(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211219521.7 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 广东粤港澳大湾区黄埔材 料研究院 地址 510530 广东省广州市黄埔区连云 路 388号 (72)发明人 陈欣　邓昕晨　李康宝　杨晶晶　 张通　杨小牛　 (74)专利代理 机构 广州三环 专利商标代理有限 公司 44202 专利代理师 薛梦 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01) B64C 33/02(2006.01) G06F 111/04(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种两段式折叠翼驱动机构尺寸设计方法 (57)摘要 本发明涉及扑翼飞行器技术领域， 公开了本 发明提供了一种两段式折叠翼驱动机构尺寸设 计方法， 其包括以下步骤： S01、 对折叠翼 的驱动 机构进行运动学建模， 将折叠翼的机翼分为内翼 和外翼， 抽象出数学模型； S02、 建立内翼运动方 程， 建立外翼运动方程； S03、 建立内翼逆运动学 方程， 求出组成内翼的各个杆件的长度， 建立外 翼逆运动学方程， 求出组成外翼的各个杆件的长 度； S04、 进行仿真与计算， 选出最合适的杆件的 尺寸组合。 通过内翼和外翼极限角度反推连杆长 度， 方程组中通过增加对初始曲柄角时对应的折 叠角进行约束， 实现对内翼角和外翼角的相位差 进行有效控制， 更好 地进行仿生设计 。 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 CN 115544658 A 2022.12.30 CN 115544658 A 1.一种两段式折叠翼驱动机构尺寸设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S01、 对折叠翼的驱动机构进行运动学建模， 将折叠翼的机翼分为内翼和外翼， 抽象出 数学模型； S02、 建立内翼运动方程， 建立外翼运动方程； S03、 建立内翼逆运动学方程， 求出组成内翼的各个杆件的长度， 建立外翼逆运动学方 程， 求出组成外翼的各个杆件的长度； S04、 进行仿真与计算， 选出最 合适的杆件的尺寸组合。 2.根据权利要求1所述的两段式折叠翼驱动机构尺寸设计方法， 其特征在于： 所述折叠 翼包括曲柄连杆结构、 四连杆机构和三角形连接件， 其中， 所述曲柄连杆结构与所述四连杆 机构铰接， 所述内翼位于所述四连杆机构靠近机身的一侧， 所述四连杆机构顶端通过三角 形连接件与所述外翼相连。 3.根据权利要求2所述的两段式折叠翼驱动机构尺寸设计方法， 其特征在于： 在步骤 S01中， 通过抽象出数学模 型， 将曲柄连杆结构以B、 C、 D、 H四个端点进行表 示， 其中B和H点为 固定点， BC段为曲柄连 杆结构的主动杆； 将内翼以DF段进行表示， 其中D和F为内翼的两个端点， DF段在BC段的传动下做上下往 复运动； 将四连杆机构以D、 F、 I、 E四个端点进行表示， 四连 杆机构在DE段的带动下做周期运动； 将三角形 连接件以F、 I、 J三个端点进行表示； 将外翼以JA段进行表示， 其中J和A为外翼的两个端点， 外翼与三角形 连接件固定连接； 建立惯性参考坐标系OXY， 记作坐标系{B}， 曲柄连杆结构的中心B为原点， 水平线为x 轴， 方向向右。 4.根据权利要求3所述的两段式折叠翼驱动机构尺寸设计方法， 其特征在于： 在步骤 S02中， 在建立内翼运动方程时， 先在曲柄连杆结构BCDH中确定内翼DH的运动轨迹， 通过三 角函数法和矢量方程法得到各个杆运动角度与杆长的关系。 5.根据权利要求3所述的两段式折叠翼驱动机构尺寸设计方法， 其特征在于： 在步骤 S02中， 在建立外翼 运动方程时， 设内翼与外翼之间的夹角为∠DFA， ∠DFA 为折叠角， 再由内 翼角、 内外翼夹角以及外翼长度， 得到 外翼角的运动方程。 6.根据权利要求3所述的两段式折叠翼驱动机构尺寸设计方法， 其特征在于： 在步骤 S03中， 模拟鸟类翅膀的扑动运动学方程为余弦曲线 扑动模型， 先将曲柄连杆结构和四连杆 机构串联而成机翼模型， 再通过对内翼角， 折叠角进 行限定， 内外翼相位错开， 列方程求解， 得到实现运动曲线下 各个杆件的长度。 7.根据权利要求6所述的两段式折叠翼驱动机构尺寸设计方法， 其特征在于： 在步骤 S03中， 在建立内翼逆运动学方程时， 对内翼的上、 下极限位置和内翼上极限位置转到下极 限位置时的曲柄转角这三个项目进行限制， 根据鸟翼实际运动情况以及气动仿真的数据， 确定BH段的长度， 利用matlab的fsolve函数求解非线性方程， 可以得到BC段、 CD段、 DH段的 长度。 8.根据权利要求7所述的两段式折叠翼驱动机构尺寸设计方法， 其特征在于： 在步骤 S03中， 在建立外翼逆运动学方程时， 通过对折叠角的最大最小值进 行限制来改变外翼的运 动， 根据内翼的长度， 确定DE的可取范围， 在DE尺寸的可选范围内， 得到外翼的各个杆件的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115544658 A 2长度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115544658 A 3