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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种扑翼飞行器高效驱动系统设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119670293B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411745516.9，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种扑翼飞行器高效驱动系统设计方法是由张玉刚;席晓宇;何峙呈;宋笔锋;宣建林设计研发完成，并于2024-12-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种扑翼飞行器高效驱动系统设计方法在说明书摘要公布了：本发明提出一种扑翼飞行器高效驱动系统设计方法，首先确定扑翼驱动系统的设计参数，并确定扑动翼的最佳扑动规律，计算巡航状态扑动翼摇臂转矩和功率；进而确定扑动机构参数，在确定扑动机构参数基础上进行电机选型和测试、电池和电调选型，再进行起飞状态校核，如果校核满足要求，则进行减速器设计，从而完成扑翼飞行器驱动系统设计。本发明从扑翼驱动系统需求出发，综合考虑电池、电调、电机、减速器、扑动机构的特性和接口关系，实现系统的正向设计。通过该方法，可实现系统的高效性设计要求，并兼顾起飞功能需求。

本发明授权一种扑翼飞行器高效驱动系统设计方法在权利要求书中公布了：1.一种扑翼飞行器高效驱动系统设计方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤1：确定扑翼驱动系统的设计需求： 步骤1.1：根据设定的扑翼飞行器性能指标及总体设计要求，确定总体设计参数，包括总重，巡航速度、巡航状态迎角、翼展、扑动翼长度、扑动机构高度限制； 步骤1.2：确定起飞状态和巡航状态下的扑动翼的最佳扑动规律，包括： 巡航状态：升阻比或推重比，扑动频率、扑动幅度或扑动翼扑动角度随时间的变化规律； 起飞状态：扑动频率、起飞状态迎角、平均起飞过载； 步骤1.3：计算巡航状态扑动翼摇臂转矩与功率； 巡航状态扑动翼摇臂转矩通过以下过程计算： 若已知升力和推力在一个扑动周期内的变化规律，则根据公式 计算扑翼机单侧摇臂转轴处的转矩、、和、、，其中为扑翼机体轴系下x方向力，为扑翼机体轴系下z方向力，为体轴力绕摇臂转轴的转矩，为体轴力绕摇臂转轴的弯矩；、分别为最小值和最大值取值函数； 若未知升力和推力在一个扑动周期内的变化规律，则根据公式 估算升力变化规律；根据公式 估算推力变化规律；其中和为巡航状态一个扑动周期内升力的最小值和最大值；为一个扑动周期时长，和为巡航状态一个扑动周期内推力的第1高峰值和第2高峰值，推力在扑翼下扑阶段达到最大角速度时产生第1高峰值，在上扑阶段达到最大角速度时产生第2高峰值；并根据估算的升力和推力在一个扑动周期内的变化规律，计算扑翼机单侧摇臂转轴处的转矩、、和、、； 巡航状态扑动翼摇臂功率通过以下过程计算： 根据公式 计算扑动翼摇臂功率以及最大值和最小值，其中为扑动角速度，； 步骤2：依据步骤1确定的翼展、扑动翼长度、扑动机构高度限制及扑动幅度，设计扑动机构方案： 扑翼驱动系统的扑动机构采用单曲柄双摇杆机构；以曲柄旋转中心为坐标系原点，扑动机构方案包括摇臂长度，曲柄长度，连杆长度，摇臂转轴位置： 步骤2.1：根据翼展和扑动翼长度参数，根据公式 确定摇臂转轴横向位置； 步骤2.2：根据公式 确定摇臂长度； 步骤2.3：根据公式 估算曲柄长度； 步骤2.4：根据公式 估算摇臂转轴纵向位置，其中为齿轮和铰链所需的附加空间； 步骤2.5：根据公式 确定连杆长度，建立具有对称扑动特性的扑动机构； 或根据公式 确定连杆长度，建立具有不对称扑动特性的扑动机构； 步骤3：根据步骤1确定的扑动翼摇臂功率及变化范围，进行电机选型及特性参数确定： 步骤3.1：根据公式 计算所需电机的额定功率，其中为机械传动效率，为的周期平均值；选择额定功率与差异小于设定要求的微型无刷电机； 步骤3.2：采用测功机对所选微型无刷电机的工作特性进行测试，通过测试数据拟合如下函数关系： 其中为电机输出转矩，为电机回路中的电流，为电池输出电压，为电机转速； 步骤3.3：根据公式 计算减速器减速比，其中为根据电机测试数据确定的高效率点对应电机输出转矩；并得到当前扑动频率减速比下的电机转速 并计算电机在转矩为以及转速为时的电池输出电压和电机回路中的电流；再根据电机测试中使用的电调在不同油门下对电池输出电压和电机等效输入电压的转换关系，得到不同油门状态下等效电压系数，利用公式 重新计算巡航状态下电池输出电压； 步骤4：根据步骤3.3得到的电池输出电压，选择电池串联电芯S数；根据任务续航时间需求选择电池容量； 步骤5：根据步骤4所选择电池的电压范围选定电调，电调最低工作电压需低于电池的截止电压，最高工作电压需高于电池的最大电压； 步骤6：起飞状态校核： 根据起飞状态的扑动频率和起飞过载，重新计算起飞状态下的转矩和功率；分别在摇臂功率最大时和摇臂转矩最大时，校核电机能否满足负载转矩和转速；根据电机测试结果，校核电机是否满足起飞要求；若满足起飞要求，则进行下一步，若不满足，则返回步骤3，重新选择电机； 步骤7：采用两级减速器，并进行减速器参数设计，包括各级减速比、齿轮压力角和各级齿轮的齿数、各级齿轮模数。

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