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一种多 自由度压电驱动式微型扑翼 飞行器及其传动机构的加工方法

阅读：784发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器及其传动机构的加工方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器及其传动机构的加工方法，飞行器包括飞行器机身、一个传动机构、两个柔性铰链、两对辅助机翼、一对主机翼、一对第一双晶片压电驱动器和一对第二双晶片压电驱动器；传动机构固定在飞行器机身顶部；柔性铰链对称地插接在传动机构两端；两对辅助机翼分别粘附在第二双晶片压电驱动器的两侧；主机翼分别粘附在上方左右两侧的柔性铰链上；第一双晶片压电驱动器的上端作为可动部分与传动机构连接，下端固定在飞行器机身上；第二双晶片压电驱动器的上端与辅助机翼结合，下端固定在机身上。本发明质量轻、尺寸小，可以很好地模仿昆虫的飞行姿态，实现多自由度的控制，具有优异的平衡性和稳定性。，下面是一种多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器及其传动机构的加工方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器，其特征在于：包括飞行器机身、一个传动机构、两个柔性铰链、两对辅助机翼、一对主机翼、一对第一双晶片压电驱动器和一对第二双晶片压电驱动器，飞行器机身由两根立柱贯穿；传动机构固定在飞行器机身顶部；柔性铰链对称地插接在传动机构两端；两对辅助机翼分别粘附在一对第二双晶片压电驱动器的两侧；一对主机翼分别粘附在上方左右两侧的柔性铰链上；一对第一双晶片压电驱动器的上端作为可动部分与传动机构连接，下端固定在飞行器机身上；一对第二双晶片压电驱动器的上端与辅助机翼结合，下端固定在机身上；
所述飞行器机身材料为碳纤维，其包括一个顶板、一个中板、一个底板、两根立柱、两个第一挡板和两个第二挡板，顶板上开有第一方孔和第二方孔，第一方孔用来插接传动机构的第一插齿；中板上开有多个第三方孔和第一卡槽，其中第一卡槽用来固定第一双晶片压电驱动器的根部；底板开有第四方孔和第二卡槽，其中第二卡槽用来固定第二双晶片压电驱动器的根部；立柱自上而下设有三对挡块，经由第二方孔、第三方孔和第四方孔贯穿整个飞行器机身，将飞行器连接起来，三对挡块自上而下分别承载顶板、中板和底板；所述两个第一挡板和两个第二挡板分别用来辅助固定两个第一双晶片压电驱动器和两个第二双晶片压电驱动器，其中两个第一挡板与中板一起固定两个第一双晶片压电驱动器的根部，两个第二挡板与底板一起固定两个第二双晶片压电驱动器的根部。
2.根据权利要求1所述的一种多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器，其特征在于：所述传动机构为第一柔性薄膜和多个刚性杆件的组合体，刚性杆件围成长条状框体结构，两短边上的刚性杆件与相邻刚性杆件相接，两长边上的刚性杆件之间设有间隙，第一柔性薄膜穿过所有的刚性杆件形成长条状框体结构，第一柔性薄膜与刚性杆件之间通过环氧胶粘接；传动机构中间刚性杆件上设有第一插齿，插接在顶板的第一方孔内；与中间刚性杆件相邻的杆件对称的设有第二插齿，与柔性铰链的插槽相插接；最外侧刚性杆件开有传动方孔，用于插接第一双晶片压电驱动器的凸块；所述第一柔性薄膜的材料为聚酰亚胺，刚性杆件和刚性板材的材料均为碳纤维。
