理器向機(jī)械爪單元發(fā)送張開控制命令，機(jī)械爪單元在接收到張開控制命令后，左機(jī)械爪舵機(jī)驅(qū)動左機(jī)械爪進(jìn)行張開動作，同時，右機(jī)械爪舵機(jī)驅(qū)動右機(jī)械爪進(jìn)行張開動作，最終使左機(jī)械爪和右機(jī)械爪張開而釋放降落目標(biāo)；同時，通過對撲翼的撲動頻率、撲動幅度、全動V尾的擺動方式進(jìn)而控制，最終實現(xiàn)平穩(wěn)起飛。
[0067]本步驟中，機(jī)械爪單元進(jìn)行收攏動作，具體過程為:
[0068]機(jī)械爪單元的左機(jī)械爪和右機(jī)械爪同步進(jìn)行收攏動作，其中，對于左機(jī)械爪，進(jìn)行收攏動作的具體過程為:
[0069]左機(jī)械爪舵機(jī)驅(qū)動推桿2B向上動作，推桿2B拉動左搖桿2C和右搖桿2D向上相向運(yùn)動，進(jìn)而同步帶動左鉤爪2E和右鉤爪2F分別繞鉸接點(diǎn)Fl和鉸接點(diǎn)F2進(jìn)行相向運(yùn)動，最終使左鉤爪2E和右鉤爪2F的尖部接觸并夾緊降洛目標(biāo)。
[0070]當(dāng)然，如果左機(jī)械爪舵機(jī)驅(qū)動推桿2B向下動作時，左搖桿2C和右搖桿2D相背運(yùn)動，即為為機(jī)械爪的放松動作。通過兩個機(jī)械爪的配合，可以保證在六個自由度上將撲翼飛行器固定。
[0071]本實用新型的關(guān)鍵點(diǎn)是該仿生型起落架的總體布局，為了實現(xiàn)撲翼飛行器的棲停功能，增加了仿生起落架裝置，該裝置包含視覺導(dǎo)航單元、運(yùn)動協(xié)調(diào)處理器、機(jī)械爪單元和全動V尾。并且，該機(jī)械爪和全動V尾作動機(jī)構(gòu)具有特定的幾何特征，從而能夠?qū)崿F(xiàn)撲翼飛行器像自然界中鳥類一樣自由棲停，并且，撲翼飛行器起落完全不需要人工參與，具有工作可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
[0072]經(jīng)動力學(xué)仿真和風(fēng)洞試驗驗證知，本實例中設(shè)計得到的仿生起落架系統(tǒng)，能夠配合撲翼的撲動頻率和幅度，實現(xiàn)針對特定目標(biāo)的起降。
[0073]與傳統(tǒng)起降方式不同，本實用新型提供的仿生起落架系統(tǒng)，可使撲翼飛行器完全實現(xiàn)像鳥類一樣自由棲停與起降，因此，在偵察過程中，可以棲停于被偵察對象附近的建筑物或其他目標(biāo)上，從而代替過去盤旋甚至懸停等起降方法，本實用新型大大降低撲翼飛行器能耗，增加續(xù)航時間和巡航范圍。
[0074]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種應(yīng)用在撲翼飛行器的仿生起落架系統(tǒng)，其特征在于，包括:視覺導(dǎo)航單元、運(yùn)動協(xié)調(diào)處理器、機(jī)械爪單元和全動V尾作動機(jī)構(gòu)； 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； 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，用于控制所述左機(jī)械爪的開合動作;所述右機(jī)械爪舵機(jī)和所述右機(jī)械爪聯(lián)動，用于控制所述右機(jī)械爪的開合動作； 所述全動V尾作動機(jī)構(gòu)包括:全動V尾和作動器機(jī)構(gòu);所述全動V尾安裝于機(jī)體尾部，所述作動器機(jī)構(gòu)安裝于機(jī)體內(nèi)部，所述作動器機(jī)構(gòu)用于控制所述全動V尾進(jìn)行水平方向轉(zhuǎn)動或俯仰方向轉(zhuǎn)動，進(jìn)而平衡撲翼飛行器降落或起飛時帶來的轉(zhuǎn)動力矩； 所述運(yùn)動協(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)和所述作動器機(jī)構(gòu)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用在撲翼飛行器的仿生起落架系統(tǒng)，其特征在于，所述左機(jī)械爪和所述右機(jī)械爪為對稱結(jié)構(gòu)； 對于所述左機(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); 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)的底部對稱設(shè)置所述左吊耳(2A-2)和所述右吊耳(2A-3); 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;通過所述左機(jī)械爪舵機(jī)驅(qū)動所述推桿(2B)進(jìn)行升降動作，進(jìn)而控制所述左鉤爪(2E)和所述右鉤爪(2F)進(jìn)行開合動作。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用在撲翼飛行器的仿生起落架系統(tǒng)，其特征在于，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)的距離為工作臂長度，值為35mm;鉸接點(diǎn)F3到鉸接點(diǎn)Fl的距離為傳動臂長度，值為17mm;鉸接點(diǎn)F5到鉸接點(diǎn)F4的距離為30mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用在撲翼飛行器的仿生起落架系統(tǒng)，其特征在于，所述作動器機(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)動機(jī)架(3D)，所述水平轉(zhuǎn)動機(jī)架(3D)通過水平轉(zhuǎn)動機(jī)架轉(zhuǎn)軸(3E)與所述機(jī)身隔框(3A)可轉(zhuǎn)動連接;在所述機(jī)身隔框(3A)的腔體內(nèi)部還設(shè)置有水平轉(zhuǎn)動舵機(jī)(3F)，所述水平轉(zhuǎn)動舵機(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)動機(jī)架(3D)鉸接，所述水平轉(zhuǎn)動舵機(jī)(3F)驅(qū)動所述水平連桿動作，進(jìn)而驅(qū)動所述水平轉(zhuǎn)動機(jī)架(3D)繞所述水平轉(zhuǎn)動機(jī)架轉(zhuǎn)軸(3E)進(jìn)行水平方向轉(zhuǎn)動； 在所述水平轉(zhuǎn)動機(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)動機(jī)架(3D)的左右側(cè)板鉸接;全動V尾搖桿(3G)的尾端安裝全動V尾，所述全動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); 在所述水平轉(zhuǎn)動機(jī)架(3D)上固定安裝有俯仰轉(zhuǎn)動舵機(jī)(3B)，所述俯仰轉(zhuǎn)動舵機(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)動舵機(jī)(3B)驅(qū)動所述俯仰連桿進(jìn)行俯仰動作，進(jìn)而使所述俯仰轉(zhuǎn)軸(3H)轉(zhuǎn)動，當(dāng)所述俯仰轉(zhuǎn)軸(3H)轉(zhuǎn)動時，帶動所述全動V尾搖桿(3G)進(jìn)行俯仰方向的運(yùn)動。
【專利摘要】本實用新型提供一種應(yīng)用在撲翼飛行器的仿生起落架系統(tǒng)，仿生起落架系統(tǒng)包括：視覺導(dǎo)航單元、運(yùn)動協(xié)調(diào)處理器、機(jī)械爪單元和全動V尾作動機(jī)構(gòu)；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；所述運(yùn)動協(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)和所述作動器機(jī)構(gòu)連接。優(yōu)點(diǎn)為：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)動性，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍和能力。
【IPC分類】B64C25/24, B64C33/00, B64C25/32
【公開號】CN205203375
【申請?zhí)枴緾N201521042966
【發(fā)明人】薛棟, 宋筆鋒, 楊文青, 年鵬, 付鵬, 唐偉, 鐘京洋, 梁少然
【申請人】西北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月14日