一种能够悬停的仿生蝴蝶机器人的制作方法

1.本实用新型涉及仿生领域，尤其涉及一种能够悬停的仿生蝴蝶机器人。


背景技术：

2.随着时代的发展，科学的不断研究，科学家们发现，生物体内的奥秘对科学的发展有很大的帮助，于是开始研究仿生科技，希望从自然生物的结构中寻求突破；蝴蝶以其特殊的形态和美丽的外形，获得了科学家的关注，并制作出了仿生蝴蝶，希望通过机械结构来模拟蝴蝶的飞行，但是目前的仿生蝴蝶并不具备悬停的功能；因此，本方案提出了一种能够悬停的仿生蝴蝶机器人，解决了现有的仿生蝴蝶不能悬停的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型所使用的技术方案是：一种能够悬停的仿生蝴蝶机器人，包括：翅膀、躯干，所述躯干内部固定连接有差速装置和翅膀摆动机构，所述翅膀摆动机构与差速装置固定连接，所述差速装置内部安装有差速锁装置和减速装置，所述翅膀与所述翅膀摆动机构固定连接，所述翅膀上固定连接有若干个单向机构。
4.进一步地，所述差速装置至少设为一组，所述差速装置包括：驱动电机、外壳、从动齿轮、行星齿轮、半轴齿轮，所述驱动电机和外壳固定安装在所述躯干内部，所述外壳内部转动连接有主动齿轮，所述驱动电机输出轴与所述主动齿轮固定连接；所述主动齿轮、从动齿轮、行星齿轮和半轴齿轮均为锥齿轮；所述从动齿轮转动连接在所述外壳上，所述主动齿轮与所述从动齿轮相互垂直，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合连接，所述从动齿轮内侧至少固定连接有两个杆，每个所述杆上转动连接有行星齿轮，所述行星齿轮与所述从动齿轮相互垂直；所述半轴齿轮设为两个，且均与所述从动齿轮同心，并均和所述行星齿轮啮合连接；两个所述半轴齿轮外侧圆心上均固定连接有输出轴，所述输出轴穿过外壳并与所述外壳转动连接，且每个输出轴上均固定连接有翅膀摆动机构；两个所述半轴齿轮内侧圆心上固定安装有差速锁装置。
5.进一步地，所述差速锁装置包括：连接轴、连接杆，所述连接轴设为两个，分别固定安装在两个所述半轴齿轮内侧圆心上，每个所述连接轴上均滑动且无转动的连接有锁死轴，每个所述锁死轴上均转动连接有移动环；所述连接杆至少设为一个，且其中一端设有螺纹；没有螺纹的所述连接杆一端与其中任意一个移动环固定连接，设有螺纹的所述连接杆一端与所述移动环滑动连接；所述移动环上转动连接有齿轮，所述齿轮内部设有螺纹，所述齿轮内部与设有螺纹的所述连接杆一端啮合连接，所述移动环内部还固定安装有移动电机，所述移动电机输出轴上固定安装有小齿轮，所述小齿轮与所述齿轮啮合连接。
6.进一步地，所述翅膀摆动机构包括：圆盘、滑杆、连接板，所述圆盘圆心位置与所述输出轴固定连接，所述圆盘非圆心位置设置有滑块；所述滑杆上设有滑槽，所述滑块与所述滑槽滑动连接，所述滑杆上转动连接有连接板一端，所述连接板与所述外壳转动连接，所述连接板另一端与所述翅膀固定连接。
7.进一步地，所述输出轴上固定连接有摩擦盘，所述减速装置包括：安装板、绳索，所述安装板下端固定连接在所述外壳内部，所述安装板上端固定连接有固定摩擦片，所述安装板上转动连接有移动摩擦片，所述固定摩擦片与所述移动摩擦片之间至少安装有一个弹簧；所述安装板上固定安装有缠绕电机；所述固定摩擦片上开设有通孔，所述绳索一端固定连接在所述移动摩擦片上，另一端穿过所述通孔并缠绕在所述缠绕电机的输出轴上；所述摩擦盘位于所述固定摩擦片和所述移动摩擦片之间，且靠近所述固定摩擦片。
8.进一步地，所述翅膀上开设有若干个安装通孔，每个所述安装通孔上均固定安装有一个单向机构，所述单向机构包括：壳板、盖板，所述壳板固定安装在所述安装通孔上，所述壳板与所述盖板一端转动连接，所述盖板另一端通过小弹簧与所述壳板弹性连接，并且盖在所述壳板上，盖板位于翅膀下方。
