【技术实现步骤摘要】
本技术属于仿生机械,涉及蜻蜓的仿生机械,尤其是一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构。
技术介绍
1、蜻蜓作为一种自然界中的飞行高手,其独特的飞行方式和高效的飞行机制一直是机械学和仿生学研究的热点之一;蜻蜓扑翼运动,即蜻蜓在飞行过程中通过快速扑动翅膀产生的升力和推进力,被认为是高效、灵活的飞行方式之一,具有重要的研究意义。
2、现今已有一些模拟蜻蜓飞行方式的仿生模型,但在蜻蜓翅膀的高速、连续扑动方面以及与之相关的空气动力学效应方面仍存在挑战,导致现有蜻蜓模型在结构设计和运动机制上无法完全复制蜻蜓翅膀的复杂运动,不能够真实反映蜻蜓飞行的动力学特性,导致飞行效率不高、稳定性不足;且机械结构较为复杂,制作成本高昂。
3、为此,我们提出一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,以解决上述问题。
技术实现思路
1、本技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种高效灵活、结构简单的基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构。
2、为解决上述问题,本技术的技术方案为:
3、一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,包括:
4、主体安装板,两侧均设置翅翼组件,后端部固定安装电池,适于提供动力;
5、翅翼摆动组件,安装在主体安装板上,适于驱动翅翼组件进行上、下摆动;
6、前翼倾转组件,一端部固定安装在主体安装板上,另一端部铰接在翅翼组件上,适于调整翅翼组件的角度。
7、在进一步的实施例中,翅翼组件包括前翼和后翼,前翼、后翼均铰接在翅翼
8、在进一步的实施例中,主体安装板的顶端部固定安装迟滞片,迟滞片位于后翼的后端部,适于后翼呈波浪形摆动。
9、在进一步的实施例中,翅翼摆动组件包括前翼摆动组件、后翼摆动组件和齿轮组件,齿轮组件转动安装在主体安装板上,齿轮组件的两侧对称转动安装前翼摆动组件、后翼摆动组件的底端部;
10、前翼摆动组件、后翼摆动组件的顶端部分别铰接前翼、后翼。
11、在进一步的实施例中,齿轮组件包括电机、传动齿轮、后翼齿轮和前翼齿轮,电机的输出轴固定安装电机齿轮,电机齿轮传动安装传动齿轮,传动齿轮中部固定安装传动内齿轮,传动内齿轮传动安装后翼齿轮,后翼齿轮中部固定安装后翼内齿轮;
12、后翼齿轮传动安装前翼齿轮,前翼齿轮中部固定安装前翼内齿轮。
13、在进一步的实施例中,前翼摆动组件包括前翼摆动连杆、前翼曲轴连杆和前翼曲轴曲柄,前翼曲轴曲柄固定安装在前翼内齿轮上,前翼曲轴曲柄上铰接前翼曲轴连杆的一端部,前翼曲轴连杆的另一端部铰接在前翼摆动连杆上;
14、前翼摆动连杆的一端部铰接在主体安装板上,前翼摆动连杆的另一端部铰接前翼。
15、在进一步的实施例中,后翼摆动组件包括后翼摆动连杆、后翼曲轴连杆和后翼曲轴曲柄,后翼曲轴曲柄固定安装在后翼内齿轮上,后翼曲轴曲柄上铰接后翼曲轴连杆的一端部,后翼曲轴连杆的另一端部铰接在后翼摆动连杆上;
16、后翼摆动连杆的一端部铰接在主体安装板上,后翼摆动连杆的另一端部固定安装后翼。
17、在进一步的实施例中,前翼倾转组件包括倾转件、球头连杆和直线舵机,直线舵机固定安装在主体安装板上,直线舵机安装球头连杆的一端部,球头连杆的另一端部铰装倾转件的上端部,倾转件的下端部固定安装在前翼上,适于带动前翼围绕前翼摆动连杆进行旋转。
18、在进一步的实施例中,后翼采用柔性材料制成。
19、在进一步的实施例中,电池分别连接电机、直线舵机。
20、与现有技术相比,本技术的有益效果是:
21、1、本仿生机械结构的主体安装板上转动安装齿轮组件,齿轮组件的两侧对称固定安装前翼摆动组件、后翼摆动组件的一端部,前翼摆动组件、后翼摆动组件的另一端部分别铰装前翼、后翼,能够将齿轮组件的旋转运动转化为直线运动,达到扑翅目的,为飞行提供升力;前翼倾转组件的一端部为直线舵机,前翼倾转组件的另一端部铰接在前翼上,能够将直线舵机的直线运动转化为旋转运动,带动前翼进行旋转,达到调整飞行角度的目的,自由度高,更加灵活;主体安装板的顶端部固定安装迟滞片,迟滞片位于后翼的后端部,在摆动过程中对后翼的后端部进行阻碍,使得后翼呈波浪形摆动,能够克服侧向力产生推力,简化仿生机械结构,同时具有多种功能,更为准确地模拟蜻蜓飞行模式,提高飞行效率和稳定性。
22、2、本仿生机械结构构思巧妙,结构简单,采用常见易得的构件代替复杂的控制结构,以最小化能量损耗并提高飞行效率,包括轻量化材料的使用和运动过程中的摩擦降低,简化控制系统,使本结构相较于传统的仿生结构,材料成本、飞行能耗大大降低;且翅翼组件可以快速进行更换,便于维护;翅翼摆动组件的高效和精度可以保证翅翼组件的运动稳定和准确,从而提高整个系统的性能和可靠性。
23、3、本仿生机械结构的翅翼组件采用柔性材料制成,并结合精密的翅翼摆动组件来模拟蜻蜓翅膀的扑动,可以控制翅膀的弯曲角度和频率,实现与蜻蜓翅膀相似的动作;通过设计特定的机械结构,如连杆、关节和翅翼等,即使是在复杂环境条件下,依然能够在飞行过程中保持稳定;还能够根据不同的飞行需求进行调整,比如改变扑动频率以适应不同速度的飞行,或是调整翅膀弯曲角度以优化升力和扭矩。
