自主起降撲翼機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、I分類號(hào)：密級(jí)：UDC：學(xué)號(hào)：碩士學(xué)位論文2018年5月23日自主起降撲翼機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)自主起降撲翼機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究研究ResearchonKeytechnologyofselftakingofflingflappingaerocraft學(xué)位類別：_____工學(xué)碩士______作者姓名：熊康太學(xué)科、專業(yè)：機(jī)械工程指導(dǎo)教師：劉飛飛教授研究方向：機(jī)器人與智能裝備江西理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要I摘要撲翼飛行機(jī)器人相較于旋翼、固定翼在機(jī)動(dòng)性、靈

2、活性、隱蔽性方面更具優(yōu)勢(shì)，引起了國內(nèi)外學(xué)者的重視并重點(diǎn)研究了該類機(jī)器人的撲翼平飛模式、飛行氣動(dòng)理論以及飛行狀態(tài)的穩(wěn)定性。但鮮有公開報(bào)道的文獻(xiàn)涉及撲翼飛行機(jī)器人的自主起飛降落與撲翼飛行相結(jié)合的研究。本文以撲翼飛行機(jī)器人自主起降與撲翼飛行一體化為研究對(duì)象，研究了撲翼飛行機(jī)器人的自主起降彈射機(jī)構(gòu)及其與撲翼機(jī)構(gòu)集成和相應(yīng)的控制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)。主要研究工作及研究結(jié)論如下。（1）在觀察與分析鳥類飛行與起降過程的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)鳥類起飛是依靠其腿的曲蹬產(chǎn)

3、生彈跳力，實(shí)現(xiàn)起飛的。由此提出并確定了以彈跳機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)撲翼飛行機(jī)器人起飛的技術(shù)解決方案。（2）總結(jié)了前人研究的三種撲翼飛行機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，比較確定以擺動(dòng)折翼式機(jī)構(gòu)為撲翼飛行機(jī)器人的飛行機(jī)構(gòu)，以便于起降彈跳機(jī)構(gòu)與撲翼飛行機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)?；赟tephenson機(jī)構(gòu)，進(jìn)行了自主起降撲翼飛行機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。（3）借鑒前人的研究結(jié)果，由撲翼飛行時(shí)的弦向扭轉(zhuǎn)模型、展向柔性變形模型以及翼型升阻力模型等建立了機(jī)器人的撲翼飛行升阻力模型；根據(jù)葉素理論推導(dǎo)了撲翼飛行

4、時(shí)的升阻力公式。以撲翼飛行機(jī)器人較典型的飛行參數(shù)為基礎(chǔ)，計(jì)算了平飛模式的撲翼飛行升阻力并以其作為起降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的升阻力。（4）應(yīng)用迷向坐標(biāo)建模法，建立了起降機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；將起降機(jī)構(gòu)等效為SLIP模型和彈簧儲(chǔ)能模型，建立了起降機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型。應(yīng)用Adams分析軟件，借助序列二次規(guī)劃算法對(duì)起飛軌跡、足底力、結(jié)構(gòu)尺寸等進(jìn)行了優(yōu)化；由此獲得了彈跳起飛過程更加平穩(wěn)的起降機(jī)構(gòu)。（5）將自主起降撲翼飛行機(jī)器人分為撲翼飛行、撲翼扭轉(zhuǎn)、尾翼轉(zhuǎn)向、自主