微型撲翼飛行器的研究.pdf

1、撲翼飛行器相對(duì)于其他飛行方式有巨大的優(yōu)勢(shì)，但由于其中復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)問題以及多學(xué)科交叉融合等種種難點(diǎn)，使得現(xiàn)在對(duì)于其的研究還處于初步階段。在空氣動(dòng)力學(xué)方面，許多學(xué)者提出了種種計(jì)算撲翼飛行時(shí)的氣動(dòng)力學(xué)方法，但大多都是在有一定假設(shè)的前提下進(jìn)行的，其結(jié)果并不能真正的反映真實(shí)情況。而機(jī)載器件的MEMS技術(shù)目前還不夠完善，還不能將機(jī)載的重量進(jìn)一步減小。撲翼飛行器在空中的魯棒性控制也不夠好，需要克服很多困難，提高對(duì)于撲翼飛行器的控制能力。本文僅針對(duì)基于

2、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的這種撲翼方式進(jìn)行了相關(guān)方面的研究，并完成了微型撲翼飛行器的研制工作。
　　 本文介紹了關(guān)于撲翼飛行的空氣動(dòng)力學(xué)相關(guān)原理，并基于對(duì)鳥類和昆蟲的升力分析，分析了撲翼飛行的高升機(jī)理。簡(jiǎn)要介紹了早期撲翼飛行相關(guān)的氣動(dòng)理論，并對(duì)比了現(xiàn)代人們?cè)谘芯繐湟盹w行的氣動(dòng)力學(xué)時(shí)的研究方法，為后文微型撲翼飛行器的制作奠定一定的理論基礎(chǔ)。
　　 本文對(duì)比了幾種不同的撲翼驅(qū)動(dòng)方式，選擇了基于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的撲翼方式，在SolidWork

3、s下面對(duì)這種模型進(jìn)行了建模，并基于此模型在ADAMS和MATLAB下進(jìn)行了聯(lián)合仿真，對(duì)該結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了一定的優(yōu)化分析。并根據(jù)此模型進(jìn)行了加工制造，經(jīng)過一定的修改，最終裝配成功。
　　 在尾翼設(shè)計(jì)方面，選擇了平尾+垂尾這種尾翼方式，并基于前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在確定了機(jī)翼面積的基礎(chǔ)上進(jìn)一步確定了平尾和垂尾的面積。在控制系統(tǒng)方面，選擇了8位的PIC16F616作為控制芯片，通過控制系統(tǒng)完成撲翼飛行器的飛行、轉(zhuǎn)向以及智能避障等功能。最后在實(shí)