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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明公开了一种高仿生度仿鸟扑翼飞行器及其使用方法，该飞行器的仿生身体包括流线型外壳、龙骨、电源、头部摆动机构、尾部摆动机构、飞控板和姿态传感器；仿生头部通过头部摆动机构安装于流线型外壳的前端；仿生尾部通过尾部摆动机构安装于流线型外壳的后端；流线型外壳的两侧对称安装有仿生机翼；攀附机构位于流线型外壳的外侧底部，并固定安装于龙骨；飞控板用于控制头部摆动机构、尾部摆动机构、仿生机翼以及攀附机构动作。上述飞行器通过仿鸟外形优化了空气动力学性能，可以模仿鸟类飞行动作，提高了环境适应能力，克服了现有仿鸟扑翼飞行器的机翼只能实现上下简单扑动、无法进行降落、能源利用率低、环境适应性差的技术问题。

主权项：1.一种高仿生度仿鸟扑翼飞行器，其特征在于，包括仿生头部、仿生身体、仿生尾部、仿生机翼以及攀附机构；所述仿生身体包括流线型外壳、龙骨、电源、头部摆动机构、尾部摆动机构、飞控板和姿态传感器；所述龙骨固定连接于所述流线型外壳内，用于支承所述流线型外壳；所述电源、所述头部摆动机构、所述尾部摆动机构、所述飞控板和所述姿态传感器固定安装于所述龙骨；所述仿生头部通过所述头部摆动机构安装于所述流线型外壳的前端；所述头部摆动机构用于驱动所述仿生头部摆动；所述仿生尾部通过所述尾部摆动机构安装于所述流线型外壳的后端；所述尾部摆动机构用于驱动所述仿生尾部摆动；所述流线型外壳的两侧对称安装有所述仿生机翼，所述仿生机翼用于模仿鸟类飞行过程中翅膀扑动、扭转、翼尖实现“8”字形运动轨迹以及停靠时收折；所述攀附机构位于所述流线型外壳的外侧底部，并固定安装于所述龙骨，用于停靠时抓取杆状物实现攀附；所述电源与所述飞控板、所述姿态传感器、所述头部摆动机构、所述尾部摆动机构、所述仿生机翼以及所述攀附机构电连接；所述飞控板与所述姿态传感器、所述头部摆动机构、所述尾部摆动机构、所述仿生机翼以及所述攀附机构信号连接，用于控制所述头部摆动机构、所述头部摆动机构、所述仿生机翼以及所述攀附机构动作；所述头部摆动机构和尾部摆动机构具有相同结构，均包括固定套筒、竖直摆动舵机、竖直摆动传动杆、竖直摆动滑块、竖直摆动摇杆、水平摆动舵机、水平摆动摇杆以及水平摆动传动杆；所述固定套筒的一端固定连接于所述龙骨，另一端与所述竖直摆动摇杆的顶端铰接；所述竖直摆动舵机固定安装于所述固定套筒的顶端，并与所述飞控板信号连接；所述竖直摆动传动杆的顶端与所述竖直摆动舵机的输出轴固定连接，中下部设置有摆动滑槽；所述竖直摆动摇杆的底端转动安装有所述竖直摆动滑块；所述竖直摆动滑块滑动配合于所述摆动滑槽内；所述水平摆动舵机的底端固定安装于所述竖直摆动摇杆的顶端，并与所述飞控板信号连接；所述水平摆动摇杆的一端转动安装于所述竖直摆动摇杆远离所述固定套筒的一端，另一端固定连接所述仿生头部或者所述仿生尾部；所述水平摆动传动杆的一端固定连接于所述水平摆动舵机的输出轴，另一端固定连接所述水平摆动摇杆；所述水平摆动传动杆的端部通过辐射分布的支撑杆固定连接有支承环；所述支承环用于在摆动过程中通过与所述流线型外壳的内壁接触进行限位；所述龙骨包括平行设置的前圆板和后圆板、固定连接于所述前圆板和所述后圆板之间的圆筒、固定连接于所述前圆板的前端面的第一固定轴以及固定连接于所述后圆板的后端面的第二固定轴；所述前圆板和所述后圆板的外周侧均与所述流线型外壳的内壁固定连接；所述第一固定轴的前端部与所述头部摆动机构的固定套筒固定连接；所述仿生机翼固定安装于所述第一固定轴；所述第二固定轴的后端部与尾部摆动机构的固定套筒固定连接；所述第二固定轴上固定安装有抓取舵机；所述抓取舵机的输出轴与所述攀附机构的顶端固定连接，用于驱动所述攀附机构转动；所述仿生机翼包括底座、机架、驱动电机、收缩舵机、扑翼收缩机构、扑动机构、侧板、旋转传动杆以及连接板；所述机架能够绕竖直轴线转动地安装于所述底座的顶部；所述驱动电机和所述收缩舵机均固定安装于所述机架内部；所述驱动电机与所述扑动机构传动连接，用于实现所述机架相对所述底座的摆动从而实现扑翼的扑动；所述收缩舵机与所述扑翼收缩机构传动连接，用于实现扑翼的收缩；所述侧板沿竖直方向设置，底端固定安装于所述底座且位于所述机架的一侧；所述旋转传动杆沿水平方向延伸，一端固定连接于所述侧板，另一端转动安装于所述连接板；所述连接板用于固定安装于所述龙骨；旋转舵机固定安装于所述龙骨，并与所述旋转传动杆传动连接，用于驱动所述旋转传动杆转动，以通过所述侧板、所述底座和所述机架实现扑翼绕所述旋转传动杆的轴心线转动；所述飞控板与所述驱动电机、所述收缩舵机以及所述旋转舵机信号连接，用于控制所述驱动电机、所述收缩舵机以及所述旋转舵机运转。

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