德國機械鳥組成和動作原理

1、（組成和動作原理）自從電視臺播放了德國人“聰明鳥”的飛行錄像后，它一直在吸引著我。為此，我曾無數(shù)次地觀看了由老鷹先生提供的錄像資料。一直在關注著該鳥撲翼機構的組成和動作原理。今天想就該鳥的組成和動作原理做一解讀，以愿與有興趣的社友共同討論。組成：經解化后的組成如下圖所示： 圖-（1）組成有：前后支架，翅膀主骨，翅膀副骨，翅膀外翼主骨，翅膀骨架固定軸，動力齒輪，翅膀付軸，聯(lián)動板，三合一連桿，1#5#支架，前緣，后緣，筋。這1#5#支架的結構中都有一個有一定寬度的圓孔： 圖-（2）它的直徑與翅膀主骨的直徑相等，用來與翅膀主骨作同軸配合。1#5#支架的前緣端點與前緣構件焊合，后緣端點與后緣構件焊合。

2、聯(lián)動板與筋構成一個整體（圖中繪成了兩個構件），筋與1#5#支架的合適位置焊合在一起。付翼主骨的外端點焊合在一起。如此，整個翅膀的所有構件就組成了一個整體。動作原理：為了便于敘述，將5#支架左側的翅膀稱為主翼，右側部分稱為副翼。整個翅膀的動作由三部分作成：1. 主翼的撲打動作；2. 副翼的撲打動作；3. 主付翼的扭轉動作。主翼的撲打動作:其實，主翼的撲打動作是由一個簡單的四連桿機構就可以完成：主翼的撲打動作： 圖-（3）它由動力齒輪帶動連桿，連桿帶動翅膀主骨擺動翅膀。如果將其繪成機構簡圖，如圖-（4）所示： 圖-（4） 動畫：翅膀主骨運動付翼的撲打動作：相較主翼的撲打動作付翼的撲打動作就比較復雜

3、。它是由一個四邊形機構，借助主翼擺動機構中的連桿的帶動來完成。它的動作既與主翼同步，又有與主翼之間存在相對運動的動作。 圖-（5）將其繪成機構簡圖如圖-（6）： 圖-（6）在圖-（4）中三合一連桿是由三個構件組成的：主連桿，副連桿，左連接板。其實這三個構件已經構成了一個三角形，它是一個穩(wěn)定的平面建構，所以可以將其合并成一個構件。故稱三合一連桿。由圖-（5）可以看出，當三合一連桿在曲柄的帶動下，左右擺動的同時，也帶動翅膀副骨的運動，在翅膀副骨的帶動下，付翼主骨也就產生運動。由于付翼主骨的一個鉸鏈與翅膀主骨的一個鉸鏈是同軸鏈接的，所以付翼主骨相對于翅膀主骨就產生一個相對運動，這個相對運動它只能是相

4、對翅膀主骨的轉動。因而，付翼主骨的整個運動，就有兩個動作構成：隨翅膀主骨的牽連運動，與翅膀主骨同步；另一個就是它相對于翅膀主骨的轉動。從而，就有效地完成了付翼的撲打運動。動畫：主付翅膀的運動聯(lián)動板的作用：在聯(lián)動幫上有兩個圓孔，它的大小和位置尺寸與翅膀主骨的兩個圓孔完全相同。它通過翅膀骨架固定軸，付軸，翅膀主骨構成了一個平面四邊形，將翅膀主骨的擺動傳遞到翅膀的后緣。從而使翅膀前后緣的震動同步。 圖-（7）主付翼的扭轉運動：主付翼的扭轉運動是依靠附著在5#支架上的小齒輪箱與具有一定彈性及剛性的前緣，后緣和筋來拉動，1#5#支架的不同程度的轉動而實現(xiàn)。 圖-（8）小齒輪箱里有兩個小齒輪，1#扭轉齒輪

5、與翅膀主骨同軸并固定在翅膀主骨上。2#扭轉齒輪與步進電機同軸并與電機軸固定。而步進電機的基座，小齒輪箱，5#支架構成一個整體。當步進電機轉動的時候，電機軸帶動2#牛轉齒輪與#支架之間就產生相對的轉動，由于1#扭轉齒輪是與翅膀主骨固定在一起的，通過齒的嚙合，2#扭轉齒輪就圍繞1#扭轉齒輪的軸回轉，從而也就帶動5#支架圍繞1#扭轉齒輪的軸回轉，也就是圍繞翅膀主骨的軸線回轉。5#支架通過前緣，后緣，韌帶的牽連而拉動2#4#支架不同程度的回轉。從而就實現(xiàn)了主翼和付翼的扭轉。扭轉后的狀態(tài)如圖-（9）所示： 圖-（9） 圖-（10）后話：真正要進入實踐的話，有下列的難題必須解決：1. 機構各構件的尺寸，要有實驗為基礎；2. 機構各構件