本發(fā)明涉及微加工技術領域,具體地,涉及一種具有防錯位機構的高頻撲翼仿生昆蟲飛行器。
背景技術:
微型飛行器的最初設計來源是來自軍事方面的需求。為了能更好的把握敵方軍情,更隱秘地執(zhí)行軍屬偵察任務,需要一種能自由穿梭于戰(zhàn)場的輕便、微型的飛行器,它能夠進行隱秘攝像、通信,甚至作為爆破武器。
傳統(tǒng)的飛行器以固定翼和旋翼為主,但當飛行器整體尺度趨于微小時,傳動固定翼和旋翼的升力產生效率明顯降低,對新式微型飛行器的需求越來越大。自然界的昆蟲具有在微小尺度下依然保有高效飛行效率的特點,因此人們將研究的目光投向了仿生昆蟲飛行器,即撲翼飛行器。撲翼飛行器具有許多特有的優(yōu)點,如起飛所需空間小、飛行性能極佳、具有優(yōu)異的懸停能力、飛行結構緊湊(集垂直飛行、水平飛行、姿態(tài)變換為一體),且能耗較低。撲翼的飛行方式相比傳統(tǒng)的旋翼、固定翼來說,不僅能勝任飛行工作,還進一步提高飛行性能。這使得撲翼飛行器吸引了越來越多的研究人員對其進行拓展。
制造一種全新的撲翼飛行器有著各方面高難度的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)來自流體力學、空氣動力學以及制造工藝等。對一些文獻進行檢索,普渡大學的Zheng Hu和Xinyan Deng教授于2013年在IEEE上發(fā)表了文章“Design and Performance of Insect Inspired High Frequency Flapping Wing Robots”。文獻中提到了由四連桿驅動的撲翼飛行器,包括四連桿傳動機構、減速齒輪組以及被動扭轉機構,但文獻中的具體參數(shù)不明確,所述的飛行器沒有給出各部分尺寸參數(shù)、材質及制造工藝的具體信息;所述飛行器整體的傳動效率較低;并且所述飛行器沒有包含防四連桿機構錯位的結構,在高頻運動下容易卡死。
本申請人前期申請的發(fā)明專利:申請?zhí)?01210282453.9,名稱:仿蜂鳥撲翼微飛行器,包括:機架、減速齒輪組、電機、傳動機構、平行軸結構以及一對翅膀。其中機架上面直接裝配減速齒輪組、電機和平行軸結構;傳動機構裝配在減速齒輪組和平行軸結構之間,用來將減速齒輪組輸出的連續(xù)轉動轉化成平行軸的往復轉動;一對翅膀裝配在平行軸結構上面,從而實現(xiàn)自身的拍打運動,并與其他部分形成一個完整的撲翼微飛行器。但該專利因為缺乏軸承使得傳動效率較低,且在高頻運動下容易出現(xiàn)機構錯位的現(xiàn)象,導致機構卡死。
技術實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術中的缺陷,本發(fā)明的目的是提供一種具有防錯位機構的高頻撲翼仿生昆蟲飛行器,通過減速齒輪組、曲柄搖桿傳動機構、被動扭轉機構、防錯位機構以及滾珠軸承組,將極為有限的空心杯動力馬達的動力高效地、平穩(wěn)地轉化為撲翼拍打的升力。
為實現(xiàn)以上目的,本發(fā)明采用以下技術方案:
本發(fā)明提供一種具有防錯位機構的高頻撲翼仿生昆蟲飛行器,包括:機身框架,以及設置于機身框架上的空心杯動力馬達、曲柄搖桿傳動機構、減速齒輪組、仿生撲翼、被動扭轉機構、防錯位機構、滾珠軸承組,其中:
所述空心杯動力馬達固定在機身框架上,作為整個飛行器的動力源;
所述減速齒輪組連接空心杯動力馬達的輸出軸,用于將空心杯動力馬達的輸出軸的轉速降低,使仿生撲翼最終的拍打頻率在所需范圍,同時減速齒輪組中的被動齒輪的一部分作為曲柄搖桿傳動機構的曲柄;
