仿生撲翼飛行機器人結構設計及運動學研究.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，在民用和國防領域有廣闊的應用前景。關于仿生撲翼飛行機器人的結構設計、撲翼機構的運動與動力特性分析，翼尖軌跡設計與機構參數(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。
　　論文對國內外現(xiàn)有撲翼飛行機器人的應用背景、技術發(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結構復雜，驅動原動件多，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計方案，設計了撲動-扭轉兩自由度耦合驅動機構，并在機構運動特性分析的基礎上對機構關鍵參數(shù)進行了優(yōu)化設計，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-扭轉兩自由度耦合運動，并對撲動和扭轉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上，設計了撲翼飛行機器人的總體結構，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，對撲翼驅動機構的運動特性進行分析，得到了撲動、扭轉運動的角位移、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)化設計。通過調整機構尺寸，得到撲翼飛行機器人的翼尖軌跡并找到影響軌跡形態(tài)的關鍵參數(shù)。通過優(yōu)化機構參數(shù)，并與本文所設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。在此基礎上，對撲動運動的急回特性