應(yīng)用在撲翼飛行器的仿生起落架系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于撲翼飛行器設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用在撲翼飛行器的仿生起落架系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]撲翼飛行器是一種模仿鳥類飛行的新概念飛行器，具有體積小、重量輕、使用靈活、效率高等優(yōu)勢(shì)，如果搭載傳感器和相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸和飛行控制系統(tǒng)，形成微型撲翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)，就會(huì)具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]圍繞這一課題，各國(guó)已研制出可控飛行的撲翼飛行器，其中較成功的包括:美國(guó)Aero Vironment公司與加利福尼亞大學(xué)合作的“Microbat”、荷蘭Delft大學(xué)的“Delf ly”，以及西北工業(yè)大學(xué)的“信鶴”撲翼飛行器等，但上述撲翼飛行器普遍采用手拋起飛和機(jī)體硬著落的低效起降方式，無(wú)法實(shí)現(xiàn)像鳥類一樣在狹窄空間(樹木枝干或者建筑物頂部等)自由降落和起飛。
[0004]現(xiàn)有專利大都針對(duì)撲翼飛行器的總體布局和撲動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，很少有關(guān)注像鳥類一樣起降的問題。
[0005]中國(guó)專利“一種復(fù)合撲動(dòng)的撲翼飛行器”(授權(quán)公告號(hào)CN102249001A，授權(quán)公告日2011年11月23日)公開了一種復(fù)合撲動(dòng)的撲翼飛行器，包含機(jī)身、撲翼和尾翼，撲翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為搖臂的上下往復(fù)撲動(dòng);撲翼具有位于前緣的主梁和位于主梁后方的輔助梁，主梁根部與撲翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的搖臂上的盲孔插接，輔助梁根部與機(jī)身上的鎖扣裝置鉸接，固接于機(jī)身上的限位桿與機(jī)身對(duì)稱平面平行，穿過(guò)撲翼輔助梁根部的連接孔，扣入固接于機(jī)身上的鎖扣。該實(shí)用新型雖然針對(duì)撲翼飛行器提供了一種具有較高氣動(dòng)效率，較大的有效載荷的總體設(shè)計(jì)方案，但仍然采用手拋起飛和機(jī)體硬著落的低效起降方式。
[0006]可見，目前已公開的各類撲翼飛行器，由于采用手拋起飛和機(jī)體硬著落的低效起降方式，未能將撲翼飛行器的高效機(jī)動(dòng)性充分發(fā)揮出來(lái)，嚴(yán)重制約著撲翼飛行器的應(yīng)用前景。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用在撲翼飛行器的仿生起落架系統(tǒng)，在安裝該仿生起落架系統(tǒng)后，撲翼飛行器能夠具有像鳥類一樣的起降能力，提高撲翼飛行器的高效機(jī)動(dòng)性，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍和能力。
[0008]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0009]本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用在撲翼飛行器的仿生起落架系統(tǒng)，包括:視覺導(dǎo)航單元、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)處理器、機(jī)械爪單元和全動(dòng)V尾作動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0010]其中，所述視覺導(dǎo)航單元包括左攝像頭、右攝像頭和圖像處理器;所述左攝像頭和所述右攝像頭對(duì)稱安裝于撲翼飛行器的腹部前方;所述左攝像頭和所述右攝像頭均連接到所述圖像處理器；
[0011 ]所述機(jī)械爪單元包括:左機(jī)械爪、右機(jī)械爪、左機(jī)械爪舵機(jī)和右機(jī)械爪舵機(jī);所述左機(jī)械爪和所述右機(jī)械爪橫向?qū)ΨQ安裝于撲翼飛行器重心位置;所述左機(jī)械爪舵機(jī)和所述右機(jī)械爪舵機(jī)安裝于撲翼飛行器的機(jī)體內(nèi)部;所述左機(jī)械爪舵機(jī)和所述左機(jī)械爪聯(lián)動(dòng)，用于控制所述左機(jī)械爪的開合動(dòng)作;所述右機(jī)械爪舵機(jī)和所述右機(jī)械爪聯(lián)動(dòng)，用于控制所述右機(jī)械爪的開合動(dòng)作；
[0012]所述全動(dòng)V尾作動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:全動(dòng)V尾和作動(dòng)器機(jī)構(gòu)；所述全動(dòng)V尾安裝于機(jī)體尾部，所述作動(dòng)器機(jī)構(gòu)安裝于機(jī)體內(nèi)部，所述作動(dòng)器機(jī)構(gòu)用于控制所述全動(dòng)V尾進(jìn)行水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)或俯仰方向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而平衡撲翼飛行器降落或起飛時(shí)帶來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩；
[0013]所述運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)處理器安裝于撲翼飛行器的機(jī)體內(nèi)部，分別與所述圖像處理器、所述左機(jī)械爪舵機(jī)、所述右機(jī)械爪舵機(jī)和所述作動(dòng)器機(jī)構(gòu)連接。
[0014]優(yōu)選的，所述左機(jī)械爪和所述右機(jī)械爪為對(duì)稱結(jié)構(gòu)；
[0015]對(duì)于所述左機(jī)械爪，為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，包括:安裝基板(2A)、推桿(2B)、左搖桿(2C)、右搖桿(2D)、左鉤爪(2E)和右鉤爪(2F);
[0016]所述安裝基板(2A)垂直設(shè)置，包括一體成形的豎向基板(2A-1)、左吊耳(2A-2)和右吊耳(2A-3);所述豎向基板(2A-1)的頂端固定在機(jī)體底部重心位置;所述豎向基板(2A-1)的底部對(duì)稱設(shè)置所述左吊耳(2A-2)和所述右吊耳(2A-3);
