有一杆件作为固定机架;(3) 需要有一杆件作为输入杆;(4) 需要有不同的两个杆件作为左、右翅膀杆;(5) 需使左、右翅膀杆和机架连接,能产生左、右对称的扑翼动作,即要求左、右翅膀杆扑动动作要同步;(6) 机架有多接头来连接其他杆件;(7) 输入杆可为曲柄或者滑块,且输入杆和机架只能以转动副或移动副连接;(8) 左、右翅膀杆件都为摇杆,必须都与机架连接,且接头只有转动副,以保证翅膀杆在扑动过程中长度不变;(9) 左、右翅膀杆的运动要有急回特性,使仿生翼具有更好的气动性能,来获得有效升力;(10)要有尽可能少的杆件,以保证扑翼机构的紧凑、轻巧。平面扑翼机构采用的连杆机构有四杆五接头、五杆七接头、六杆七接头、七杆九接头等机构形式。关于四杆五接头等类型杆件,在文献[9]中虽已详细进行了拓扑设计,但其中多数机构都不能完全满足以上提到的十点要求。例如图4a、4b所示的两种非同步扑翼机构。图4 非同步扑翼机构鉴于样机要求符合结构紧凑、重量轻等原则,所以在设计中要采用尽可能少的杆件,同时要完全满足以上十点设计条件。在此基础上,下面例举几种基于连杆的扑翼机构设计方案,如图5a、5b所示。图5 满足设计条件的扑翼机构扑翼机构主要是将往复运动和旋转运动转换成扑翼运动,输入构件的特点决定了采取何种输入方式来产生对称同步的扑翼运动。如图5a所示,当扑翼机构的输入件是杆件时,可以用具有回转运动特性的机构来驱动,比如齿轮。如图5b所示,而当输入件是滑块时,则是通过往复移动来驱动。要实现扑翼运动须要将一些具有往复运动特性的机件应用于该机构中,如图6a、6b、6c所示,即为三种结构相对简单紧凑的往复运动机构。图6a是往复移动从动件凸轮机构,图6b是移动导杆机构,图6c是最常见的曲柄滑块机构。图6 往复运动机构由于机构的动力为伺服电动机,输入为旋转运动,故选择通过齿轮转动来驱动座位蜻蜓机器人的翅膀运动机构。
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