本實(shí)用新型涉及仿生撲翼機(jī)器人領(lǐng)域，具體地講是一種平移式仿生撲翼裝置。

背景技術(shù)：

鳥類在飛行過程中，其撲翼上的羽毛會(huì)隨著撲翼的上擺、下擺而舒展、收攏。當(dāng)撲翼上擺時(shí)，羽片會(huì)隨之展開，以便撲翼上、下方的空氣流通進(jìn)行排風(fēng)，減小空氣阻力；當(dāng)撲翼下擺時(shí)，羽毛會(huì)隨之閉合，以使撲翼下方的空氣聚集進(jìn)行兜風(fēng)，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(fēng)、兜風(fēng)原理，因此其工作效率受到了一定限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)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(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)撲翼上擺、下擺時(shí)的排風(fēng)、兜風(fēng)，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(shí)現(xiàn)仿生撲翼機(jī)器人的高空、長(zhǎng)距離飛行。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)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(nèi)側(cè)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(cè)開設(shè)有排風(fēng)口，排風(fēng)口上設(shè)有可滑動(dòng)的活動(dòng)羽片，活動(dòng)羽片的大小不小于排風(fēng)口。所述固定羽片與外框架連接的兩側(cè)的底部設(shè)有滑板，所述滑板固定于固定羽片上，活動(dòng)羽片夾設(shè)于滑板與固定羽片之間。所述活動(dòng)羽片的底端固定嵌有滾輪或滾珠，可以在滑板上滾動(dòng)。所述各活動(dòng)羽片底部均設(shè)有一豎桿，所述各豎桿由一橫桿相連接。所述活動(dòng)羽片左側(cè)邊沿上固定設(shè)有右電磁鐵。所述固定羽片右側(cè)邊沿與右電磁鐵位置相對(duì)處，固定設(shè)有與右電磁鐵配合使用的左電磁鐵。所述活動(dòng)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(guān)閉或打開排風(fēng)口。

進(jìn)一步地，所述外框架的形狀為U形，所述固定羽片和活動(dòng)羽片的橫截面均具有向上隆起的弧度。固定羽片和活動(dòng)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(jī)器人的飛行性能。

進(jìn)一步地，為提高氣流通過撲翼的速度，所述排風(fēng)口的面積略小于固定羽片右半側(cè)面積。一方面可以保證活動(dòng)羽片在固定羽片下方滑動(dòng)，另一方面可以實(shí)現(xiàn)排風(fēng)面積最大化，增加進(jìn)風(fēng)量，提升工作效率。

進(jìn)一步地，所述固定羽片與外框架相連接的一邊，設(shè)有垂直于固定羽片上表面的側(cè)邊。設(shè)置的側(cè)邊能夠減少空氣從固定羽片兩側(cè)逸散，有效增加兜風(fēng)的效果。

進(jìn)一步地，所述固定羽片上方、活動(dòng)羽片下方設(shè)有風(fēng)速傳感器、風(fēng)壓傳感器中的一種或多種，所述風(fēng)速傳感器或風(fēng)壓傳感器固定于固定羽片、活動(dòng)羽片上。通過風(fēng)速傳感器或風(fēng)壓傳感器可以對(duì)飛行時(shí)的風(fēng)速或風(fēng)壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)控制排風(fēng)口的開閉。

進(jìn)一步地，所述活動(dòng)羽片采用輕、薄并具有一定強(qiáng)度和韌度的木質(zhì)板材或復(fù)合金屬材料或復(fù)合塑料制成，其厚度為1～5mm。

進(jìn)一步地，所述左電磁鐵的右側(cè)側(cè)面上或右電磁鐵的左側(cè)側(cè)面上均勻設(shè)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(shí)用新型的工作原理及有益效果如下：本實(shí)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(dòng)羽片向左、向右移動(dòng)，從而關(guān)閉、打開排風(fēng)口進(jìn)行兜風(fēng)、排風(fēng)。在撲翼上擺過程中，排風(fēng)口被打開，撲翼上方的空氣從排風(fēng)口中排出，從而減小了撲翼上方的空氣阻力；當(dāng)撲翼擺動(dòng)至最上端時(shí)，活動(dòng)羽片與固定羽片相貼合，排風(fēng)口被關(guān)閉；在撲翼整個(gè)下擺過程中，排風(fēng)口始終處于閉合狀態(tài)，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(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于加工、安裝與控制，維修成本低，利于實(shí)現(xiàn)仿生撲翼機(jī)器人的高空、長(zhǎng)距離飛行。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施例整體示意圖；