所述曲柄搖桿傳動機構為實現(xiàn)仿生撲翼拍打動作的主體,用于將空心杯動力馬達輸出軸的轉動轉化為兩只仿生撲翼的往復拍打運動,實現(xiàn)模仿昆蟲飛行;
所述仿生撲翼通過翼軸與曲柄搖桿傳動機構連接,從而在空心杯動力馬達的驅動下反復拍打,驅使飛行器飛行;
所述被動扭轉機構由一個撲翼扭轉角限位器實現(xiàn),撲翼扭轉角限位器用于保證仿生撲翼拍打時,仿生撲翼繞翼軸進行旋轉從而產生豎直向上的升力,驅使飛行器向上飛行;
所述防錯位機構針對曲柄搖桿傳動機構設置,用于避免當曲柄搖桿傳動機構的曲柄過大時,在曲柄高速運動下可能造成曲柄搖桿傳動機構的整體錯位而導致卡死;
所述滾珠軸承組分布于飛行器的各個轉軸,包括減速齒輪組的轉軸、曲柄搖桿傳動機構的轉軸以及翼軸處,用于減小飛行器的傳動摩擦。
優(yōu)選地,所述空心杯動力馬達的額定電壓4.2V、額定電流1A,給減速齒輪組提供45000r/min~55000r/min的輸入轉速,用于保證仿生撲翼的拍打頻率以維持足夠的升力輸出。
更優(yōu)選地,所述空心杯動力馬達在保證能提供足夠大的輸出功率的前提下盡可能減小重量。
優(yōu)選地,所述減速齒輪組由主動齒輪和被動齒輪組成,其中:主動齒輪連接于空心杯動力馬達的輸出軸,被動齒輪與主動齒輪嚙合配合,空心杯動力馬達驅動主動齒輪轉動從而帶動被動齒輪轉動;
在被動齒輪上開有多個圓孔,用于為曲柄搖桿傳動機構提供不同的曲柄長度,以隨具體飛行狀況手動改變曲柄長度,從而改變仿生撲翼的拍打幅度。
更優(yōu)選地,所述被動齒輪在保證曲柄長度的情況下,通過使用減重孔來減小被動齒輪的重量。
優(yōu)選地,所述曲柄搖桿傳動機構由兩個共用一個曲柄的四連桿機構組成,兩個四連桿機構均由曲柄、中間連桿、搖桿以及機架組成,其中:曲柄即減速齒輪組中被動齒輪的一部分,即被動齒輪的圓心到被動齒輪上開的圓孔的距離為曲柄;中間連桿連接曲柄和搖桿,搖桿處固定有與仿生撲翼粘接一起的翼軸,并在中間連桿上預留有與滾珠軸承組過盈連接的空間,同時中間連桿的厚度以保證需要的強度。
優(yōu)選地,所述曲柄搖桿傳動機構為一種反對稱安裝的共用一個曲柄的雙四連桿機構,即兩個曲柄搖桿機構共用一個曲柄,其中曲柄由減速齒輪組中的被動齒輪的一部分構成,從曲柄的輸出端引出兩個曲柄搖桿機構,且兩個曲柄搖桿機構的安裝方向相反,以保證在曲柄轉動時兩個搖桿輸出端的運動關于機身框架中心軸近似鏡面對稱,從而進一步保證飛行器的兩個仿生撲翼產生的升力近似相等。
更優(yōu)選地,所述曲柄搖桿傳動機構中:曲柄作為曲柄搖桿傳動機構的輸入端,搖桿作為曲柄搖桿傳動機構的輸出端與仿生撲翼相連接,從而將輸入端曲柄的旋轉運動轉化為輸出端搖桿的往復擺動,進而帶動仿生撲翼拍打,以機械傳動機構再現(xiàn)昆蟲飛行時的撲翼拍打運動。
更優(yōu)選地,所述曲柄設置多個長度,其中曲柄的長度定義為:從減速齒輪組的被動齒輪的中心O到被動齒輪上一點P的直線長度,在P點處預留出插入齒輪中心轉軸的連接孔,則O點到P點的長度即為曲柄的長度(該長度通過計算得出);通過改變曲柄的長度改變四連桿機構的運動特性,即改變搖桿往復運動的最大幅度。
更優(yōu)選地,所述曲柄設置4個不同的長度,從而使得搖桿往復運動幅度分別為100°、110°、120°、130°。
優(yōu)選地,所述仿生撲翼與翼軸粘接,翼軸與曲柄搖桿傳動機構的搖桿通過滾動軸承組連接。
優(yōu)選地,所述仿生撲翼模仿蟬翼的形狀,并采用聚脂薄膜和碳纖維材料由真空袋包裝工藝和激光切割工藝制成,其中:
所述仿生撲翼的迎風面材料為聚脂薄膜,聚脂薄膜具有一定的韌性,以保證仿生撲翼在高頻拍打過程中不會由于剛度太大(太脆)而撕裂;
更優(yōu)選地,所述仿生撲翼的邊框由碳纖維材料制成,為仿生撲翼提供拍打時所需的強度,保證仿生撲翼不會過度形變。
