本文關(guān)鍵詞：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，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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。空氣動力學(xué)和仿生學(xué)研究均表明，撲翼形式對于特征尺寸相當(dāng)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。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)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。然后進行裝配、布線及蒙皮。完成所有的組裝后進行實際受力情況測試，得到該撲翼飛行器的實際受力情況。
【關(guān)鍵詞】：撲翼飛行器 撲翼模型 雙曲柄雙搖桿機構(gòu) 三維建模
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：V276
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析10-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14
• 1.2.3 國內(nèi)外文獻綜述的簡析14-16
• 1.3 主要研究內(nèi)容16-17
• 第2章 撲翼飛行器運動模型建立及其氣動力計算17-27
• 2.1 撲翼運動規(guī)律的觀察與分析17
• 2.2 建立不同參數(shù)的運動模型17-20
• 2.2.1 坐標(biāo)系的建立17-18
• 2.2.2 建立撲翼模型18-20
• 2.3 撲翼飛行器設(shè)計參數(shù)的確定20-23
• 2.3.1 外形參數(shù)的確定20-22
• 2.3.2 撲翼運動參數(shù)的確定22-23
• 2.4 撲翼模型的氣動特性23-26
• 2.4.1 撲翼模型的氣動力計算23-25
• 2.4.2 撲翼模型的氣動仿真25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 仿生撲翼驅(qū)動機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計27-43
• 3.1 常見撲翼驅(qū)動方式分析27-28
• 3.2 連桿驅(qū)動機構(gòu)設(shè)計28-36
• 3.2.1 總體方案確定28-29
• 3.2.2 一級機翼參數(shù)計算29-31
• 3.2.3 二級機翼參數(shù)計算31-35
• 3.2.4 俯仰運動機構(gòu)設(shè)計35-36
• 3.3 電機所需扭矩計算36-41
• 3.4 選擇電機41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 撲翼飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計43-52
• 4.1 傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計43-45
• 4.2 尾翼結(jié)構(gòu)設(shè)計45-47
• 4.3 機身結(jié)構(gòu)設(shè)計47-48
• 4.4 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計48-49
• 4.5 模型校核與分析49-50
• 4.5.1 齒輪強度校核49
• 4.5.2 模型的分析與調(diào)整49-50
• 4.6 本章小結(jié)50-52
• 第5章 撲翼飛行器裝配與測試52-62
• 5.1 零部件加工52-53
• 5.2 撲翼飛行器組裝53-57
• 5.3 實際升力和推力的測試57-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻63-67
• 致謝67

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 余春錦;柔性撲翼微型飛行器的氣動特性研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

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本文編號：316028