9.由于本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下优点：
10.（1）本实用新型通过单向机构，使得翅膀下扇时，整个翅膀可以完全受力，当翅膀上扇时，由于气流的影响，单向机构打开，使得气流通过单向机构向下，翅膀下扇的力大于翅膀上扇的力，所以使得仿生蝴蝶可以悬停。
11.（2）本实用新型通过差速装置，使得单独每个翅膀均可以被动的以单独的频率煽动，在两边气流不同时，可以保持仿生蝴蝶的稳定。
12.（3）本实用新型通过差速锁装置，使得差速装置可以被锁死，在不需要时可以将差速装置锁死。
13.（4）本实用新型通过减速装置，在差速装置打开时，可以通过减速装置使得单独的翅膀进行减速，使得仿生蝴蝶可以适应不同的气流环境。
附图说明
14.图1为本实用新型整体结构示意图。
15.图2为本实用新型图1中b处结构放大示意图。
16.图3为本实用新型整体内部结构示意图。
17.图4为本实用新型内部结构示意图。
18.图5为本实用新型差速装置结构示意图。
19.图6为本实用新型差速锁装置结构示意图。
20.图7为本实用新型图6中a处结构放大示意图。
21.图8为本实用新型连接轴结构示意图。
22.图9为本实用新型锁死轴结构示意图。
23.图10为本实用新型翅膀摆动机构结构示意图。
24.图11为本实用新型减速装置位置示意图。
25.图12为本实用新型减速装置结构示意图。
26.图13为本实用新型单向机构结构示意图。
27.图14为本实用新型图13中c处结构放大示意图。
28.图15为本实用新型盖板结构示意图。
29.图16为本实用新型壳板结构示意图。
30.附图标号：11-翅膀；12-躯干；2-差速装置；3-差速锁装置；4-翅膀摆动机构；5-减
速装置；6-单向机构；21-驱动电机；22-外壳；23-主动齿轮；24-从动齿轮；25-行星齿轮26-半轴齿轮；27-输出轴；31-连接轴；32-锁死轴；33-移动环；34-连接杆；35-齿轮；36-小齿轮；41-圆盘；42-滑杆；43-连接板；51-摩擦盘；52-安装板；53-移动摩擦片；54-弹簧；55-绳索；56-缠绕电机；57-固定摩擦片；61-壳板；62-盖板；63-小弹簧；
具体实施方式
31.本实用新型公开了一种能够悬停的仿生蝴蝶机器人，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.实施例，如图1-3所示，一种能够悬停的仿生蝴蝶机器人，包括：翅膀11、躯干12，躯干12内部固定连接有差速装置2和翅膀摆动机构4，翅膀摆动机构4与差速装置2固定连接，差速装置2内部安装有差速锁装置3和减速装置5，翅膀11与翅膀摆动机构4固定连接，翅膀11上固定连接有若干个单向机构6；在仿生蝴蝶飞行时，由驱动电机21为差速装置2输入动力，再由差速装置2经过翅膀摆动机构4使得翅膀11上下煽动，如果需要将差速装置2锁死，可使用差速锁装置3将差速装置2锁死，使其不再具备差速功能；使用减速装置5可单独的每个翅膀进行减速，达到适应不同的气流环境的作用；使用单向机构6使得翅膀11向下煽动时提供的向上的力大于向上煽动时提供的向下的力，以此来平衡仿生蝴蝶受到的重力。
33.具体的，如图3-4所示，差速装置2设为两组，均固定在躯干12内部，分别位于躯干12前端与后端，且两组差速装置2的输出轴27均位于躯干左右两侧，差速装置2包括：驱动电机21、外壳22、从动齿轮24、行星齿轮25、半轴齿轮26，驱动电机21和外壳22固定安装在躯干12内部，外壳22内部转动连接有主动齿轮23，驱动电机21输出轴与主动齿轮23固定连接；主动齿轮23、从动齿轮24、行星齿轮25和半轴齿轮26均为锥齿轮；从动齿轮24转动连接在外壳22上，主动齿轮23与从动齿轮24相互垂直，主动齿轮23与从动齿轮24啮合连接，从动齿轮24固定连接有两个杆，每个杆上均转动连接有行星齿轮25，行星齿轮25与从