本發(fā)明屬于機械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種仿生飛行器。

背景技術(shù)：

撲翼飛行是自然界中飛行生物最優(yōu)的飛行方式之一。與固定翼和旋翼飛行方式相比，撲翼飛行僅依靠翼面的撲動即可同時產(chǎn)生升力和推力。其中，仿生撲翼飛行器就是一種模擬飛行生物的撲翼飛行模式，集成微機電系統(tǒng)、微動力系統(tǒng)、微控制系統(tǒng)等多種前沿技術(shù)于二體的先進飛行機器人，具有飛行效率高，機動性好，結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點，在民用與軍用領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。

仿生撲翼飛行器可以對森林、草原和農(nóng)田上的火災(zāi)、蟲災(zāi)以及空氣污染等生態(tài)環(huán)境進行實時監(jiān)測；可以進入人員不易進入地區(qū)，如地勢險要戰(zhàn)地，失火或出事故建筑物中等；特別是在軍事領(lǐng)域，仿生撲翼飛行器可用于前沿戰(zhàn)場偵察、巡邏、突襲、信號干擾及進行城市作戰(zhàn)等。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中，實現(xiàn)飛行性能接近或完全達到飛行生物的仿生撲翼飛行器還存在以下問題：運動模式不佳、撲翼結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量較重、飛行不穩(wěn)定、易受外界環(huán)境等因素干擾，適應(yīng)能力差等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種仿生飛行器，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是如何使飛行器的飛行更加穩(wěn)定。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種仿生飛行器，包括機身支架和穿設(shè)在機身支架上的中心軸，所述中心軸的前端設(shè)置有相機組件，所述中心軸的后端設(shè)置有尾翼，所述機身支架上固定有電池和機翼馬達，所述機身支架的兩側(cè)設(shè)置有一對機翼骨架，其特征在于，所述機翼骨架的后端轉(zhuǎn)動連接有主翼板，所述主翼板能夠在方向控制馬達的驅(qū)動下繞機翼骨架轉(zhuǎn)動，所述機翼骨架的中部固連有多片沿機翼骨架走向間隔排列且相互平行的翼面板，所述翼面板呈翅形且翅尖朝后，相鄰兩個翼面板之間形成有穩(wěn)流間隙，所述機翼馬達能夠驅(qū)動機翼骨架的前端使主翼板上下扇動。

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本仿生飛行器通過在機翼骨架上設(shè)置主翼板和一排翼面板，利用兩者的共同配合來模擬鳥類的翅膀羽翼，其中，主翼板為飛行器提供上升力和推力，并且主翼板轉(zhuǎn)動連接在機翼骨架上，可以通過方向控制馬達來繞機翼骨架轉(zhuǎn)動，使得主翼板能夠可以根據(jù)飛行環(huán)境的風向、風速來調(diào)整飛行傾角，從而使得飛行器能夠適應(yīng)不同飛行環(huán)境，提高飛行穩(wěn)定性；同時，通過相互平行且沿機翼骨架走向間隔排列設(shè)置的一排翼面板，使得相鄰兩個翼面板之間形成穩(wěn)流間隙，使得翼面板能夠很好地對飛行氣流進行梳理，然后配合上述主翼板的設(shè)計，使得飛行器在飛行過程中能夠很好地應(yīng)對氣流變化，以此進一步提高飛行器飛行的穩(wěn)定性；并且翼面板在隨著機翼骨架上下扇動的過程中也能夠為飛行器提供穩(wěn)定的上升力；因此，本仿生飛行器通過以上設(shè)計，能夠適應(yīng)不同風向和風速的飛行環(huán)境要求，并且能夠根據(jù)飛行環(huán)境調(diào)整到最佳的飛行姿態(tài)，從而使得飛行器的飛行更加穩(wěn)定。

在上述的仿生飛行器中，所述翼面板的前側(cè)具有弧形邊一，所述翼面板的上側(cè)具有弧形邊二，所述翼面板的下側(cè)具有直邊和相對直邊向下傾斜的斜邊。通過以上翼面板的形狀設(shè)計，弧形邊一和弧形邊二能夠為飛行器提供穩(wěn)定的上升力，使得飛行器上升飛行的過程更加穩(wěn)定，從而使得飛行器的飛行更加穩(wěn)定。

