CN102328744A 说明书 1/4页 基于柔性铰链的电磁驱动式扑翼微飞行器 技术领域 [0001]本发明涉及的是一种微型飞行器技术领域的装置，具体是一种基于柔性铰链的电 磁驱动式扑翼微飞行器。 背景技术 [0002]扑翼式微飞行器是一种模仿鸟类或昆虫飞行的微型飞行器。近年来随着科学技术 的发展，微飞行器(MAV)正在成为科技界的研究热点。尤其是MEMS技术的发展为微小尺寸 的飞行器的实现提供了可能。美国国防高级研究计划局提出微飞行器基本指标为：飞行器 的尺寸小于15cm,重量在10g到100g之间，飞行时间为20-60min,飞行速度为25-70km/h。 扑翼式微飞行器具有一般航空飞行器无法比拟的机动和气动性能，其在小空间下具有体积 小、质量轻，很好的机动和气动性能等优势，在军、民用方面拥有十分广阔的应用前景。因此 微飞行器己经成为科技界研究的热点。 [0003]国外在扑翼式微飞行器的研究方面产生一定的成果，一些扑翼微飞行器已实现飞 行。美国加州理工与加州大学以及Aerovironment公司共同研制出微电机驱动的微蝙蝠， 可在携带一台微型摄像机或声音传感器情况下实现无线电遥控飞行。美国佐治亚理工大 学、英国剑桥大学及ETS实验室共同研制基于往复式化学肌肉驱动，既能飞行又能爬行的 仿生昆虫机。另外，美国斯坦福研究中心和多伦多大学共同研制了一种基于电致伸缩聚合 体人造肌肉驱动的扑翼式微飞行器。美国哈佛大学研制出一种翼展3Cm可实现沿轨道飞行 的扑翼微飞行器。 [0004]经过对现有技术的检索发现，目前全世界范围内成功实现飞行的最小尺寸的扑翼 微飞行器就是哈佛大学的wood研制出的基于压电陶瓷驱动的扑翼飞行器。压电陶瓷有一 个很大的缺点，就是驱动电压要求过高，几乎不可能实现自带电源自主飞行。国内一些专利 也提出一些扑翼飞行器的相关设计，但是加工方式需要采用常规的机械加工方法，难以达 到小尺寸级别。 发明内容 [0005]本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于柔性铰链的电磁驱动式扑翼 微飞行器，利用MES技术获得翼展小于3Cm的扑翼式微飞行器，解决由压电陶瓷驱动导致 所需电压很大所带来的难以实现自携带电源以及常规加工技术难以实现小尺寸的问题。电 磁驱动是利用通电导体在磁场中受力而获得驱动力，通过电磁力直接驱动，结构简单，控制 方便灵活，输出力大，可以避免了压电陶瓷驱动的高电压输入要求，使飞行器实现自带电源 成为可能，使扑翼飞行器更加微小化：采用柔性铰链为主体的传动机构，实现弯曲和被动扭 转。 [0006]本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：胸腔、翅膀、背甲、柔性铰链、圆 柱形永磁体以及螺旋线圈，其中：两个翅膀分别通过柔性铰链固定在背甲的两端，圆柱形永 磁体在背甲的中心位置，另一个柔性铰链夹在两个胸腔之间形成“三明治”结构，背甲固定