3.根据权利要求1所述的一种多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器，其特征在于：所述柔性铰链结构为第二柔性薄膜和刚性板材的组合体，第二柔性薄膜与刚性板材之间使用环氧胶粘接，柔性铰链一端设插槽，与传动机构上设置的第二插齿接合，另一端直接与主机翼的根部粘接；所述第二柔性薄膜的材料为聚酰亚胺，刚性杆件和刚性板材的材料均为碳纤维。
4.根据权利要求1所述的一种多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器，其特征在于：所述主机翼包括第一翅脉和第一翅膜，第一翅膜通过环氧胶粘附在第一翅脉上；第一翅脉材料为高模量的碳纤维，第一翅膜材料为PET聚酯薄膜；其中主机翼的根部直接粘附在柔性铰链的一端。
5.根据权利要求1所述的一种多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器，其特征在于：所述辅助机翼包括第二翅脉和第二翅膜，第二翅膜通过环氧胶粘附在第二翅脉上；第二翅脉材料为高模量的碳纤维，第二翅膜材料为PET聚酯薄膜；两对辅助机翼平行设置，且均与主机翼垂直；每一对辅助机翼中间相连，呈一字型对称设置于第二双晶片压电驱动器上端两侧。
6.根据权利要求1所述的一种多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器，其特征在于：所述第一双晶片压电驱动器包括第一电极层、第一变形层和第一刚性延伸段，第一变形层设在第一电极层中部上下两面，第一刚性延伸段设在第一电极层尾部上下两面且分别与上下两面的第一变形层尾端相接；第一双晶片压电驱动器固定在中板的第一卡槽和第一挡板之间，形成悬臂梁结构，由独立的电源驱动；第一双晶片压电驱动器的第一刚性延伸段两侧设有凸块，凸块插接在传动机构上的方孔内；第一双晶片压电驱动器的电极层材料为碳纤维；
第一变形层为长宽比较大的等腰梯形，其材料为两片压电陶瓷；第一刚性延展段材料为氧化铝陶瓷。
7.根据权利要求1所述的一种多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器，其特征在于：所述第二双晶片压电驱动器包括第二电极层和第二变形层，第二变形层设在第二电极层中部上下两面，第二双晶片压电驱动器固定在底板的第二卡槽和第二挡板之间，形成悬臂梁结构，由独立的电源驱动；第二双晶片压电驱动器的电极层材料为碳纤维；第二变形层为长宽比较大的等腰梯形，其材料为两片压电陶瓷。
8.根据权利要求1所述的一种多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器，其特征在于：所述第一双晶片压电驱动器和第二双晶片压电驱动器均采用3D打印的方法层层制备，最终得到所需图形。
9.权利要求1-8任一项所述多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器传动机构的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)在一张碳纤维板上，采用激光切割的方法加工所需图形，在板材上设计并阵列多种不同尺寸的图形，以便后续挑选性能最优的结构；首先在碳纤维板的四个角和中心位置打对准孔，然后按照图纸在碳纤维板上切割出刚性杆件的图形；在切割的时候留下几个必要的连接处不要切断；
(2)用步骤(1)中的方法对聚酰亚胺薄膜和环氧胶片做打对准孔和切割操作，对准孔和图形与碳纤维板应完全对应；
(3)刚性杆件、板材、柔性薄膜和环氧胶片切割成目标形状之后，按刚性杆件-环氧胶片-聚酰亚胺薄膜-环氧胶片-刚性杆件由上往下顺次重叠，形成“三明治”结构，再使用定位销穿过对准孔，实现图形的对准；
(4)对准后将其放入热压机内进行热压操作，使各层紧密结合；
(5)用激光切割的方法将步骤(1)和步骤(2)中的连接处切断，释放结构，最终形成刚性杆件和柔性薄膜复合体的传动机构。