優(yōu)選地,所述被動扭轉機構包括一個角度限位器和一個限位圓柱,其中:限位圓柱設置于搖桿上;角度限位器與翼軸的末端過盈連接,并與仿生撲翼一同轉動,角度限位器在轉動過程中與限位圓柱發(fā)生機械碰撞時達到仿生撲翼的最大扭轉角,最大扭轉角為45°。
優(yōu)選地,所述防錯位機構由兩個小凸臺組成,其中一個小凸臺設置于機身框架上,另一個設置于曲柄搖桿傳動機構的搖桿上;
當曲柄搖桿傳動機構的的搖桿運動到與機架近乎平行的位置時,可能由于曲柄搖桿傳動機構運動時的高頻振動導致?lián)u桿的運動方向變得完全相反,以至兩側的仿生撲翼位置不再對稱,曲柄搖桿傳動機構錯位卡死,防錯位機構的兩個小凸臺在搖桿即將越過機架水平線時起到機械碰撞的限位作用。
優(yōu)選地,所述滾珠軸承組的軸承采用微型鋼制滾珠軸承,用于減小曲柄搖桿傳動機構、被動扭轉機構以及減速齒輪組內的轉軸的旋轉運動的摩擦,從而提高整體的傳動效率,減輕動力源的負擔。
優(yōu)選地,所述飛行器的所有轉軸,包括減速齒輪組內的轉軸、曲柄搖桿傳動機構的轉軸以及翼軸,均采用鋼制轉軸,以保證足夠的強度。
優(yōu)選地,所述機身框架采用3D打印制作,其形狀以保證承載飛行器的其他結構;同時,在機身框架上預留包括減速齒輪組被動齒輪轉軸和曲柄搖桿機構的搖桿轉軸的軸承安裝空間。
優(yōu)選地,所述飛行器的其他形狀定制部件,包括角度限位器、減速齒輪組的被動齒輪以及曲柄搖桿傳動機構的搖桿和中間連桿,均采用3D打印制作,一方面降低成本,另一方面3D打印的材料密度小,降低飛行器的整體重量。
本發(fā)明中,所述空心杯動力馬達的輸出軸與減速齒輪組的主動齒輪配合;減速齒輪組的被動齒輪上開有數(shù)個圓孔,用于固定曲柄搖桿傳動機構的轉軸,圓孔到被動齒輪中心的距離為曲柄搖桿機構的曲柄。所述曲柄搖桿傳動機構的搖桿通過轉軸與機身框架相連接,與仿生撲翼粘接的翼軸通過軸承與搖桿相連,另一側通過角度限位器進行角度限位,同時可以對翼軸的軸向位置進行固定;
當空心杯馬達運轉時,其輸出軸帶動減速齒輪組的主動齒輪,進而帶動被動齒輪,即曲柄搖桿傳動機構的曲柄進行旋轉;兩側的仿生撲翼拍打運動系統(tǒng)實際上對應共用一個曲柄的兩個曲柄搖桿機構,曲柄搖桿機構的安裝方式相反;在曲柄進行旋轉運動的同時帶動兩個曲柄搖桿機構運動,搖桿的往復運動即為翼軸的往復運動,最終使得飛行器完成撲翼的拍打運動。
與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有如下的有益效果:
本發(fā)明通過減速齒輪組、曲柄搖桿傳動機構、被動扭轉機構以及滾珠軸承組多個機構的組合,提供了一種具有防錯位機構的高頻撲翼仿生昆蟲飛行器設計方案,能在高頻運動的情況下保持飛行器的穩(wěn)定性,同時將有限的空心杯動力馬達的動力高效率地轉化為仿生撲翼拍打的升力。
附圖說明
通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述,本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
圖1為本發(fā)明一實施例的整體結構簡圖;
圖2為本發(fā)明一實施例的曲柄搖桿傳動機構俯視圖;
圖3為本發(fā)明一實施例的被動扭轉機構示意圖;
圖4為本發(fā)明一實施例的防錯位機構正視圖;
圖5為本發(fā)明一實施例在不包含防錯位機構的情況下機構錯位示意圖;
圖6為本發(fā)明一實施例的曲柄搖桿傳動機構的示意圖,兩套曲柄搖桿機構共用一個曲柄;