动齿轮24相互垂直；半轴齿轮26设为两个，且均与从动齿轮24同心，并均和行星齿轮25啮合连接；两个半轴齿轮26外侧圆心上均固定连接有输出轴27，输出轴27穿过外壳22并与外壳22转动连接，且每个输出轴27上均固定连接有翅膀摆动机构4；两个半轴齿轮26内侧圆心上固定安装有差速锁装置3；由驱动电机21将动力传递到主动齿轮23，再由主动齿轮23将动力传递到从动齿轮24，当两边翅膀11煽动频率相同时，两个半轴齿轮26转速相同且行星齿轮25只进行公转，当两边翅膀11煽动频率不同时，会迫使行星齿轮25发生自传，此时从动齿轮24转速仍然保持不变。
34.具体的，如图6-9所示，差速锁装置3包括：连接轴31、连接杆34，连接轴31设为两个，分别固定安装在两个半轴齿轮26内侧圆心上，每个连接轴31上均滑动且无转动的连接有锁死轴32，每个锁死轴32上均转动连接有移动环33；连接杆34设为两个，且其中一端设有螺纹；没有螺纹的连接杆34一端与其中任意一个移动环33固定连接，设有螺纹的连接杆34一端与移动环33滑动连接；移动环33上转动连接有齿轮35，齿轮35内部设有螺纹，齿轮35内部与设有螺纹的连接杆34一端啮合连接，移动环33内部还固定安装有移动电机，移动电机
输出轴上固定安装有小齿轮36，小齿轮36与齿轮35啮合连接；连接轴31上设有长方形滑块，锁死轴32上开设有长方形凹槽，使得锁死轴32只能在连接轴31上进行滑动，当需要将差速装置2锁死时，启动移动电机，使得小齿轮36带动齿轮35进行转动，由于齿轮35与连接杆34相互啮合，使得两个锁死轴32相互靠近，直至接触到一起，将两个半轴齿轮26锁住，使其只能以同转速进行运动，并且由于移动环33与锁死轴32为转动连接，所以在没有锁死差速装置2的时候，差速锁装置3不会影响两个半轴齿轮26之间以不同速度进行旋转。
35.具体的，如图10所示，翅膀摆动机构4包括：圆盘41、滑杆42、连接板43，圆盘41圆心位置与输出轴27固定连接，圆盘41非圆心位置设置有滑块；滑杆42上设有滑槽，滑块与滑槽滑动连接，滑杆42上转动连接有连接板43一端，连接板43与外壳22转动连接，连接板43另一端与翅膀11固定连接，当圆盘41旋转时，圆盘41带动滑杆42进行上下往复运动，通过连接板43使得翅膀11进行上下煽动。
36.具体的，如图11-12所示，输出轴27上固定连接有摩擦盘51，减速装置5包括：安装板52、绳索55，安装板52下端固定连接在外壳22内部，安装板52上端固定连接有固定摩擦片57，安装板52上转动连接有移动摩擦片53，固定摩擦片57与移动摩擦片53之间安装有两个弹簧54；安装板52上固定安装有缠绕电机56；固定摩擦片57上开设有通孔，绳索55一端固定连接在移动摩擦片53上，另一端穿过通孔并缠绕在缠绕电机56的输出轴上；摩擦盘51位于固定摩擦片57和移动摩擦片53之间，且靠近固定摩擦片57，在需要对某一翅膀11进行减速时，启动缠绕电机56，通过绳索55使得移动摩擦片53向摩擦盘51移动，与固定摩擦片57相互配合，通过摩擦力使得输出轴27减速，从而达到对翅膀11煽动频率的减缓，减速完成后，缠绕电机放开绳索55，通过弹簧54的作用使得移动摩擦片复位。
37.具体的，如图1、图13-16所示，翅膀11上开设有若干个安装通孔，每个安装通孔上均固定安装有一个单向机构6，单向机构6包括：壳板61、盖板62，壳板61固定安装在安装通孔上，壳板61与盖板62一端转动连接，盖板62另一端通过小弹簧63与壳板61弹性连接，并且盖在壳板61上，盖板62位于翅膀11下方；通过小弹簧63使得在翅膀11不动时，盖板62不会垂直向下，在翅膀11向下煽动时，由于气流的作用，盖板62与壳板61紧贴，使得翅膀11受到的力不会减少，在翅膀11向上煽动时，由于气流的作用使得盖板62被顶开，气流通过盖板62与壳板61之间的缝隙向下流动，减少翅膀11受到的力。