说明书全文

一种多 自由度压电驱动式微型扑翼 飞行器及其传动机构的加

工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及微型扑翼飞行器和微加工方法，具体涉及一种多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器及其传动机构的加工方法。

背景技术

[0002] 随着科技的快速发展与市场需求的不断扩大，微飞行器越来越受到人们的关注。在实际应用中都是期望飞行器能够设计的越小越好，最好能够很轻便，方便随身携带。因此而具有很好的灵活性，对于其应用，无论是在军事上还是仅仅用于民用，其价值空间是巨大的。

[0003] 1992年美国国防部高级研究计划局率先提出了有关仿生扑翼飞行器的概念，扑翼飞行器逐渐走入了人们的视野。1997年，美国国防部高级研究计划局正式宣布成立“微型飞行器计划”，在这一计划的推动下，许多高等院校、研究所和科技公司都相继对扑翼飞行器进行了研究，许多微型无人机的样机也因此产生。

[0004] 目前为止，国外在微型扑翼飞行器研究方面有代表性的成果主要有：美国加利福尼亚大学伯克利分校研制的微机械飞行昆虫(MFI)，多伦多大学和美国SRI国际公司合作研究的Mentor，美国Vanderbilt工程学院智能机械电子学中心研制的一种利用雅典原理驱动机翼的微小扑翼飞行器昆虫等。但依照现有的技术，飞行器的翼展在10cm以上才可能实现稳定的控制；而昆虫尺度的飞行器均很难实现飞机的平衡，飞机在多自由度飞行中也难以控制姿态角。

[0005] 同样地，国内的一些高校，如北京航天航空大学、西北工业大学和南京航空航天大学等学校在这一方面都有一定的研究，但由于现有理论的研究仍不完善，以及加工条件的不成熟，仍未有较好性能的昆虫尺度的扑翼飞行器样机的报道。

发明内容

[0006] 发明目的：为克服现有技术不足，本发明旨于提供一种多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器及其传动机构的加工方法。

[0007] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

[0008] 一种多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器，包括飞行器机身、一个传动机构、两个柔性铰链、两对辅助机翼、一对主机翼、一对第一双晶片压电驱动器和一对第二双晶片压电驱动器，飞行器机身由两根立柱贯穿；传动机构固定在飞行器机身顶部；柔性铰链对称地插接在传动机构两端；两对辅助机翼分别粘附在一对第二双晶片压电驱动器的两侧；一对主机翼分别粘附在上方左右两侧的柔性铰链上；一对第一双晶片压电驱动器的上端作为可动部分与传动机构连接，下端固定在飞行器机身上；一对第二双晶片压电驱动器的上端与辅助机翼结合，下端固定在机身上。

[0009] 优选的，所述飞行器机身材料为碳纤维，其包括一个顶板、一个中板、一个底板、两根立柱、两个第一挡板和两个第二挡板，顶板上开有第一方孔和第二方孔，第一方孔用来插接传动机构的第一插齿；中板上开有多个第三方孔和第一卡槽，其中第一卡槽用来固定第一双晶片压电驱动器的根部；底板开有第四方孔和第二卡槽，其中第二卡槽用来固定第二双晶片压电驱动器的根部；立柱自上而下设有三对挡块，经由第二方孔、第三方孔和第四方孔贯穿整个飞行器机身，将飞行器连接起来，三对挡块自上而下分别承载顶板、中板和底板；所述两个第一挡板和两个第二挡板分别用来辅助固定两个第一双晶片压电驱动器和两个第二双晶片压电驱动器，其中两个第一挡板与中板一起固定两个第一双晶片压电驱动器的根部，两个第二挡板与底板一起固定两个第二双晶片压电驱动器的根部。

[0010] 优选的，所述传动机构为第一柔性薄膜和多个刚性杆件的组合体，刚性杆件围成长条状框体结构，两短边上的刚性杆件与相邻刚性杆件相接，两长边上的刚性杆件之间设有间隙，第一柔性薄膜穿过所有的刚性杆件形成长条状框体结构，第一柔性薄膜与刚性杆件之间通过环氧胶粘接；传动机构中间刚性杆件上设有第一插齿，插接在顶板的第一方孔内；与中间刚性杆件相邻的杆件对称的设有第二插齿，与柔性铰链的插槽相插接；最外侧刚性杆件开有传动方孔，用于插接第一双晶片压电驱动器的凸块；所述第一柔性薄膜的材料为聚酰亚胺，刚性杆件和刚性板材的材料均为碳纤维。