圖中:中間連桿1、滾珠軸承組2、被動齒輪3、主動齒輪4、翼軸搖桿5、軸承槽6、翼軸7、機身8、電機9、軸套10、角度限位器11、限位圓柱12、翅膀13、搖桿凸臺14、機身凸臺15、搖桿轉軸16、被動齒輪轉軸17,機架18、曲柄19。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明,但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是,對本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發(fā)明構思的前提下,還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
如圖1所示,一種具有防錯位機構的高頻撲翼仿生昆蟲飛行器,包括:機身8,電機9,曲柄搖桿傳動機構,由被動齒輪3、主動齒輪4組成的減速齒輪組,翅膀13,由角度限位器11、限位圓柱12組成的被動扭轉機構,防錯位機構,以及滾珠軸承組2;其中:
機身8為飛行器的其他結構提供基座;
電機9作為整個飛行器的動力源安裝在機身8上,額定電壓4.2V、額定電流1A,用于給減速齒輪組提供45000r/min~50000r/min的轉速,以保證翅膀13的拍打頻率以維持足夠的升力輸出;
減速齒輪組連接電機9的輸出軸,用于將飛行器的動力源即電機9的輸出軸的轉速降低,使最終翅膀13的拍打動作在一個合適的范圍內,同時減速齒輪組的被動齒輪3的一部分將作為曲柄搖桿傳動機構的曲柄19;
曲柄搖桿傳動機構是實現(xiàn)飛行器的翅膀13拍打動作的主體,其通過翼軸7與翅膀13連接,從而將電機9輸出軸的轉動轉化為兩只翅膀13的往復拍打運動,達到模仿昆蟲飛行的目的;
翅膀13采用真空袋工藝并模仿蟬翼的形狀制作,材料是碳纖維和聚脂薄膜;
被動扭轉機構由一個角度限位器11和限位圓柱12實現(xiàn),角度限位器11用于翅膀13拍打時保證翅膀13繞翼軸7進行一定角度內的旋轉,從而產生向上的升力;
所述防錯位機構針對曲柄搖桿傳動機構設置,用于避免當曲柄搖桿傳動機構的曲柄19過大時,在曲柄19高速運動下可能造成曲柄搖桿傳動機構的整體錯位而導致卡死;
滾珠軸承組2分布于飛行器的各個轉軸,包括減速齒輪組的被動齒輪轉軸17、曲柄搖桿傳動機構的搖桿轉軸16以及與翼軸7處,為減速齒輪組、曲柄搖桿傳動機構以及被動扭轉機構的傳動減小摩擦。
作為一優(yōu)選實施方式,所述機身8采用3D打印制作,其形狀以保證能承載其他結構的前提下盡可能減小體積為佳,另外機身8上需要為各處轉軸(包括減速齒輪組的被動齒輪轉軸17和搖桿轉軸16)的軸承預留空間。
作為一優(yōu)選實施方式,所述電機9在保證能提供足夠大的輸出功率的前提下盡可能減小重量。
作為一優(yōu)選實施方式,所述曲柄搖桿傳動機構由兩個共用一個曲柄的四連桿機構組成,每個四連桿機構由曲柄19、中間連桿1、翼軸搖桿5以及機架18組成,其中:
曲柄即減速齒輪組中被動齒輪3的一部分,被動齒輪3的圓心到被動齒輪3上開的圓孔的距離為曲柄;
中間連桿1連接曲柄和翼軸搖桿5,且在中間連桿1上預留出與滾珠軸承組2過盈連接的空間,同時其厚度在保證強度的前提下應盡可能地薄。
作為一優(yōu)選實施方式,所述曲柄搖桿傳動機構是一種反對稱安裝的共用一個曲柄的雙四連桿機構(如圖6所示),其中曲柄是減速齒輪組中的被動齒輪3的一部分,被動齒輪3的繞被動齒輪轉軸17旋轉帶動兩個曲柄搖桿機構(即四連桿機構)進行機械運動。同時,由于兩個曲柄搖桿機構(即四連桿機構)的安裝方式相反,因此翼軸搖桿5輸出端的往復擺動時關于機身8中心軸近似鏡面對稱。在翼軸搖桿5處固定翼軸7并將翼軸7與翅膀13粘接,如此可以實現(xiàn)仿昆蟲的翅膀13拍打運動。需注明的是,所述曲柄搖桿傳動機構形成的拍打運動并不是完全關于中心線對稱,而是有一定的相位差,但在高頻振動下,該相位差可以忽略不計。