圖2為本實(shí)用新型具體實(shí)施例排風(fēng)口打開狀態(tài)圖；

圖3為本實(shí)用新型具體實(shí)施例圖2中A處放大圖；

圖4為本實(shí)用新型具體實(shí)施例左視圖；

圖5為本實(shí)用新型具體實(shí)施例圖4中B處放大圖；

圖6為本實(shí)用新型具體實(shí)施例底部結(jié)構(gòu)圖。

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

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)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(dòng)羽片3等零部件組成。結(jié)合圖2所示，固定羽片2的面積從左到右逐漸縮減，依次設(shè)在外框架1內(nèi)側(cè)，每片固定羽片2為與外框架1形狀相適應(yīng)的向上隆起的弧形片。固定羽片2的左側(cè)設(shè)有排風(fēng)口6；固定羽片2的兩側(cè)底部設(shè)有與上表面相垂直的側(cè)邊，側(cè)邊便于撲翼兜風(fēng)，增加撲翼受到的浮力。向上隆起的活動(dòng)羽片3滑動(dòng)設(shè)置在固定羽片2底部，其大小不小于排風(fēng)口6；活動(dòng)羽片3采用輕、薄并具有一定強(qiáng)度和韌度的木質(zhì)板材或復(fù)合金屬材料或復(fù)合塑料制成，其厚度為1～5mm。

結(jié)合圖3、圖4、圖5、圖6所示，本實(shí)施例中，固定羽片2兩側(cè)底部設(shè)有滑板7，活動(dòng)羽片3夾設(shè)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(dòng)。活動(dòng)羽片3與滑板7的接觸面上設(shè)有若干滾珠10，從而減小活動(dòng)羽片3滑動(dòng)時(shí)的摩擦力，并降低磨損。各活動(dòng)羽片3底部均設(shè)有一豎桿8，各豎桿8由一橫桿12相連接，從而實(shí)現(xiàn)各活動(dòng)羽片3的聯(lián)動(dòng)。每一固定羽片2的右側(cè)、活動(dòng)羽片3的左側(cè)分別設(shè)有成對(duì)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(duì)；其中右電磁鐵4的左側(cè)面上設(shè)有2個(gè)對(duì)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(zhì)制成，用于左電磁鐵5、右電磁鐵4吸合時(shí)的隔離，避免發(fā)生強(qiáng)烈碰撞，造成損壞。固定羽片2的上表面、活動(dòng)羽片3的下表面分別固定有一個(gè)風(fēng)速傳感器11，風(fēng)速傳感器11用于對(duì)撲翼上、下方的風(fēng)速進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)用于判斷撲翼上、下擺動(dòng)的狀態(tài)，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(fēng)口6。

撲翼從最底端擺動(dòng)至最高端的過程中，包括三種狀態(tài)：第一種狀態(tài)為撲翼從最底端向上擺動(dòng)時(shí)，成對(duì)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(duì)電磁鐵相鄰的左電磁鐵5與右電磁鐵4均通入負(fù)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(chǎn)生斥力，相鄰的、非成對(duì)的右電磁鐵4一與左電磁鐵5二之間產(chǎn)生吸力，活動(dòng)羽片3在斥力、吸力的作用下向右移動(dòng)，排風(fēng)口6被逐漸打開；第二種狀態(tài)為當(dāng)撲翼即將擺動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)，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(fù)向電流，活動(dòng)羽片3在吸力、斥力的作用下向左移動(dòng)，排風(fēng)口6被逐漸關(guān)閉；第三種狀態(tài)為當(dāng)撲翼擺動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)，活動(dòng)羽片3移動(dòng)至最左端，活動(dòng)羽片3與固定羽片2緊密貼合，排風(fēng)口6被完全關(guān)閉。在撲翼上擺過程中，撲翼上方的空氣從排風(fēng)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(dòng)的整個(gè)過程中，保持上述第三種狀態(tài)中左電磁鐵5與右電磁鐵4的電流方向不變，活動(dòng)羽片3與固定羽片2始終緊密相貼，排風(fēng)口6處于閉合狀態(tài)，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(jī)器人的高空、長(zhǎng)距離的飛行。

本實(shí)用新型采用風(fēng)速傳感器傳感器11監(jiān)測(cè)撲翼上、下方的風(fēng)速，以此判斷撲翼上、下擺動(dòng)狀態(tài)，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(dòng)羽片3向右或向左移動(dòng)，打開或關(guān)閉排風(fēng)口6，實(shí)現(xiàn)撲翼上擺、下擺時(shí)的排風(fēng)、兜風(fēng)，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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積輕巧、便于加工、安裝與控制，利于實(shí)現(xiàn)各類仿生撲翼機(jī)器人高空、長(zhǎng)距離的持續(xù)飛行，尤其適用于微型或小型仿生撲翼機(jī)器人。