一种仿生鸟飞行器的飞行控制装置及控制方法与流程

本发明属于飞行器技术领域，具体涉及一种仿生鸟飞行器的飞行控制装置及控制方法。

背景技术：

根据人们正常的思维理念，人类模仿鸟类上天飞翔是不可能完成的事实，如今，仿生机器人发展十分迅速，尤其是仿生鸟飞行器，在很多国家已经成功研制了飞行器。

如今人们根据鸟类结构的构造制作了很多类型飞行器，但现有的飞行器其翼翅是张开不动作的，只是模仿了鸟儿的外形，并不能像鸟儿一样通过煽动翼翅来进行飞行，因此，现有的仿生鸟飞行器仅有其表未有其形，并不能完全按照鸟类翼翅煽动来进行飞行，其次，飞行器要实现起飞降落以及在空中转向，因此，需要提供一种仿生鸟飞行器的飞行控制装置及控制方法来解决上述问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种仿生鸟飞行器的飞行控制装置及控制方法，针对现有技术的不足，通过驱动结构、离合结构以及往复运动结构实现翼翅的煽动来解决飞行器的飞行转向问题。

本发明的技术方案是：

一种仿生鸟飞行器的飞行控制装置，包括：

机身；

两个翼翅，设置在机身对应的两侧；

翼翅角度调节结构，用于调节翼翅角度，包括：

转轴，水平架设在机身内，且转轴的两端均穿出机身，转轴的端部和对应的翼翅一端铰接；

驱动结构，设置在机身内，其输出端和转轴连接，用于驱动转轴在一定角度范围内转动；

动力结构，水平设置在机身内，用于给翼翅提供上下煽动的动力；

主动轴，水平架设在机身内的转轴下方，通过传动结构和动力结构连接，且主动轴的两端均设置有离合器；

往复运动机构，设置在翼翅的下方，其输入端和离合器的输出端连接，其输出端通过万向节连接在翼翅的底部。

优选地，往复运动机构包括z型弯轴，弯轴设弯轴的一端穿进机身后和离合器的输出端连接，弯轴的另一端通过轴承连接有连接块，连接块上铰接有连杆，连杆背离连接块的一端通过万向节和翼翅连接。

优选地，翼翅的截面为弧形，且凹面朝下。

优选地，驱动结构包括固定在机身内部的舵机，舵机的输出轴套装固定有齿轮i，齿轮i和齿轮ii啮合，齿轮ii套装固定在转轴上。

优选地，动力结构包括固定在机身内的发动机，发动机的输出轴套装固定有齿轮iii，齿轮iii和齿轮iv啮合，齿轮iv套装固定在主动轴上

优选地，还包括机身顶部设置的副翼，副翼与机身顶部平行，副翼上开设有多个排气孔，排气孔内设置有电控阀，电控阀用于控制排气孔的通闭，电控阀和飞行器的控制器电连接。

一种仿生鸟飞行器的飞行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

起飞控制：控制舵机工作，带动转轴转动，来使翼翅在水平方向转动，保证翼翅前端面高于后端面，同时启动发动机，通过往复运动机构带动翼翅上下煽动，产生升力，起飞完成；

直线飞行控制：当飞行器起飞后，达到指定飞行高度，控制舵机工作，使转轴转动，来使翼翅前端面高于后端面，使翼翅前端面向下转动，即翼翅前端面低于后端面，同时发动机通过往复运动机构带动翼翅上下煽动，即翼翅对气流向后的推力，气流对翼翅的反作用力来推动飞行器向前运动；

飞行方向控制：当翼翅运动到上限点时，控制离合器使主动轴和其中一个往复运动机构的z型弯轴实现运动分离，使该往复运动机构连接的翼翅保证其姿态，另一个翼翅在发动机的驱动下继续煽动，实现转向；

降落控制：控制副翼上的电子阀打开，当两个翼翅运动到上止点时，控制发动机停止工作，飞行器可快速下降，直到接近地面时，启动发动机，两个翼翅缓慢煽动，同时关闭副翼上的电子阀，直至降落在地面上。

