一種平移式仿生撲翼裝置的制作方法

本實用新型涉及仿生撲翼機器人領域，具體地講是一種平移式仿生撲翼裝置。

背景技術：

鳥類在飛行過程中，其撲翼上的羽毛會隨著撲翼的上擺、下擺而舒展、收攏。當撲翼上擺時，羽片會隨之展開，以便撲翼上、下方的空氣流通進行排風，減小空氣阻力；當撲翼下擺時，羽毛會隨之閉合，以使撲翼下方的空氣聚集進行兜風，增大撲翼下方的浮力。目前由于大部分撲翼沒有充分考慮排風、兜風原理，因此其工作效率受到了一定限制。

技術實現要素：

為克服現有技術的不足，本實用新型提供了一種平移式仿生撲翼裝置，通過羽片的平移運動，實現撲翼上擺、下擺時的排風、兜風，以減小空氣阻力，增大空氣浮力，從而提升工作效率，有利于實現仿生撲翼機器人的高空、長距離飛行。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：一種平移式仿生撲翼裝置，包括翼狀的外框架，所述外框架內側并排平鋪固定有若干固定羽片，相鄰固定羽片之間、固定羽片與外框架之間均貼合，所述固定羽片左側開設有排風口，排風口上設有可滑動的活動羽片，活動羽片的大小不小于排風口。所述固定羽片與外框架連接的兩側的底部設有滑板，所述滑板固定于固定羽片上，活動羽片夾設于滑板與固定羽片之間。所述活動羽片的底端固定嵌有滾輪或滾珠，可以在滑板上滾動。所述各活動羽片底部均設有一豎桿，所述各豎桿由一橫桿相連接。所述活動羽片左側邊沿上固定設有右電磁鐵。所述固定羽片右側邊沿與右電磁鐵位置相對處，固定設有與右電磁鐵配合使用的左電磁鐵。所述活動羽片可在左電磁鐵、右電磁鐵的吸力或斥力作用下，向左或向右平移關閉或打開排風口。

進一步地，所述外框架的形狀為U形，所述固定羽片和活動羽片的橫截面均具有向上隆起的弧度。固定羽片和活動羽片向上隆起的弧度，能夠減小撲翼所受的空氣阻力，增大所受的空氣浮力，從而有利于提升仿生撲翼機器人的飛行性能。

進一步地，為提高氣流通過撲翼的速度，所述排風口的面積略小于固定羽片右半側面積。一方面可以保證活動羽片在固定羽片下方滑動，另一方面可以實現排風面積最大化，增加進風量，提升工作效率。

進一步地，所述固定羽片與外框架相連接的一邊，設有垂直于固定羽片上表面的側邊。設置的側邊能夠減少空氣從固定羽片兩側逸散，有效增加兜風的效果。

進一步地，所述固定羽片上方、活動羽片下方設有風速傳感器、風壓傳感器中的一種或多種，所述風速傳感器或風壓傳感器固定于固定羽片、活動羽片上。通過風速傳感器或風壓傳感器可以對飛行時的風速或風壓進行實時監測，以便根據監測數據控制排風口的開閉。

進一步地，所述活動羽片采用輕、薄并具有一定強度和韌度的木質板材或復合金屬材料或復合塑料制成，其厚度為1～5mm。

進一步地，所述左電磁鐵的右側側面上或右電磁鐵的左側側面上均勻設有若干緩沖隔離墊，所述緩沖隔離墊采用橡膠或硅膠制成。

本實用新型的工作原理及有益效果如下：本實用新型通過左電磁鐵與右電磁鐵之間的吸力、斥力，使得活動羽片向左、向右移動，從而關閉、打開排風口進行兜風、排風。在撲翼上擺過程中，排風口被打開，撲翼上方的空氣從排風口中排出，從而減小了撲翼上方的空氣阻力；當撲翼擺動至最上端時，活動羽片與固定羽片相貼合，排風口被關閉；在撲翼整個下擺過程中，排風口始終處于閉合狀態，撲翼下方的空氣被兜住，增加撲翼下方的空氣浮力，從而提升撲翼的工作效率。本實用新型結構簡單、便于加工、安裝與控制，維修成本低，利于實現仿生撲翼機器人的高空、長距離飛行。