[0011] 优选的，所述柔性铰链结构为第二柔性薄膜和刚性板材的组合体，第二柔性薄膜与刚性板材之间使用环氧胶粘接，柔性铰链一端设插槽，与传动机构上设置的第二插齿接合，另一端直接与主机翼的根部粘接；所述第二柔性薄膜的材料为聚酰亚胺，刚性杆件和刚性板材的材料均为碳纤维。

[0012] 优选的，所述主机翼包括第一翅脉和第一翅膜，第一翅膜通过环氧胶粘附在第一翅脉上；第一翅脉材料为高模量的碳纤维，第一翅膜材料为PET聚酯薄膜；其中主机翼的根部直接粘附在柔性铰链的一端。

[0013] 优选的，所述辅助机翼包括第二翅脉和第二翅膜，第二翅膜通过环氧胶粘附在第二翅脉上；第二翅脉材料为高模量的碳纤维，第二翅膜材料为PET聚酯薄膜；两对辅助机翼平行设置，且均与主机翼垂直；每一对辅助机翼中间相连，呈一字型对称设置于第二双晶片压电驱动器上端两侧。

[0014] 优选的，所述第一双晶片压电驱动器包括第一电极层、第一变形层和第一刚性延伸段，第一变形层设在第一电极层中部上下两面，第一刚性延伸段设在第一电极层尾部上下两面且分别与上下两面的第一变形层尾端相接；第一双晶片压电驱动器固定在中板的第一卡槽和第一挡板之间，形成悬臂梁结构，由独立的电源驱动；第一双晶片压电驱动器的第一刚性延伸段两侧设有凸块，凸块插接在传动机构上的方孔内；第一双晶片压电驱动器的电极层材料为碳纤维；第一变形层为长宽比较大的等腰梯形，其材料为两片压电陶瓷；第一刚性延展段材料为氧化铝陶瓷。

[0015] 优选的，所述第二双晶片压电驱动器包括第二电极层和第二变形层，第二变形层设在第二电极层中部上下两面，第二双晶片压电驱动器固定在底板的第二卡槽和第二挡板之间，形成悬臂梁结构，由独立的电源驱动；第二双晶片压电驱动器的电极层材料为碳纤维；第二变形层为长宽比较大的等腰梯形，其材料为两片压电陶瓷。

[0016] 优选的，所述第一双晶片压电驱动器和第二双晶片压电驱动器均采用3D打印的方法层层制备，最终得到所需图形。

[0017] 本发明另一实施例中，上述多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器传动机构的加工方法，包括以下步骤：

[0018] (1)在一张碳纤维板上，采用激光切割的方法加工所需图形，在板材上设计并阵列多种不同尺寸的图形，以便后续挑选性能最优的结构；首先在碳纤维板的四个角和中心位置打对准孔，然后按照图纸在碳纤维板上切割出刚性杆件的图形；在切割的时候留下几个必要的连接处不要切断；

[0019] (2)用步骤(1)中的方法对聚酰亚胺薄膜和环氧胶片做打对准孔和切割操作，对准孔和图形与碳纤维板应完全对应；

[0020] (3)刚性杆件、板材、柔性薄膜和环氧胶片切割成目标形状之后，按刚性杆件-环氧胶片-聚酰亚胺薄膜-环氧胶片-刚性杆件由上往下顺次重叠，形成“三明治”结构，再使用定位销穿过对准孔，实现图形的对准；

