撲翼式飛行器的驅(qū)動機(jī)構(gòu)研究.pdf

1、仿生撲翼飛行器的機(jī)動靈活性很好，而且有很高的升阻比，所以在微型化和節(jié)能方面較固定翼和旋翼飛行器有很大的優(yōu)勢。目前對于仿生撲翼飛行器的驅(qū)動機(jī)構(gòu)研究，多采用齒輪機(jī)構(gòu)和四桿機(jī)構(gòu)，可實現(xiàn)翼尖的“8”字型運動軌跡。結(jié)合尾翼的調(diào)節(jié)，飛行器還能完成前進(jìn)、轉(zhuǎn)彎和升降的動作。但是在進(jìn)行無人搜救、事故現(xiàn)場勘察過程中，遇到特殊情況需要仔細(xì)觀察時，就需要飛行器可以完成懸停和后退的動作。這也是本文的研究出發(fā)點，研究設(shè)計一種驅(qū)動機(jī)構(gòu)可以實現(xiàn)飛行器的懸停和后退動作。

2、
　　通過研究仿生撲翼飛行器的各種驅(qū)動方式、傳動機(jī)構(gòu)和翅翼類別，確定了驅(qū)動機(jī)構(gòu)的研究與設(shè)計基礎(chǔ);對鳥類和昆蟲的飛行特征及機(jī)理進(jìn)行研究，并根據(jù)仿生學(xué)公式計算出了飛行器翼展、翼面面積、振翅頻率等結(jié)構(gòu)參數(shù);根據(jù)振翅頻率選擇電機(jī)型號、對傳動系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計;在CFD環(huán)境下建立了撲翼飛行器翅翼模型，對翅翼進(jìn)行空氣動力學(xué)仿真分析。
　　在翅翼扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，對飛行器的“8”字型運動機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的研究與分析，結(jié)合運動機(jī)構(gòu)所存在的不足，并

3、且提出了單獨實現(xiàn)翅翼扭轉(zhuǎn)運動的傳動機(jī)構(gòu)。采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計了一種機(jī)翼尾部可滑動調(diào)節(jié)的拉桿機(jī)構(gòu);采用滑槽結(jié)構(gòu)設(shè)計了一種翅翼前端可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)桿機(jī)構(gòu);采用解析法對扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)做了位置分析;并使用Pro/E對扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真驗證實驗;使用MATLAB對扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計;最后對傳統(tǒng)仿生撲翼飛行器的控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，從人工控制和自主控制兩個方面對飛行器的飛行策略和運動控制進(jìn)行研究，給出了飛行器飛行控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，通過對扭轉(zhuǎn)舵機(jī)的調(diào)節(jié)可以實現(xiàn)翅翼的