24、4、本仿生机械结构的通过模块化,提升设计的可重构性,能够更加自由地调整和优化各个扑翼模块,以达到快速布置的目的;同时还增强了可维护性,使其能够通过独立更换故障模块来降低维修时间和成本;此外,模块化设计提供了飞行多重保障,即使部分模块发生故障,整个系统仍能稳定运行,从而确保了飞行安全性;利用机械结构模块化技术提高了对不同飞行环境和任务适应性的能力,通过快速更换或调整模块,以实现在复杂多变环境下的高效飞行。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,其特征在于,所述翅翼组件(1)包括前翼(11)和后翼(12),所述前翼(11)、所述后翼(12)均铰接在所述翅翼摆动组件(4)上,所述前翼(11)上铰接所述前翼倾转组件(2)。
3.根据权利要求2所述的一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,其特征在于,所述主体安装板(3)的顶端部固定安装迟滞片(121),所述迟滞片(121)位于所述后翼(12)的后端部,适于所述后翼(12)呈波浪形摆动。
4.根据权利要求3所述的一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,其特征在于,所述翅翼摆动组件(4)包括前翼摆动组件(41)、后翼摆动组件(42)和齿轮组件(43),所述齿轮组件(43)转动安装在所述主体安装板(3)上,所述齿轮组件(43)的两侧对称转动安装所述前翼摆动组件(41)、所述后翼摆动组件(42)的底端部;
5.根据权利要求4所述的一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,其特征在于,所述齿轮组件(43)包括电机(431)、传动齿轮(
6.根据权利要求5所述的一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,其特征在于,所述前翼摆动组件(41)包括前翼摆动连杆(411)、前翼曲轴连杆(412)和前翼曲轴曲柄(413),所述前翼曲轴曲柄(413)固定安装在所述前翼内齿轮(4351)上,所述前翼曲轴曲柄(413)上铰接所述前翼曲轴连杆(412)的一端部,所述前翼曲轴连杆(412)的另一端部铰接在所述前翼摆动连杆(411)上;
7.根据权利要求6所述的一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,其特征在于,所述后翼摆动组件(42)包括后翼摆动连杆(421)、后翼曲轴连杆(422)和后翼曲轴曲柄(423),所述后翼曲轴曲柄(423)固定安装在所述后翼内齿轮(4341)上,所述后翼曲轴曲柄(423)上铰接所述后翼曲轴连杆(422)的一端部,所述后翼曲轴连杆(422)的另一端部铰接在所述后翼摆动连杆(421)上;
8.根据权利要求7所述的一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,其特征在于,所述前翼倾转组件(2)包括倾转件(21)、球头连杆(22)和直线舵机(23),所述直线舵机(23)固定安装在所述主体安装板(3)上,所述直线舵机(23)安装所述球头连杆(22)的一端部,所述球头连杆(22)的另一端部铰装所述倾转件(21)的上端部,所述倾转件(21)的下端部固定安装在所述前翼(11)上,适于带动所述前翼(11)围绕所述前翼摆动连杆(411)进行旋转。
9.根据权利要求8所述的一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,其特征在于,所述后翼(12)采用柔性材料制成。
10.根据权利要求9所述的一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,其特征在于,所述电池(5)分别连接所述电机(431)、所述直线舵机(23)。
...【技术特征摘要】
1.一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,其特征在于,所述翅翼组件(1)包括前翼(11)和后翼(12),所述前翼(11)、所述后翼(12)均铰接在所述翅翼摆动组件(4)上,所述前翼(11)上铰接所述前翼倾转组件(2)。
3.根据权利要求2所述的一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,其特征在于,所述主体安装板(3)的顶端部固定安装迟滞片(121),所述迟滞片(121)位于所述后翼(12)的后端部,适于所述后翼(12)呈波浪形摆动。
4.根据权利要求3所述的一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,其特征在于,所述翅翼摆动组件(4)包括前翼摆动组件(41)、后翼摆动组件(42)和齿轮组件(43),所述齿轮组件(43)转动安装在所述主体安装板(3)上,所述齿轮组件(43)的两侧对称转动安装所述前翼摆动组件(41)、所述后翼摆动组件(42)的底端部;
5.根据权利要求4所述的一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,其特征在于,所述齿轮组件(43)包括电机(431)、传动齿轮(433)、后翼齿轮(434)和前翼齿轮(435),所述电机(431)的输出轴固定安装电机齿轮(432),所述电机齿轮(432)传动安装所述传动齿轮(433),所述传动齿轮(433)中部固定安装传动内齿轮(4331),所述传动内齿轮(4331)传动安装所述后翼齿轮(434),所述后翼齿轮(434)中部固定安装后翼内齿轮(4341);
6.根据权利要求5所述的一种基于蜻蜓运动模型的仿生机械结构,其特征在于,所述前...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。