[0021] (4)对准后将其放入热压机内进行热压操作，使各层紧密结合；

[0022] (5)用激光切割的方法将步骤(1)和步骤(2)中的连接处切断，释放结构，最终形成刚性杆件和柔性薄膜复合体的传动机构。

[0023] 有益效果：与现有技术相比，本发明的飞行器质量轻、尺寸小，可以很好地模仿昆虫的飞行姿态，实现多自由度的控制，具有优异的平衡性和稳定性。附图说明

[0024] 图1为本发明结构示意图；

[0025] 图2为本发明机身结构展开示意图；

[0026] 图3为本发明传动机构结构示意图；

[0027] 图4为本发明柔性铰链结构示意图；

[0028] 图5为本发明第一双晶片压电驱动器结构示意图；

[0029] 图6为本发明第二双晶片压电驱动器结构示意图；

[0030] 图7为本发明主机翼结构示意图；

[0031] 图8为本发明辅助机翼结构示意图；

[0032] 图9为本发明结构爆炸示意图；

[0033] 图10为本发明传动机构的加工方法流程图。

具体实施方式

[0034] 下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

[0035] 如图1所示，一种多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器，包括飞行器机身1、一个传动机构2、两个柔性铰链3、一对第一双晶片压电驱动器4、一对第二双晶片压电驱动器5、一对主机翼6和两对辅助机翼7，飞行器机身由两根立柱贯穿；传动机构固定在飞行器机身顶部；柔性铰链对称地插接在传动机构两端；两对辅助机翼分别粘附在一对第二双晶片压电驱动器的两侧；一对主机翼分别粘附在上方左右两侧的柔性铰链上；一对第一双晶片压电驱动器的上端作为可动部分与传动机构连接，下端固定在飞行器机身上；一对第二双晶片压电驱动器的上端与辅助机翼结合，下端固定在机身上。

[0036] 如图2所示，飞行器机身包括一个顶板101、一个中板102、一个底板103、两根立柱104、两个第一挡板105和两个第二挡板106，顶板上开有第一方孔1011和第二方孔1012，第一方孔用来插接传动机构的第一插齿(如图3)；中板上开有多个第三方孔1021和第一卡槽
1022，其中第一卡槽用来固定第一双晶片压电驱动器的根部；底板开有第四方孔1031和第二卡槽1032，其中第二卡槽用来固定第二双晶片压电驱动器的根部；立柱自上而下设有三对挡块1041，经由第二方孔、第三方孔和第四方孔贯穿整个飞行器机身，将飞行器连接起来，三对挡块自上而下分别承载顶板、中板和底板；所述两个第一挡板和两个第二挡板分别用来辅助固定两个第一双晶片压电驱动器和两个第二双晶片压电驱动器，其中两个第一挡板与中板一起固定两个第一双晶片压电驱动器的根部，两个第二挡板与底板一起固定两个第二双晶片压电驱动器的根部。飞行器机身材料为碳纤维。

[0037] 如图3所示，传动机构为第一柔性薄膜201和多个刚性杆件202的组合体，刚性杆件围成长条状框体结构，两短边刚性杆件与相邻刚性杆件相接，两长边上的刚性杆件之间设有间隙，第一柔性薄膜穿过所有的刚性杆件形成长条状框体结构，第一柔性薄膜与刚性杆件之间通过环氧胶粘接。整个传动机构呈对称的柔性四杆机构，传动机构中间刚性杆件上设有第一插齿203，插接在顶板长条形第一方孔内，作为四杆机构的固定点；与中间刚性杆件相邻的杆件对称的设有第二插齿204，与柔性铰链的插槽相插接；最外侧刚性杆件开有传动方孔205，插接第一双晶片压电驱动器的凸块。两个第一双晶片压电驱动器通过凸块和传动机构上的传动方孔连接，可以独立驱动传动机构运动，传动机构可以放大第一双晶片压电驱动器的位移，并传导到柔性铰链上。

[0038] 如图4所示，柔性铰链结构为第二柔性薄膜301和刚性板材302的组合体，第二柔性薄膜与刚性板材之间使用环氧胶粘接，柔性铰链一端设插槽303，与传动机构上设置的第二插齿接合，另一端直接与主机翼的根部粘接。

