（22）上设有便于肌肉束穿插的裂口。
4.根据权利要求2所述的一种仿鸟类羽毛肌的控制结构，其特征在于所述仿生降羽肌（21）、仿生提羽肌（22）中的肌肉束与仿生滤泡（1）之间插有仿生弹性肌腱（3）。
5.根据权利要求1所述的一种仿鸟类羽毛肌的控制结构，其特征在于两个所述相邻仿生滤泡（1）的滤泡颈之间设有若干个仿生牵开肌（4），若干个所述仿生牵开肌（4）沿着仿生滤泡（1）的径向排列并构成相邻四枚仿生滤泡（1）组成的矩形框架结构的四条直角边。
6.根据权利要求5所述的一种仿鸟类羽毛肌的控制结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐迪，车婧琦，金伟杰，黄喜鹏，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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