本申請涉及飛行器，特別是涉及一種直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器及其控制方法。

背景技術：

1、蜻蜓是自然界飛行性能最為優(yōu)越的生物之一，可以在空中任意地進行倒飛，側飛，垂直飛行以及滑翔。由于蜻蜓優(yōu)越的飛行性能，一直是仿生撲翼飛行器設計領域重要的研究對象。目前，撲翼飛行器主要的驅動方式是電機加傳動機構的驅動方式，通過傳動機構將電機的旋轉運動轉化為撲翼飛行器所需的撲動。但是，由于傳動機構的存在，一方面增加了撲翼飛行器的質量與能量損耗，另一方面限制了撲翼飛行器的撲動頻率與撲動角度，難以滿足撲翼飛行器靈活的飛行需求。

技術實現思路

1、基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器及其控制方法。

2、第一方面，提供一種直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器，所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器包括：直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器本體、液滴放大靜電驅動器和控制組件；所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器本體包括：機頭(1)、機身(2)、兩對機翼(4)以及尾翼(6)；所述液滴放大靜電驅動器包括剛體電極、可變形電極(10)和電介質液滴(24)；所述機身(2)內部鏤空，用于放置所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器的控制組件；所述機翼(4)通過第一連接件(3)與所述液滴放大靜電驅動器連接，所述尾翼(6)通過第二連接件(5)與所述液滴放大靜電驅動器連接；通過所述液滴放大靜電驅動器的剛體電極、可變形電極(10)和電介質液滴(24)，控制所述機翼(4)撲動以及所述尾翼(6)姿態(tài)，達到控制所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器飛行的目的。

3、第二方面，提供一種直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器的控制方法，所述控制方法應用于直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器，所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器包括：直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器本體、液滴放大靜電驅動器和控制組件；所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器本體包括：機頭(1)、機身(2)、兩對機翼(4)以及尾翼(6)；所述液滴放大靜電驅動器包括剛體電極、可變形電極(10)和電介質液滴(24)；所述機身(2)內部鏤空，用于放置所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器的控制組件；所述機翼(4)通過第一連接件(3)與所述液滴放大靜電驅動器連接，所述尾翼(6)通過第二連接件(5)與所述液滴放大靜電驅動器連接；通過所述液滴放大靜電驅動器的剛體電極、可變形電極(10)和電介質液滴(24)，控制所述機翼(4)撲動以及所述尾翼(6)姿態(tài)，達到控制所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器飛行的目的。

4、上述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器及其控制方法，所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器包括：直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器本體、液滴放大靜電驅動器和控制組件；所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器本體包括：機頭(1)、機身(2)、兩對機翼(4)以及尾翼(6)；所述液滴放大靜電驅動器包括剛體電極、可變形電極(10)和電介質液滴(24)；所述機身(2)內部鏤空，用于放置所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器的控制組件；所述機翼(4)通過第一連接件(3)與所述液滴放大靜電驅動器連接，所述尾翼(6)通過第二連接件(5)與所述液滴放大靜電驅動器連接；通過所述液滴放大靜電驅動器的剛體電極、可變形電極(10)和電介質液滴(24)，控制所述機翼(4)撲動以及所述尾翼(6)姿態(tài)，達到控制所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器飛行的目的。

技術特征：

1.一種直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器，其特征在于，所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器包括：直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器本體、液滴放大靜電驅動器和控制組件；

2.根據權利要求1所述的直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器，其特征在于，所述剛體電極包括第一剛體電極和第二剛體電極；所述第一剛體電極包括：上剛體基底(8)、薄膜電極(11)和絕緣層(12)；所述第二剛體電極包括：下剛體基底(9)、薄膜電極(11)和絕緣層(12)；

3.根據權利要求2所述的直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器，其特征在于，所述液滴放大靜電驅動器的驅動力為靜電力，使用高介電常數的絕緣層薄膜，降低液滴放大靜電驅動器的驅動電壓，以產生所述靜電力操控所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器的機翼與尾翼。

4.根據權利要求2所述的直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器，其特征在于，所述電介質液滴(24)防止在電極之間高電壓使得空氣發(fā)生電離，從而避免造成驅動力減小及驅動性能不穩(wěn)定。

5.根據權利要求1所述的直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器，其特征在于，通過三維計算機輔助設計軟件進行三維模型設計，得到所述機頭(1)、所述機身(2)以及所述尾翼(6)的三維模型，并利用聚乳酸材料，通過3d打印機打印所述三維模型，得到所述機頭(1)、所述機身(2)以及所述尾翼(6)；使用碳纖維材料與pet薄膜制作所述機翼(4)，使用碳纖維材料制作邊框，將pet薄膜通過膠水粘結而成。

6.根據權利要求5所述的直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器，其特征在于，所述上剛體基底(8)和所述下剛體基底(9)，由聚乳酸材料3d打印完成；

7.根據權利要求5所述的直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器，其特征在于，所述控制組件包括：無線控制模塊、中央控制模塊、高壓輸出模塊以及高壓控制模塊；所述無線控制模塊包括：遙控器和信號接收器；所述中央控制模塊為微處理器；所述高壓控制模塊為高壓光耦模塊；所述高壓輸出模塊包括依次連接的電池、開關、升壓模塊、電壓控制模塊和高壓電源；所述遙控器連接所述信號接收器；所述信號接收器連接所述微處理器；所述微處理器連接所述電壓控制模塊，所述微處理器連接所述高壓光耦模塊；所述高壓光耦模塊連接所述高壓電源；

8.一種直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器的控制方法，其特征在于，所述控制方法應用于直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器，所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器包括：直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器本體、液滴放大靜電驅動器和控制組件；所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器本體包括：機頭(1)、機身(2)、兩對機翼(4)以及尾翼(6)；所述液滴放大靜電驅動器包括剛體電極、可變形電極(10)和電介質液滴(24)；所述機身(2)內部鏤空，用于放置所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器的控制組件；所述機翼(4)通過第一連接件(3)與所述液滴放大靜電驅動器連接，所述尾翼(6)通過第二連接件(5)與所述液滴放大靜電驅動器連接；

9.根據權利要求8所述的直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器的控制方法，其特征在于，所述剛體電極包括第一剛體電極和第二剛體電極；所述第一剛體電極包括：上剛體基底(8)、薄膜電極(11)和絕緣層(12)；所述第二剛體電極包括：下剛體基底(9)、薄膜電極(11)和絕緣層(12)；

10.根據權利要求9所述的直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器的控制方法，其特征在于，所述方法還包括：

技術總結
本申請涉及一種直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器和直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器的控制方法，直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器包括：直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器本體、液滴放大靜電驅動器和控制組件；所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器本體包括：機頭(1)、機身(2)、兩對機翼(4)以及尾翼(6)；所述液滴放大靜電驅動器包括剛體電極、可變形電極(10)和電介質液滴(24)；所述機身(2)內部鏤空，用于放置所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器的控制組件；所述機翼(4)通過第一連接件(3)與所述液滴放大靜電驅動器連接，所述尾翼(6)通過第二連接件(5)與所述液滴放大靜電驅動器連接；通過所述液滴放大靜電驅動器的剛體電極、可變形電極(10)和電介質液滴(24)，控制所述機翼(4)撲動以及所述尾翼(6)姿態(tài)，達到控制所述直驅式仿蜻蜓撲翼飛行器飛行的目的。

技術研發(fā)人員：郭江龍,秦德磊,劉彥菊,冷勁松
受保護的技術使用者：哈爾濱工業(yè)大學（深圳）（哈爾濱工業(yè)大學深圳科技創(chuàng)新研究院）
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/11/11