在上述的仿生飛行器中，所述翼面板上具有若干個沿翼面板長度方向布置的導(dǎo)流孔。上述導(dǎo)流孔的設(shè)計能夠很好地對飛行器受到的側(cè)向氣流進行疏理，從而使得飛行器的飛行更加穩(wěn)定。

在上述的仿生飛行器中，所述機翼骨架包括連桿一、連桿二、連桿三、連桿四、連桿五、連桿六和主翼末桿，所述主翼末桿上具有三角邊一和三角邊二，所述連桿一和連桿二相互平行，所述連桿三、連桿四、三角邊一相互平行，所述連桿三的兩端分別與連桿一內(nèi)端和連桿二內(nèi)端鉸接，所述連桿四的兩端分別與連桿一外端和連桿二外端鉸接，所述連桿五和連桿六相互平行，所述連桿五的內(nèi)端鉸接在連桿一的外端上，所述連桿五的外端鉸接在三角邊一的上部，所述連桿六的內(nèi)端鉸接在連接桿二的外端上，所述連桿六的外端鉸接在三角邊一的下部，所述翼面板的前端具有連接槽，所述翼面板通過連接槽套設(shè)在連桿一和連桿二上，所述主翼板轉(zhuǎn)動連接在主翼末桿的末端并能夠在方向控制馬達的驅(qū)動下繞主翼末桿轉(zhuǎn)動，所述連桿一與機身支架轉(zhuǎn)動連接，所述機翼馬達能夠驅(qū)動連桿二使主翼末桿上下擺動。機翼骨架采用上述設(shè)計，其中連桿一、連桿二、連桿三和連桿四形成第一個四連桿結(jié)構(gòu)，連桿三、連桿五、連桿六和主翼末桿形成第二個四連桿結(jié)構(gòu)，當機翼馬達驅(qū)動連桿二時，通過上述四連桿機構(gòu)的一系列傳動，使得機翼骨架能夠很好的模擬鳥類翅膀進行上下扇動，由于主翼板連接在主翼末桿上，翼面板連接在連桿一和連桿二上，從而使得主翼板和翼面板能夠在機翼骨架的帶動下為飛行器提供更加穩(wěn)定有效的升力和推力，從而有利于提高飛行器的穩(wěn)定性；并且，本主翼板沒有全部覆蓋在機翼骨架上，而是用一排翼面板替代，在提高飛行器穩(wěn)定性的同時也能夠減輕飛行器的重量；另外，上述翼面板通過連接槽的設(shè)計，拆裝維修方便。

在上述的仿生飛行器中，所述機翼馬達的轉(zhuǎn)軸上固連有馬達齒輪，所述中心軸上固連有主動齒輪，所述機身支架上固連有從動齒輪一和從動齒輪二，所述從動齒輪一上具有齒盤一和齒盤二，所述從動齒輪二上具有齒盤三和齒盤四，所述主動齒輪與齒盤一嚙合連接，所述齒盤二與齒盤四嚙合連接，所述齒盤一和齒盤三上均具有曲柄，所述曲柄上鉸接有驅(qū)動桿，所述驅(qū)動桿的自由端鉸接在對應(yīng)的連桿二上。通過以上齒輪傳動結(jié)構(gòu)實現(xiàn)機翼馬達對機翼骨架的驅(qū)動，使得左右兩側(cè)的機翼骨架能夠同時進行上下扇動，保證飛行器的飛行平衡，從而保證飛行器飛行的穩(wěn)定性。

在上述的仿生飛行器中，所述方向控制馬達的轉(zhuǎn)軸穿設(shè)且固連在主翼末桿的末端端部，所述主翼板上具有卡孔，所述方向控制馬達的機體卡在卡孔內(nèi)。通過上述設(shè)計，使得方向控制馬達能夠快速調(diào)整主翼板的飛行傾角，使得飛行器能夠更加快速地應(yīng)對飛行環(huán)境，達到飛行器穩(wěn)定飛行的目的。