[0039] 如图5所示，第一双晶片压电驱动器包括第一电极层401、第一变形层402和第一刚性延伸段403，第一变形层设在第一电极层中部上下两面，第一刚性延伸段设在第一电极层尾部上下两面且分别与上下两面的第一变形层尾端相接；第一双晶片压电驱动器安装在飞行器上方，其根部固定在中板的第一卡槽和第一挡板之间，形成悬臂梁结构，由独立的电源驱动；在外加电压的作用下，第一双晶片压电驱动器尖端振动产生位移，其第一刚性延伸段两侧设有凸块4031，凸块插接在传动机构上的传动方孔内，带动传动机构的运动。

[0040] 如图6所示，第二双晶片压电驱动器包括第二电极层501和第二变形层502，第二变形层设在第二电极层中部上下两面，第二双晶片压电驱动器安装在飞行器下方，其根部固定在底板的第二卡槽和第二挡板之间，形成悬臂梁结构，由独立的电源驱动；在外加电压的作用下，第二双晶片压电驱动器尖端振动产生位移，直接粘合在辅助机翼的中间部分，驱动辅助机翼拍打。

[0041] 第一和第二双晶片压电驱动器的电极层材料为碳纤维，变形层材料为两片压电陶瓷，刚性延展段材料为氧化铝陶瓷。

[0042] 所述第一双晶片压电驱动器和第二双晶片压电驱动器均采用3D打印的方法层层制备，最终得到所需图形。

[0043] 如图7所示，主机翼包括第一翅脉601和第一翅膜602，第一翅膜通过环氧胶粘附在第一翅脉上；其中主机翼的根部直接粘附在柔性铰链的一端。

[0044] 如图8所示，辅助机翼包括第二翅脉701和第二翅膜702，第二翅膜通过环氧胶粘附在第二翅脉上；两对辅助机翼平行设置，且均与主机翼垂直；每一对辅助机翼中间相连，呈一字型对称设置于第二双晶片压电驱动器上端两侧。

[0045] 为了提供足够的升力，主机翼和辅助机翼的翅脉结构均设计为细长结构，材料均为高模量的碳纤维，翅膜的材料为超薄的PET聚酯薄膜，通过环氧胶把PET聚酯薄膜粘附在翅脉上。为了保证飞行过程中飞行器的稳定性，翅膜和翅脉的粘合尽可能牢固，翅膜的形状为三次样条曲线，更符合空气动力学的要求。

[0046] 为了实现对多自由度飞行的控制，在飞行过程中主机翼可实现70°左右的拍打角度，并能够通过柔性铰链被动扭转，提供足够的升力；辅助机翼可实现30°左右的拍打角度，可以辅助调节飞行器的姿态角。两个主机翼和两对辅助机翼分别可以单独的控制。

