仿生撲翼飛行機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計及運動學研究.pdf

1、仿生撲翼飛行機器人是一種模仿飛行生物飛行方式的新概念飛行器，具有良好的飛行機動性、高效性與穩(wěn)定性，在民用和國防領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)于仿生撲翼飛行機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計、撲翼機構(gòu)的運動與動力特性分析，翼尖軌跡設(shè)計與機構(gòu)參數(shù)優(yōu)化等，對于提高撲翼飛行性能，促進撲翼飛行機器人的實用化，具有重要的理論與實際意義。
　　論文對國內(nèi)外現(xiàn)有撲翼飛行機器人的應(yīng)用背景、技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀做出了分析和研究。針對現(xiàn)有的多自由度撲翼機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，驅(qū)動原動件多，飛行

2、重量大等不足，提出了一種仿生撲翼飛行機器人總體設(shè)計方案，設(shè)計了撲動-扭轉(zhuǎn)兩自由度耦合驅(qū)動機構(gòu)，并在機構(gòu)運動特性分析的基礎(chǔ)上對機構(gòu)關(guān)鍵參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計，進而分析了撲翼飛行時的氣動特性。主要的研究工作如下:
　　研究了仿生撲翼飛行機器人總體方案的可行性，確定了該機器人的撲翼運動為撲動-扭轉(zhuǎn)兩自由度耦合運動，并對撲動和扭轉(zhuǎn)的配合進行了分析與討論。在對鳥類的撲翼運動進行仿生學研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了撲翼飛行機器人的總體結(jié)構(gòu)，并進行三維實體建

3、模。
　　基于ADAMS建立了撲翼飛行機器人虛擬樣機模型，對撲翼驅(qū)動機構(gòu)的運動特性進行分析，得到了撲動、扭轉(zhuǎn)運動的角位移、角速度、角加速度等變化規(guī)律，并研究了撲動-扭轉(zhuǎn)耦合運動特性。
　　對撲翼飛行機器人的翼尖軌跡進行了優(yōu)化設(shè)計。通過調(diào)整機構(gòu)尺寸，得到撲翼飛行機器人的翼尖軌跡并找到影響軌跡形態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)。通過優(yōu)化機構(gòu)參數(shù)，并與本文所設(shè)計的理想軌跡進行對比匹配，得到較為理想的“8”字型翼尖軌跡。在此基礎(chǔ)上，對撲動運動的急回特性