附圖說明

圖1為本實用新型具體實施例整體示意圖；

圖2為本實用新型具體實施例排風口打開狀態圖；

圖3為本實用新型具體實施例圖2中A處放大圖；

圖4為本實用新型具體實施例左視圖；

圖5為本實用新型具體實施例圖4中B處放大圖；

圖6為本實用新型具體實施例底部結構圖。

圖中所示：外框架1、固定羽片2、活動羽片3、右電磁鐵4、左電磁鐵5、排風口6、滑板7、豎桿8、緩沖隔離墊9、滾珠10、風速傳感器11、橫桿12。

具體實施方式

如圖1所示，本實施例主要由外框架1、左電磁鐵5、右電磁鐵4、若干固定羽片2及活動羽片3等零部件組成。結合圖2所示，固定羽片2的面積從左到右逐漸縮減，依次設在外框架1內側，每片固定羽片2為與外框架1形狀相適應的向上隆起的弧形片。固定羽片2的左側設有排風口6；固定羽片2的兩側底部設有與上表面相垂直的側邊，側邊便于撲翼兜風，增加撲翼受到的浮力。向上隆起的活動羽片3滑動設置在固定羽片2底部，其大小不小于排風口6；活動羽片3采用輕、薄并具有一定強度和韌度的木質板材或復合金屬材料或復合塑料制成，其厚度為1～5mm。

結合圖3、圖4、圖5、圖6所示，本實施例中，固定羽片2兩側底部設有滑板7，活動羽片3夾設于滑板7與固定羽片2之間，并可在滑板7與固定羽片2的間隙中滑動。活動羽片3與滑板7的接觸面上設有若干滾珠10，從而減小活動羽片3滑動時的摩擦力，并降低磨損。各活動羽片3底部均設有一豎桿8，各豎桿8由一橫桿12相連接，從而實現各活動羽片3的聯動。每一固定羽片2的右側、活動羽片3的左側分別設有成對的左電磁鐵5、右電磁鐵4，左電磁鐵5與右電磁鐵4位置相對；其中右電磁鐵4的左側面上設有2個對稱分布的緩沖隔離墊9，緩沖隔離墊9采用橡膠或硅膠材質制成，用于左電磁鐵5、右電磁鐵4吸合時的隔離，避免發生強烈碰撞，造成損壞。固定羽片2的上表面、活動羽片3的下表面分別固定有一個風速傳感器11，風速傳感器11用于對撲翼上、下方的風速進行監測，監測數據用于判斷撲翼上、下擺動的狀態，從而控制左電磁鐵5、右電磁鐵4的吸力或斥力，以閉合或打開排風口6。

撲翼從最底端擺動至最高端的過程中，包括三種狀態：第一種狀態為撲翼從最底端向上擺動時，成對的左電磁鐵5與右電磁鐵4（為便于表述，下述記為左電磁鐵5一與右電磁鐵4一）均通入正向電流，與該對電磁鐵相鄰的左電磁鐵5與右電磁鐵4均通入負向電流（為便于表述，下述記為左電磁鐵5二與右電磁鐵4二），這樣左電磁鐵5一與右電磁鐵4一之間產生斥力，相鄰的、非成對的右電磁鐵4一與左電磁鐵5二之間產生吸力，活動羽片3在斥力、吸力的作用下向右移動，排風口6被逐漸打開；第二種狀態為當撲翼即將擺動至最高點時，左電磁鐵5一與右電磁鐵4二通入正向電流，右電磁鐵4一與左磁鐵5二通入負向電流，活動羽片3在吸力、斥力的作用下向左移動，排風口6被逐漸關閉；第三種狀態為當撲翼擺動至最高點時，活動羽片3移動至最左端，活動羽片3與固定羽片2緊密貼合，排風口6被完全關閉。在撲翼上擺過程中，撲翼上方的空氣從排風口6中排出，減小撲翼上方的空氣阻力，提高工作效率。

在撲翼向下擺動的整個過程中，保持上述第三種狀態中左電磁鐵5與右電磁鐵4的電流方向不變，活動羽片3與固定羽片2始終緊密相貼，排風口6處于閉合狀態，將撲翼下方的空氣兜住，增加空氣浮力，提高工作效率，以利于仿生撲翼機器人的高空、長距離的飛行。

本實用新型采用風速傳感器傳感器11監測撲翼上、下方的風速，以此判斷撲翼上、下擺動狀態，通過左電磁鐵5與右電磁鐵4之間的斥力或吸力，使得活動羽片3向右或向左移動，打開或關閉排風口6，實現撲翼上擺、下擺時的排風、兜風，從而減小撲翼的阻力，增加撲翼的浮力，提升撲翼工作效率。本裝置結構簡單、體積輕巧、便于加工、安裝與控制，利于實現各類仿生撲翼機器人高空、長距離的持續飛行，尤其適用于微型或小型仿生撲翼機器人。