撲翼微飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其空氣動(dòng)力性能研究.pdf

1、撲翼微飛行器是一種模仿自然界飛行鳥類依靠撲動(dòng)翅膀產(chǎn)生飛行動(dòng)力的新概念飛行機(jī)器人。由于其良好的隱蔽性和卓越的飛行性能，在國(guó)內(nèi)外受到廣泛的關(guān)注，無論是軍用還是民用領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　首先簡(jiǎn)要介紹了微型飛行器的定義、背景及分類，著重對(duì)微型撲翼飛行器的概況進(jìn)行了介紹，包括撲翼微飛行器的發(fā)展歷程，國(guó)內(nèi)外樣機(jī)研究現(xiàn)狀，以及目前在研究設(shè)計(jì)撲翼微飛行器中的面臨的技術(shù)難點(diǎn)。
　　接著，著重分析了各研究機(jī)構(gòu)研制的撲翼微飛行器，在詳細(xì)

2、研究了其驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)后，確立了雙曲柄雙搖桿的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，并對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的原理進(jìn)行了分析研究，給出了曲柄搖桿機(jī)構(gòu)在撲翼中的限制條件。
　　從鳥類的生理結(jié)構(gòu)出發(fā)，系統(tǒng)分析了鳥類的飛行動(dòng)作以及其產(chǎn)生高升力的機(jī)理。通過對(duì)現(xiàn)有兩自由度撲翼機(jī)構(gòu)的方案分析，確立了凸輪—導(dǎo)槽的撲翼扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，并且引入了球形鉸鏈結(jié)構(gòu)，由此設(shè)計(jì)出一款新型的兩自由度撲翼驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。參照由尺度律所評(píng)估的撲翼相關(guān)參數(shù)，對(duì)飛行器的減速系統(tǒng)、翅翼和尾翼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了的設(shè)計(jì)，利用UG建立了

3、三維模型，并通過運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真驗(yàn)證了撲翼機(jī)構(gòu)可以良好的實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動(dòng)。
　　利用CFD分析軟件Fluent以及嵌入U(xiǎn)DF和動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)對(duì)飛行器翅翼的氣動(dòng)力性能進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析比較了兩自由度撲翼機(jī)構(gòu)與單自由度撲翼機(jī)構(gòu)對(duì)氣動(dòng)力性能的影響，結(jié)合實(shí)際參數(shù)，計(jì)算了微型撲翼飛行器做兩自由度撲動(dòng)時(shí)所受到的氣動(dòng)力。
　　利用動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS，將所計(jì)算得到的撲翼氣動(dòng)力樣條函數(shù)加載到機(jī)翼上進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，分析比較一個(gè)撲動(dòng)周期內(nèi)各關(guān)鍵連接點(diǎn)的