[0017]所述左鉤爪(2E)和所述右鉤爪(2F)的中部分別鉸接在所述左吊耳(2A-2)和所述右吊耳(2A-3)上，將左鉤爪(2E)和左吊耳(2A-2)的鉸接點(diǎn)記為F1，將右鉤爪(2F)和右吊耳(2A-3)的鉸接點(diǎn)記為F2;所述左鉤爪(2E)和所述右鉤爪(2F)的頂端分別與所述左搖桿(2C)和所述右搖桿(2D)的底端鉸接，將左鉤爪(2E)和左搖桿(2C)的鉸接點(diǎn)記為F3，將右鉤爪(2F)和右搖桿(2D)的鉸接點(diǎn)記為F4;所述左搖桿(2C)和所述右搖桿(2D)的頂端均鉸接到所述推桿(2B)的底端，將所述左搖桿(2C)、所述右搖桿(2D)和所述推桿(2B)的共同鉸接點(diǎn)記為F5;所述推桿(2B)的頂端與所述左機(jī)械爪舵機(jī)聯(lián)動(dòng);通過(guò)所述左機(jī)械爪舵機(jī)驅(qū)動(dòng)所述推桿(2B)進(jìn)行升降動(dòng)作，進(jìn)而控制所述左鉤爪(2E)和所述右鉤爪(2F)進(jìn)行開合動(dòng)作。
[0018]優(yōu)選的，鉸接點(diǎn)Fl到鉸接點(diǎn)F2的距離為48mm;鉸接點(diǎn)F2到右鉤爪(2F)末端點(diǎn)的距離為工作臂長(zhǎng)度，值為35mm;鉸接點(diǎn)F3到鉸接點(diǎn)Fl的距離為傳動(dòng)臂長(zhǎng)度，值為17mm;鉸接點(diǎn)F5到鉸接點(diǎn)F4的距離為30mm。
[0019]優(yōu)選的，所述作動(dòng)器機(jī)構(gòu)包括固定設(shè)置于機(jī)體內(nèi)部的機(jī)身隔框(3A)，在所述機(jī)身隔框(3A)的腔體設(shè)置有水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架(3D)，所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架(3D)通過(guò)水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架轉(zhuǎn)軸(3E)與所述機(jī)身隔框(3A)可轉(zhuǎn)動(dòng)連接;在所述機(jī)身隔框(3A)的腔體內(nèi)部還設(shè)置有水平轉(zhuǎn)動(dòng)舵機(jī)(3F)，所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)舵機(jī)(3F)的搖臂與水平連桿的一端鉸接，所述水平連桿的另一端與所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架(3D)鉸接，所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)舵機(jī)(3F)驅(qū)動(dòng)所述水平連桿動(dòng)作，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架(3D)繞所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架轉(zhuǎn)軸(3E)進(jìn)行水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0020]在所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架(3D)的架體內(nèi)部設(shè)置有俯仰轉(zhuǎn)軸(3H)，所述俯仰轉(zhuǎn)軸(3H)的兩端與所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架(3D)的左右側(cè)板鉸接;全動(dòng)V尾搖桿(3G)的尾端安裝全動(dòng)V尾，所述全動(dòng)V尾搖桿(3G)的頂端固定到所述俯仰轉(zhuǎn)軸(3H);另外，所述俯仰轉(zhuǎn)軸(3H)還固定連接有與所述俯仰轉(zhuǎn)軸(3H)垂直的俯仰轉(zhuǎn)軸連桿(3C);
[0021]在所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架(3D)上固定安裝有俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)舵機(jī)(3B)，所述俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)舵機(jī)(3B)的搖臂與俯仰連桿的一端鉸接，所述俯仰連桿的另一端與所述俯仰轉(zhuǎn)軸連桿(3C)鉸接，所述俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)舵機(jī)(3B)驅(qū)動(dòng)所述俯仰連桿進(jìn)行俯仰動(dòng)作，進(jìn)而使所述俯仰轉(zhuǎn)軸(3H)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)所述俯仰轉(zhuǎn)軸(3H)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)所述全動(dòng)V尾搖桿(3G)進(jìn)行俯仰方向的運(yùn)動(dòng)。
[0022]本實(shí)用新型提供的應(yīng)用在撲翼飛行器的仿生起落架系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023]本實(shí)用新型提供的仿生起落架系統(tǒng)，可使撲翼飛行器完全實(shí)現(xiàn)像鳥類一樣自由棲停與起降，因此，在偵察過(guò)程中，可以棲停于被偵察對(duì)象附近的建筑物或其他目標(biāo)上，從而代替過(guò)去盤旋甚至懸停等起降方法，本實(shí)用新型大大降低撲翼飛行器能耗，增加續(xù)航時(shí)間和巡航范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型提供的仿生起落架系統(tǒng)的工作原理結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型提供的仿生起落架系統(tǒng)安裝到撲翼飛行器后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本實(shí)用新型提供的機(jī)械爪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為圖3增加重要尺寸后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5為本實(shí)用新型提供的全動(dòng)V尾作動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6為圖5中作動(dòng)機(jī)構(gòu)在另一個(gè)視角下的結(jié)構(gòu)不意圖。