在上述的仿生飛行器中，所述尾翼轉(zhuǎn)動連接在中心軸的后端，所述中心軸的后端端部設(shè)置有尾翼轉(zhuǎn)動電機，所述尾翼轉(zhuǎn)動電機的轉(zhuǎn)軸穿設(shè)且固連在中心軸的后端端部，所述尾翼轉(zhuǎn)動電機的機體上具有抵靠面，所述抵靠面抵靠在尾翼的下表面上。通過以上尾翼轉(zhuǎn)動電機的設(shè)計，使得尾翼能夠根據(jù)飛行環(huán)境的要求對飛行器的姿態(tài)進行相應(yīng)調(diào)整，從而使得飛行器的飛行更加穩(wěn)定。

在上述的仿生飛行器中，所述尾翼包括尾板和舵板，所述尾板的尾部具有凹口，所述舵板轉(zhuǎn)動連接在凹口內(nèi)，所述尾板和舵板之間設(shè)置尾翼舵電機，所述尾翼舵電機的轉(zhuǎn)動軸穿設(shè)且固連在凹口的側(cè)壁上，所述尾翼舵電機的機體上具有開口，所述舵板卡在所述開口內(nèi)。通過以上舵板和尾翼舵板電機的設(shè)計，使得尾翼對飛行器姿態(tài)的調(diào)整能力更強，從而使得飛行器能夠更好地適應(yīng)飛行環(huán)境，進而使得飛行器的飛行更加穩(wěn)定。

在上述的仿生飛行器中，所述機身支架包括前支架、后支架和固定在后支架上的電池安裝架，所述電池固定在電池安裝架內(nèi)，所述前支架和后支架之間固連有兩根對稱布置的翅膀桿，所述翅膀桿穿設(shè)在對應(yīng)的連桿一上并與連桿一轉(zhuǎn)動連接，所述電池安裝架內(nèi)還具有兩根對稱布置的卡條，所述電池卡在兩根卡條之間。通過以上機身支架結(jié)構(gòu)的設(shè)計來保證飛行器結(jié)構(gòu)和飛行過程的平衡性，其中電池除了為飛行器各電器供電外，還能夠起到平衡塊的作用，而上述卡條的設(shè)計使得電池在飛行過程不容易出現(xiàn)晃動，因此，通過以上設(shè)計，有利于保證飛行器在飛行過程中的穩(wěn)定性。

在上述的仿生飛行器中，所述相機組件包括頭舵電機、鉸接在中心軸前端的相機云臺、轉(zhuǎn)動連接在相機云臺下方的相機盤和固定在相機盤上的相機，所述頭舵電機的電機軸上固連有葉片，所述葉片與相機云臺之間設(shè)置有云臺控制桿，所述云臺控制桿的一端鉸接在葉片上，所述云臺控制桿的另一端鉸接在相機云臺上。通過以上設(shè)計，使得飛行器上的相機能夠進行多角度拍攝。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本仿生飛行器具有以下優(yōu)點：本仿生飛行器中主翼板、翼面板和尾翼的設(shè)計，使得本飛行器能夠在不同風向和風速的飛行環(huán)境中穩(wěn)定的飛行，并且本飛行器還能夠根據(jù)飛行環(huán)境調(diào)整到最佳的飛行姿態(tài)，從而進一步提高飛行器的飛行穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本仿生飛行器的整體結(jié)構(gòu)示意圖一。

