仿生撲翼飛行器的動力特性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、仿生撲翼飛行器是一種模仿昆蟲或鳥類撲翼飛行的新型飛行器。由于具有重量輕、體積小、隱身性、可操作性好和成本低等特點，在國防和民用領(lǐng)域均有十分廣泛的應(yīng)用前景?？諝鈩恿W(xué)和仿生學(xué)研究均表明，撲翼形式對于特征尺寸相當于昆蟲或者鳥類的飛行器來說具有更高的飛行效率。
　　本文首先對鳥類平飛時的實際撲翼運動進行了分析和概括，在原有的勻速無俯仰運動的模型基礎(chǔ)上，考慮其缺陷并建立了其他兩種改進的撲翼運動學(xué)模型，使撲翼運動更接近飛鳥翅膀撲動的真實情況

2、。根據(jù)生物飛行的氣動理論以及尺度效應(yīng)，對該撲翼飛行器的運動參數(shù)和形狀尺寸進行選擇。通過數(shù)值模擬的方法對不同的運動模型進行氣動力的計算和仿真。
　　通過分析現(xiàn)有的撲翼飛行器驅(qū)動方式，選擇了對稱式的雙曲柄雙搖桿機構(gòu)與平面四連桿機構(gòu)作為飛行器的驅(qū)動方式。根據(jù)確定的運動參數(shù)，分別計算出一、二級機翼中各個連桿的長度與所需的夾角并進行運動仿真。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了后置連桿機構(gòu)來實現(xiàn)弦向的俯仰運動。根據(jù)空氣阻力公式對驅(qū)動電機所需扭矩進行計算，并根據(jù)

3、計算結(jié)果選擇符合要求的電機。
　　利用三維造型軟件對撲翼飛行器的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計和建模。根據(jù)確定的形狀尺寸和連桿桿長數(shù)據(jù)，分別對機翼、尾翼和機身進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對其進行干涉檢查以及運動仿真。分析運動部件中受力較大的齒輪并對其進行強度校核，同時對整體模型進行重心分析，使該撲翼飛行器重心位于左右對稱面上。
　　最后進行撲翼飛行器的實際加工、組裝以及測試。選擇亞克力板和ABS板作為撲翼飛行器零部件的材料，采用激光切割的方式進行加工。然