撲翼式飛行器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)研究.pdf

1、仿生撲翼飛行器的機(jī)動(dòng)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(shì)。目前對(duì)于仿生撲翼飛行器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)研究，多采用齒輪機(jī)構(gòu)和四桿機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)翼尖的“8”字型運(yùn)動(dòng)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(dòng)作。但是在進(jìn)行無(wú)人搜救、事故現(xiàn)場(chǎng)勘察過(guò)程中，遇到特殊情況需要仔細(xì)觀察時(shí)，就需要飛行器可以完成懸停和后退的動(dòng)作。這也是本文的研究出發(fā)點(diǎn)，研究設(shè)計(jì)一種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)飛行器的懸停和后退動(dòng)作。

2、
　　通過(guò)研究仿生撲翼飛行器的各種驅(qū)動(dòng)方式、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和翅翼類別，確定了驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究與設(shè)計(jì)基礎(chǔ);對(duì)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(jì)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(hào)、對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì);在CFD環(huán)境下建立了撲翼飛行器翅翼模型，對(duì)翅翼進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)仿真分析。
　　在翅翼扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)飛行器的“8”字型運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的研究與分析，結(jié)合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)所存在的不足，并

3、且提出了單獨(dú)實(shí)現(xiàn)翅翼扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)了一種機(jī)翼尾部可滑動(dòng)調(diào)節(jié)的拉桿機(jī)構(gòu);采用滑槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一種翅翼前端可轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)桿機(jī)構(gòu);采用解析法對(duì)扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)做了位置分析;并使用Pro/E對(duì)扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真驗(yàn)證實(shí)驗(yàn);使用MATLAB對(duì)扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);最后對(duì)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(gè)方面對(duì)飛行器的飛行策略和運(yùn)動(dòng)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(guò)對(duì)扭轉(zhuǎn)舵機(jī)的調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)翅翼的