扑翼微飞行器结构设计及其空气动力性能研究

发布时间：2016-12-21 09:20

本文关键词：扑翼微飞行器结构设计及其空气动力性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《合肥工业大学》 2015年

扑翼微飞行器结构设计及其空气动力性能研究

舒宁

【摘要】：扑翼微飞行器是一种模仿自然界飞行鸟类依靠扑动翅膀产生飞行动力的新概念飞行机器人。由于其良好的隐蔽性和卓越的飞行性能,在国内外受到广泛的关注,无论是军用还是民用领域都有着广阔的应用前景。首先简要介绍了微型飞行器的定义、背景及分类,着重对微型扑翼飞行器的概况进行了介绍,包括扑翼微飞行器的发展历程,国内外样机研究现状,以及目前在研究设计扑翼微飞行器中的面临的技术难点。接着,着重分析了各研究机构研制的扑翼微飞行器,在详细研究了其驱动结构后,确立了双曲柄双摇杆的驱动结构,并对曲柄摇杆机构的原理进行了分析研究,给出了曲柄摇杆机构在扑翼中的限制条件。从鸟类的生理结构出发,系统分析了鸟类的飞行动作以及其产生高升力的机理。通过对现有两自由度扑翼机构的方案分析,确立了凸轮一导槽的扑翼扭转机构,并且引入了球形铰链结构,由此设计出一款新型的两自由度扑翼驱动结构。参照由尺度律所评估的扑翼相关参数,对飞行器的减速系统、翅翼和尾翼结构进行了的设计,利用UG建立了三维模型,并通过运动学仿真验证了扑翼机构可以良好的实现所需运动。利用CFD分析软件Fluent以及嵌入UDF和动网格技术对飞行器翅翼的气动力性能进行了数值模拟,分析比较了两自由度扑翼机构与单自由度扑翼机构对气动力性能的影响,结合实际参数,计算了微型扑翼飞行器做两自由度扑动时所受到的气动力。利用动力学分析软件ADAMS,将所计算得到的扑翼气动力样条函数加载到机翼上进行动力学仿真,分析比较一个扑动周期内各关键连接点的受力情况,为后续的样机制作提供理论依据。

【关键词】：
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V211;V221
【目录】：

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