所述翼軸7是用于仿生撲翼與曲柄搖桿傳動機構連接的軸。
作為一優(yōu)選實施方式,所述曲柄搖桿傳動機構的曲柄,即減速齒輪組的被動齒輪3的一部分可設置多個長度;曲柄的長度定義為:從被動齒輪3的中心O到被動齒輪3上一點P的直線長度(P點到O點的距離由計算得出),在P點處預留出插入被動齒輪3中心被動齒輪轉軸17的連接孔,則O點到P點的長度即為曲柄的長度。曲柄搖桿機構的運動特性是由各桿的相對長度決定的,在給定了除曲柄外的其他桿的長度后,選用不同的曲柄長度OP,可以使得翼軸搖桿5的往復運動幅度發(fā)生改變,即使得翅膀13來回拍打的幅度發(fā)生改變。通過改變曲柄的長度可以改變四連桿機構的運動特性,即改變翼軸搖桿5往復運動的最大幅度。
作為一優(yōu)選實施方式,所述曲柄可設置4個不同的長度,從而使得翼軸搖桿5往復運動幅度分別為100°、110°、120°、130°。
作為一優(yōu)選實施方式,所述減速齒輪組中的被動齒輪3在保證曲柄的長度的情況下,盡可能使用減重孔來減小被動齒輪3重量。
作為一優(yōu)選實施方式,所述翅膀13與翼軸7粘接在一起;所述翅膀13模仿蟬翼的形狀,并采用聚脂薄膜和碳纖維材料由真空袋包裝工藝和激光切割工藝制成;其中:
翅膀13的迎風面材料是聚脂薄膜,聚脂薄膜具有一定的韌性,能保證在翅膀13高頻拍打過程中不會由于剛度太大(太脆)而撕裂;
翅膀13的邊框由碳纖維材料制成,為翅膀13提供拍打時所需的強度,保證翅膀13不會過度形變。
作為一優(yōu)選實施方式,所述飛行器的所有轉軸,包括減速齒輪組2的被動齒輪轉軸17、曲柄搖桿傳動機構的搖桿轉軸16以及與翅膀13粘接的翼軸7,均采用鋼制轉軸,可以保證足夠的強度。
作為一優(yōu)選實施方式,所述飛行器所有轉軸處均采用滾珠軸承組2連接。
作為一優(yōu)選實施方式,所述滾珠軸承組2采用微型鋼制滾珠軸承,其優(yōu)點是重量小,同時采用微型鋼制滾珠軸承可極大地降低傳動摩擦,使動力能高效率地傳遞到翅膀13上。
作為一優(yōu)選實施方式,所述飛行器的其他形狀定制部件,包括角度限位器11、減速齒輪組的被動齒輪3,以及曲柄搖桿傳動機構的翼軸搖桿5和中間連桿1,均采用3D打印制作,一方面降低成本,另一方面3D打印的材料密度小,可以盡可能降低飛行器的整體重量。
所述電機9的輸出軸與減速齒輪組的主動齒輪4配合;減速齒輪組的被動齒輪3上開有數(shù)個圓孔,用于固定曲柄搖桿傳動機構的搖桿轉軸16,圓孔到被動齒輪3中心的距離為曲柄搖桿機構的曲柄。所述曲柄搖桿傳動機構的翼軸搖桿5通過搖桿轉軸16與機身8相連接,與翅膀13粘接的翼軸7通過軸承與翼軸搖桿5相連,另一側通過角度限位器11進行角度限位,同時可以對翼軸7的軸向位置進行固定。
當電機9運轉時,其輸出軸帶動減速齒輪組的主動齒輪4,進而帶動被動齒輪3,即曲柄搖桿傳動機構的曲柄進行旋轉;兩側的翅膀13拍打運動系統(tǒng)實際上對應共用一個曲柄的兩個曲柄搖桿機構,曲柄搖桿機構的安裝方式相反;在曲柄進行旋轉運動的同時帶動兩個曲柄搖桿機構運動,翼軸搖桿5的往復運動即為翼軸7的往復運動,最終使得飛行器完成翅膀13的拍打運動。
進一步的,在部分實施例中,如圖1所示,所述翼軸搖桿5上設置有一軸承槽6,用于豎直放置滾珠軸承組2,滾珠軸承組2與翼軸7配合,用于保證翼軸7在旋轉過程中不受較大摩擦力的阻礙。
如圖1所示,在兩個所述中間連桿1連接處設置有一軸套10,軸套10與插入其中心的轉軸過盈配合,用于將兩個中間連桿1進行限位,防止在被動齒輪3高速轉動時中間連桿1從轉軸中甩脫。