圖2是圖1中A處的局部放大圖。

圖3是圖1中B處的局部放大圖。

圖4是本仿生飛行器的整體結(jié)構(gòu)示意圖二。

圖5是圖4中C處的局部放大圖。

圖6是本仿生飛行器中機翼骨架與翼面板的配合示意圖。

圖7是本仿生飛行器中翼面板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本仿生飛行器中尾翼的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是本仿生飛行器中機身支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是本仿生飛行器中電池安裝架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、機身支架；1a、前支架；1b、后支架；1c、電池安裝架；1c1、卡條；1d、翅膀桿；2、中心軸；3、相機組件；31、頭舵電機；311、葉片；32、相機云臺；33、相機盤；34、相機；35、云臺控制桿；4、尾翼；41、尾板；411、凹口；42、舵板；5、電池；6、機翼馬達；7、機翼骨架；71、連桿一；72、連桿二；73、連桿三；74、連桿四；75、連桿五；76、連桿六；77、主翼末桿；771、三角邊一；772、三角邊二；8、主翼板；81、卡孔；9、翼面板；91、弧形邊一；92、弧形邊二；93、直邊；94、斜邊；9a、導(dǎo)流孔；9b、連接槽；10、穩(wěn)流間隙；11、方向控制馬達；12、馬達齒輪；13、主動齒輪；14、從動齒輪一；141、齒盤一；142、齒盤二；15、從動齒輪二；151、齒盤三；152、齒盤四；16、曲柄；17、驅(qū)動桿；18、尾翼轉(zhuǎn)動電機；19、尾翼舵電機。

具體實施方式

以下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。

本仿生飛行器包括機身支架1、前支架1a、后支架1b、電池安裝架1c、卡條1c1、翅膀桿1d、中心軸2、相機組件3、頭舵電機31、葉片311、相機云臺32、相機盤33、相機34、云臺控制桿35、尾翼4、尾板41、凹口411、舵板42、電池5、機翼馬達6、機翼骨架7、連桿一71、連桿二72、連桿三73、連桿四74、連桿五75、連桿六76、主翼末桿77、三角邊一771、三角邊二772、主翼板8、卡孔81、翼面板9、弧形邊一91、弧形邊二92、直邊93、斜邊94、導(dǎo)流孔9a、連接槽9b、穩(wěn)流間隙10、方向控制馬達11、馬達齒輪12、主動齒輪13、從動齒輪一14、齒盤一141、齒盤二142、從動齒輪二15、齒盤三151、齒盤四152、曲柄16、驅(qū)動桿17、尾翼轉(zhuǎn)動電機18、尾翼舵電機19。

具體來說，如圖1和圖4所示，本仿生飛行器包括機身支架1和穿設(shè)在機身支架1上的中心軸2。機身支架1上固定有電池5和機翼馬達6。機身支架1的兩側(cè)設(shè)置有一對機翼骨架7，機翼骨架7的后端轉(zhuǎn)動連接有主翼板8，主翼板8能夠在方向控制馬達11的驅(qū)動下繞機翼骨架7轉(zhuǎn)動，機翼骨架7的中部固連有多片沿機翼骨架7走向間隔排列且相互平行的翼面板9，翼面板9呈翅形且翅尖朝后，相鄰兩個翼面板9之間形成有穩(wěn)流間隙10，機翼馬達6能夠驅(qū)動機翼骨架7的前端使主翼板8上下扇動。作為優(yōu)選，如圖7所示，翼面板9的前側(cè)具有弧形邊一91，翼面板9的上側(cè)具有弧形邊二92，翼面板9的下側(cè)具有直邊93和相對直邊93向下傾斜的斜邊94。翼面板9上具有若干個沿翼面板9長度方向布置的導(dǎo)流孔9a。每側(cè)機翼骨架7上的翼面板9的側(cè)邊輪廓尺寸從里到外依次等距縮小。這樣能夠更好地適應(yīng)氣流變化，進一步提高飛行器的穩(wěn)定性。

更具體地，如圖6所示，機翼骨架7包括連桿一71、連桿二72、連桿三73、連桿四74、連桿五75、連桿六76和主翼末桿77，主翼末桿77上具有三角邊一771和三角邊二772，連桿一71和連桿二72相互平行，連桿三73、連桿四74、三角邊一771相互平行，連桿三73的兩端分別與連桿一71內(nèi)端和連桿二72內(nèi)端鉸接，連桿四74的兩端分別與連桿一71外端和連桿二72外端鉸接，連桿五75和連桿六76相互平行，連桿五75的內(nèi)端鉸接在連桿一71的外端上，連桿五75的外端鉸接在三角邊一771的上部，連桿六76的內(nèi)端鉸接在連接桿二的外端上，連桿六76的外端鉸接在三角邊一771的下部，翼面板9的前端具有連接槽9b，翼面板9通過連接槽9b套設(shè)在連桿一71和連桿二72上。主翼板8轉(zhuǎn)動連接在主翼末桿77的末端并能夠在方向控制馬達11的驅(qū)動下繞主翼末桿77轉(zhuǎn)動，如圖3所示，方向控制馬達11的轉(zhuǎn)軸穿設(shè)且固連在主翼末桿77的末端端部，主翼板8上具有卡孔81，方向控制馬達11的機體卡在卡孔81內(nèi)。