优选地，飞行器飞行方向控制包括左转向控制和右转向控制；

左转向控制：当左翼翅和右翼翅运动到上限点时，控制离合器使主动轴和连接左翼翅的往复运动机构实现运动分离，同时右翼翅继续动作；

右转向控制：当左翼翅和右翼翅运动到上限点时，控制连接主动轴和z型弯轴的离合器工作，实现与右翼翅连接的往复运动机构和离合器实现运动分离，同时保证左翼翅继续动作。

与现有技术相比，本发明提供的一种仿生鸟飞行器的飞行控制装置及控制方法，其有益效果是：

1、本发明通过驱动结构、离合结构以及往复运动结构实现翼翅的煽动及翼翅的动作，实现飞行器的飞行转向、起飞及降落，从而使飞行器高度模仿鸟类飞行过程。

2、本发明结构简单，值得推广。

附图说明

图1是本发明整体结构的示意图；

图2是本发明的整体结构飞行过程中右转向示意图；

图3是本发明的整体结构飞行过程中左转向示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种仿生鸟飞行器的飞行控制装置及控制方法，下面结合附图1到附图3，对本发明进行说明。

如图1所示，一种仿生鸟飞行器的飞行控制装置，包括：机身1；两个翼翅，设置在机身1对应的两侧；翼翅角度调节结构，用于调节翼翅角度，包括：转轴10，水平架设在机身1内，且转轴10的两端均穿出机身1，转轴10的端部和对应的翼翅一端铰接；驱动结构9，设置在机身1内，其输出端和转轴10连接，用于驱动转轴10在一定角度范围内转动；动力结构3，水平设置在机身1内，用于给翼翅提供上下煽动的动力；主动轴4，水平架设在机身1内的转轴10下方，通过传动结构和动力结构3连接，且主动轴4的两端均设置有离合器2；往复运动机构，设置在翼翅的下方，其输入端和离合器2的输出端连接，其输出端通过万向节12连接在翼翅的底部。

进一步的，往复运动机构包括z型弯轴5，弯轴5设弯轴5的一端穿进机身1后和离合器2的输出端连接，弯轴5的另一端通过轴承连接有连接块6，连接块6上铰接有连杆7，连杆7背离连接块6的一端通过万向节12和翼翅连接。

进一步的，翼翅的截面为弧形，且凹面朝下。

进一步的，驱动结构9包括固定在机身1内部的舵机，舵机的输出轴套装固定有齿轮i，齿轮i和齿轮ii啮合，齿轮ii套装固定在转轴9上。

进一步的，动力结构3包括固定在机身1内的发动机，发动机的输出轴套装固定有齿轮iii，齿轮iii和齿轮iv啮合，齿轮iv套装固定在主动轴4上实施例2

在实施例1的基础上，为了方便飞行器快速降落，还包括机身1顶部设置的副翼13，副翼131与机身1顶部平行，副翼13上开设有多个排气孔，排气孔内设置有电控阀131，电控阀131用于控制排气孔的通闭，电控阀131和飞行器的控制器电连接。

还提供了一种仿生鸟飞行器的飞行控制方法，包括以下步骤：

其中，起飞控制：控制舵机9工作，带动转轴10转动，来使翼翅在水平方向转动，保证翼翅前端面高于后端面，同时启动发动机，通过往复运动机构带动翼翅上下煽动，产生升力，起飞完成。

其中，直线飞行控制：当飞行器起飞后，达到指定飞行高度，控制舵机9工作，使转轴10转动，来使翼翅前端面高于后端面，使翼翅前端面向下转动，即翼翅前端面低于后端面，同时发动机通过往复运动机构带动翼翅上下煽动，即翼翅对气流向后的推力，气流对翼翅的反作用力来推动飞行器向前运动。

其中，飞行方向控制：当翼翅运动到上限点时，控制离合器2使主动轴4和其中一个往复运动机构的z型弯轴5实现运动分离，使该往复运动机构连接的翼翅保证其姿态，另一个翼翅在发动机的驱动下继续煽动，实现转向。

其中，降落控制：控制副翼13上的电子阀131打开，当两个翼翅运动到上止点时，控制发动机停止工作，飞行器可快速下降，直到接近地面时，启动发动机，两个翼翅缓慢煽动，同时关闭副翼13上的电子阀131，直至降落在地面上。

进一步的，飞行器飞行方向控制包括左转向控制和右转向控制；

左转向控制：当左翼翅12和右翼翅8运动到上限点时，控制离合器2使主动轴4和连接左翼翅12的往复运动机构实现运动分离，同时右翼翅8继续动作；

右转向控制：当左翼翅12和右翼翅8运动到上限点时，控制连接主动轴4和z型弯轴5的离合器2工作，实现与右翼翅8连接的往复运动机构和离合器2实现运动分离，同时保证左翼翅12继续动作

综上所述，本发明提供一种仿生鸟飞行器的飞行控制装置及控制方法，通过驱动结构、离合结构以及往复运动结构实现翼翅的煽动及翼翅的动作，实现飞行器的飞行转向、起飞及降落，从而使飞行器高度模仿鸟类飞行过程，值得推广。

以上公开的仅为本发明的较佳的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。