【摘要】：隨著現(xiàn)代科研技術(shù)以及仿生學(xué)的飛速發(fā)展,微型撲翼飛行器(Flapping Micro Air Vehicle,簡(jiǎn)稱(chēng)FMAV)在軍用和民用領(lǐng)域所表現(xiàn)出來(lái)的巨大發(fā)展前景吸引了全世界眾多研究者們的目光,FMAV也正逐漸成為了新的研究熱點(diǎn)之一。本文從生物飛行的尺度律研究出發(fā),采用空間曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和齒輪減速機(jī)構(gòu)作為微型撲翼飛行器的撲翼機(jī)構(gòu),并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并研制了一架仿生微型撲翼飛行器樣機(jī)。同時(shí)對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了多次調(diào)試及試飛試驗(yàn),試驗(yàn)取得了滿(mǎn)意結(jié)果。本文主要分以下幾個(gè)部分:首先,對(duì)生物飛行的尺度律展開(kāi)了一定的研究,根據(jù)仿生學(xué)公式計(jì)算出了仿生微型撲翼飛行器的各項(xiàng)撲翼參數(shù),并根據(jù)相關(guān)參數(shù)制作了仿生翅翼樣本。利用ANSYS有限元軟件對(duì)仿生翅翼模型進(jìn)行了有限元靜力學(xué)分析,結(jié)果表明仿生翅翼模型具有良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度,滿(mǎn)足整體設(shè)計(jì)要求,同時(shí)證實(shí)了仿生翅翼樣本的可行性。其次,在分析了幾種常見(jiàn)撲翼機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上提出了一種具有急回特性的空間曲柄搖桿撲翼機(jī)構(gòu)。根據(jù)該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性,將其簡(jiǎn)化為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu),繼而確定了該機(jī)構(gòu)的各桿長(zhǎng)的參數(shù)。同時(shí)針對(duì)微型電機(jī)轉(zhuǎn)速高但扭矩小的這一問(wèn)題,本文采用了傳動(dòng)效率高,結(jié)構(gòu)緊湊的齒輪減速機(jī)構(gòu),并確定了其相關(guān)傳動(dòng)比和齒輪的各項(xiàng)基本參數(shù),再利用CATIA軟件對(duì)整個(gè)撲翼機(jī)構(gòu)進(jìn)行了三維實(shí)際建模。最后利用ADAMS軟件對(duì)撲翼機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真,仿真結(jié)果表明:兩側(cè)機(jī)翼?yè)鋭?dòng)時(shí)具有良好的對(duì)稱(chēng)性,能簡(jiǎn)單模擬鳥(niǎo)類(lèi)撲動(dòng)的過(guò)程,也進(jìn)一步證明了本文采用該機(jī)構(gòu)的可取性。最后,對(duì)微型撲翼飛行器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了一定的分析和探討,分析并確定了微型撲翼飛行器尾翼的樣式、形狀以及安裝位置。利用Autocad軟件設(shè)計(jì)了微型撲翼飛行器的機(jī)身結(jié)構(gòu)的二維圖,采用數(shù)控加工的方法加工出了機(jī)身實(shí)體并完成微型撲翼飛行器樣機(jī)的全部組裝。通過(guò)對(duì)樣機(jī)的多次試飛試驗(yàn)以及不斷的改進(jìn),結(jié)果表明:該樣機(jī)具有良好的操縱性和穩(wěn)定性,試驗(yàn)取得了滿(mǎn)意的效果,本文希望能為今后的微型撲翼飛行器的研制提供一定的參考。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：V276

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