進一步的,在部分實施例中,如圖2所示,為所述飛行器的曲柄搖桿傳動機構的俯視簡圖,所述曲柄搖桿傳動機構的機架18(在圖2中是指減速齒輪組的被動齒輪3的中心與翼軸搖桿5的轉軸中心之距)、翼軸搖桿5及中間連桿1的長度分別為12mm、5mm、12mm,曲柄的長度預設4個值:3.80mm、4.07mm、4.31mm和4.52mm,對應翅膀13拍打幅度分別為100°、110°、120°、130°。若需要其他的拍打幅度,只需要改變曲柄的長度即可。
在部分實施例中,如圖3所示,所述被動扭轉機構中:限位圓柱12為設置在翼軸搖桿5上的凸臺結構,翼軸7與曲柄搖桿傳動機構的翼軸搖桿5采用滾珠軸承組2配合,并在翼軸7的末端與角度限位器11過盈連接。在翅膀13拍打的同時,翅膀13在空氣阻力的作用下繞翼軸7轉動;由于迎風面關于水平面有一定的攻角,因此產生豎直向上的升力,驅使飛行器向上飛行。同時,為了使該攻角不至于過大,當角度限位器11與限位圓柱12發(fā)生機械碰撞時會阻止翅膀13進一步的扭轉,使攻角能保持在一個較佳的范圍內。當角度限位器11與限位圓柱12發(fā)生機械碰撞時達到最大扭轉角。
作為一優(yōu)選實施方式,所述角度限位器11與翼軸7的末端過盈連接,翅膀13與翼軸7粘接,翅膀13拍打的同時可以在一定角度內自由繞翼軸7扭轉,以形成對飛行有利的攻角。如需要較大的攻角,只需要修改角度限位器11的形狀即可。
在部分實施例中,如圖4所示,所述的防錯位機構的示意圖:所述防錯位機構由兩個小凸臺組成,即搖桿凸臺14和機身凸臺15,其中:機身凸臺15設置于機身8上,搖桿凸臺14設置于曲柄搖桿傳動機構的翼軸搖桿5上;
當曲柄搖桿傳動機構的的翼軸搖桿5運動到與機架18近乎平行的位置時,可能由于曲柄搖桿傳動機構運動時的高頻振動導致翼軸搖桿5的運動方向變得完全相反,以至兩側的翅膀13位置不再對稱,曲柄搖桿傳動機構錯位卡死,防錯位機構的搖桿凸臺14和機身凸臺15在翼軸搖桿5即將越過機架18水平線時起到機械碰撞的限位作用。
本實施例所述防錯位機構主要針對曲柄搖桿傳動機構設置,當曲柄搖桿傳動機構的曲柄過大時,在曲柄高速運動下可能造成曲柄搖桿傳動機構的整體錯位,從而導致其卡死(如圖5所示),而防錯位的兩個小凸臺可以在翼軸搖桿5即將越過機架水平線時起到機械碰撞的限位作用,阻止翼軸搖桿5轉動到機架水平線以下。
本實施例通過合理地選擇電機9的功率、減速齒輪組的減速比、曲柄搖桿傳動機構的長度參數(shù)以及角度限位器11的角度限制最大值,從而使飛行器能獲得最佳的飛行性能。其中:
所述電機9在市場上的現(xiàn)有產品中轉速一般在50000r/min左右,可以考慮減速齒輪組的減速比為5:1;
所述曲柄搖桿傳動機構的參數(shù)是決定飛行器傳動機構運動特性的主體,其中曲柄是在減速齒輪組的被動齒輪3上預留出多個到齒輪中心距離不同的圓孔,以隨具體飛行環(huán)境改變飛行器的翅膀13拍打幅度;
所述飛行器在拍打翅膀13時的最佳攻角為45°,因此考慮將角度限位器11可控制的最大旋轉角設置為45°左右;
所述滾珠軸承組2是本發(fā)明的主體內容,它在減小飛行器的傳動摩擦方面作出了巨大的貢獻。
以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是,本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式,本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改,這并不影響本發(fā)明的實質內容。