[0047] 如图9所示，一种多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器，组装时，飞行器机身由两根立柱贯穿；传动机构固定在飞行器顶部；柔性铰链对称地插接在传动机构两端；四个双晶片压电驱动器一端固定在机身的相应位置，另一端作为可动部分分别与传动机构或辅助机翼结合；辅助机翼直接粘附在下方双晶片压电驱动器上；主机翼插接在上方左右两侧的柔性铰链上。所述飞行器机身材料为碳纤维，飞行器机身包括一个顶板、一个中板、一个底板、两根立柱和四个挡板。顶板上开有第一方孔和第二方孔，第一方孔用来插接传动机构的第一插齿；中板上开有多个第三方孔和第一卡槽，其中第一卡槽用来固定第一双晶片压电驱动器的根部；底板开有第四方孔和第二卡槽，其中第二卡槽用来固定第二双晶片压电驱动器的根部；立柱自上而下设有三对挡块，经由第二方孔、第三方孔和第四方孔贯穿整个飞行器机身，将飞行器连接起来，三对挡块自上而下分别承载顶板、中板和底板；所述四个挡板用来辅助固定双晶片压电驱动器，两个第一挡板与中板一起固定两个第一双晶片压电驱动器的根部，两个第二挡板与底板一起固定两个第二双晶片压电驱动器的根部。所述传动机构为第一柔性薄膜和多个刚性杆件的组合体，刚性杆件围成长条状框体结构，两短边刚性杆件与相邻刚性杆件相接，两长边上的刚性杆件之间设有间隙，第一柔性薄膜穿过所有的刚性杆件形成长条状框体结构，第一柔性薄膜与刚性杆件之间通过环氧胶粘接；传动机构中间刚性杆件上设有第一插齿，插接在顶板的第一方孔内；与中间刚性杆件相邻的杆件对称的设有第二插齿，与柔性铰链的插槽相插接；最外侧刚性杆件开有方孔，插接第一双晶片压电驱动器的凸块。所述柔性铰链结构为第二柔性薄膜和刚性板材的组合体，第二柔性薄膜与刚性板材之间使用环氧胶粘接，柔性铰链一端设插槽，与传动机构上设置的第二插齿接合，另一端直接与主机翼的根部粘接。所述主机翼和辅助机翼均包括翅脉和翅膜，翅膜通过环氧胶粘附在翅脉上；翅脉材料均为高模量的碳纤维，翅膜材料均为PET聚酯薄膜；其中主机翼的根部直接粘附在柔性铰链上，一对辅助机翼中间相连。所述四个双晶片压电驱动器分为两个第一双晶片压电驱动器和两个第二双晶片压电驱动器。第一双晶片压电驱动器包括第一电极层、第一变形层和第一刚性延伸段。第一变形层设在第一电极层中部上下两面，第一刚性延伸段设在第一电极层尾部上下两面且分别与上下两面的第一变形层尾端相接；第一双晶片压电驱动器固定在中板的第一卡槽和第一挡板之间，形成悬臂梁结构，由独立的电源驱动；第一双晶片压电驱动器的第一刚性延伸段两侧设有凸块，凸块插接在传动机构上的传动方孔内。第二双晶片压电驱动器包括第二电极层和第二变形层。第二变形层设在第二电极层中部上下两面，第二双晶片压电驱动器固定在底板的第二卡槽和第二挡板之间，形成悬臂梁结构，由独立的电源驱动。第一和第二双晶片压电驱动器的电极层材料为碳纤维，变形层材料为两片压电陶瓷，刚性延展段材料为氧化铝陶瓷。所述变形层为长宽比较大的等腰梯形，以确保较大的位移输出。所述第一柔性薄膜和第二柔性薄膜的材料均为聚酰亚胺，刚性杆件和刚性板材的材料均为碳纤维。

[0048] 如图10所示，一种多自由度压电驱动式微型扑翼飞行器传动机构的加工方法包括以下步骤：

[0049] (1)在一张尺寸为60mm*60mm的碳纤维板上，采用激光切割的方法加工所需图形，在板材上设计并阵列多种不同尺寸的图形，以便后续挑选性能最优的结构。首先在碳纤维板的四个角打对准孔，然后按照图纸在碳纤维板上切割出刚性杆件的图形；采用小功率激光器可以有效避免烧焦的问题；在切割的时候留下几个必要的连接处不要切断；

[0050] (2)用同样的方法对尺寸为60mm*60mm的聚酰亚胺薄膜和环氧胶片做打对准孔和切割操作，对准孔和图形与碳纤维板应完全对应；

[0051] (3)刚性杆件、板材、柔性薄膜和环氧胶片切割成目标形状之后，按刚性杆件-环氧胶片-聚酰亚胺薄膜-环氧胶片-刚性杆件由上往下顺次重叠，形成“三明治”结构，再使用定位销穿过对准孔，实现图形的对准；

[0052] (4)对准后将其放入热压机内进行热压操作，使各层紧密结合；

[0053] (5)用激光切割的方法将步骤(1)和步骤(2)中的连接处切断，释放结构，最终形成刚性杆件和柔性薄膜复合体的传动机构。

[0054] 本发明未提及的技术均参照现有技术。

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