同時，連桿一71與機身支架1轉(zhuǎn)動連接，機翼馬達6能夠驅(qū)動連桿二72使主翼末桿77上下擺動。如圖2和圖5所示，機翼馬達6的轉(zhuǎn)軸上固連有馬達齒輪12，中心軸2上固連有主動齒輪13。機身支架1上固連有從動齒輪一14和從動齒輪二15，從動齒輪一14上具有齒盤一141和齒盤二142，從動齒輪二15上具有齒盤三151和齒盤四152，主動齒輪13與齒盤一141嚙合連接，齒盤二142與齒盤四152嚙合連接，齒盤一141和齒盤三151上均具有曲柄16，曲柄16上鉸接有驅(qū)動桿17，驅(qū)動桿17的自由端鉸接在對應(yīng)的連桿二72上。

如圖9和圖10所示，機身支架1包括前支架1a、后支架1b和固定在后支架1b上的電池安裝架1c，電池5固定在電池安裝架1c內(nèi)，前支架1a和后支架1b之間固連有兩根對稱布置的翅膀桿1d，翅膀桿1d穿設(shè)在對應(yīng)的連桿一71上并與連桿一71轉(zhuǎn)動連接，電池安裝架1c內(nèi)還具有兩根對稱布置的卡條1c1，電池5卡在兩根卡條1c1之間。

如圖2、圖5和圖8所示，中心軸2的前端設(shè)置有相機組件3，相機組件3包括頭舵電機31、鉸接在中心軸2前端的相機云臺32、轉(zhuǎn)動連接在相機云臺32下方的相機盤33和固定在相機盤33上的相機34，頭舵電機31的電機軸上固連有葉片311，葉片311與相機云臺32之間設(shè)置有云臺控制桿35，云臺控制桿35的一端鉸接在葉片311上，云臺控制桿35的另一端鉸接在相機云臺32上。如圖8所示，中心軸2的后端設(shè)置有尾翼4，尾翼4轉(zhuǎn)動連接在中心軸2的后端，中心軸2的后端端部設(shè)置有尾翼轉(zhuǎn)動電機18，尾翼轉(zhuǎn)動電機18的轉(zhuǎn)軸穿設(shè)且固連在中心軸2的后端端部，尾翼轉(zhuǎn)動電機18的機體上具有抵靠面，抵靠面抵靠在尾翼4的下表面上。尾翼4包括尾板41和舵板42，尾板41的尾部具有凹口411，舵板42轉(zhuǎn)動連接在凹口411內(nèi)，尾板41和舵板42之間設(shè)置尾翼舵電機19，尾翼舵電機19的轉(zhuǎn)動軸穿設(shè)且固連在凹口411的側(cè)壁上，尾翼舵電機19的機體上具有開口，舵板42卡在開口內(nèi)。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了機身支架1、前支架1a、后支架1b、電池安裝架1c、卡條1c1、翅膀桿1d、中心軸2、相機組件3、頭舵電機31、葉片311、相機云臺32、相機盤33、相機34、云臺控制桿35、尾翼4、尾板41、凹口411、舵板42、電池5、機翼馬達6、機翼骨架7、連桿一71、連桿二72、連桿三73、連桿四74、連桿五75、連桿六76、主翼末桿77、三角邊一771、三角邊二772、主翼板8、卡孔81、翼面板9、弧形邊一91、弧形邊二92、直邊93、斜邊94、導(dǎo)流孔9a、連接槽9b、穩(wěn)流間隙10、方向控制馬達11、馬達齒輪12、主動齒輪13、從動齒輪一14、齒盤一141、齒盤二142、從動齒輪二15、齒盤三151、齒盤四152、曲柄16、驅(qū)動桿17、尾翼轉(zhuǎn)動電機18、尾翼舵電機19等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。