微型撲翼飛行器是一種以昆蟲和鳥類為仿生對象的新概念飛行器,在低雷諾數(shù)下飛行具有很高的氣動效率和靈活性,還具有體型微小、飛行隱蔽的特點(diǎn),在軍、民領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價值和前景,成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。微型撲翼飛行器遠(yuǎn)小于常規(guī)飛行器,負(fù)載能力有限。由于其尺寸和重量限制,在撲翼飛行器的微型化進(jìn)程中續(xù)航能力不足的問題較為突出。將能量回收技術(shù)在撲翼飛行器上應(yīng)用無疑有助于這一問題的解決。本文提出采集翅膀振動能量從而持續(xù)供能的能量采集方案。在分析國內(nèi)外能量采集技術(shù)及在飛行器上的應(yīng)用的基礎(chǔ)上,提出了一種集成結(jié)構(gòu)支撐、力傳感等功能于一體的柔性壓電能量采集翅翼。選取PVDF壓電薄膜材料作為撲翼飛行器的翼膜,根據(jù)實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化,制成異形懸臂梁結(jié)構(gòu)的、柔性壓電翅翼。這種能量回收翅翼的突出優(yōu)點(diǎn)是不增加飛行器額外負(fù)載,也不影響翅膀的被動變形。從而保證在不影響飛行性能的前提下為飛行器回收能量。本文介紹了壓電輸出與形變、壓電輸出與升力的數(shù)學(xué)模型推演過程,結(jié)合等效電路理論提出影響輸出電壓和功率的關(guān)鍵因素并在實(shí)驗中進(jìn)行了驗證。并根據(jù)壓電材料特性和應(yīng)用場景特點(diǎn)嘗試解釋不符合數(shù)學(xué)模型的情形。文中研制了單自由度撲翼平臺進(jìn)行初步測試... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

幾種代表性撲翼飛行器然而撲翼飛行器的研究也面臨著一些問題

圖 1.2 兩種壓電工作模式ichards 等[31]建立了壓電能量回收系統(tǒng)的機(jī)電耦合系數(shù)、品質(zhì)因數(shù)和的數(shù)學(xué)模型，研究表明，品質(zhì)因數(shù)與阻尼相反，在高品質(zhì)因數(shù)振動系式能量流失較少，可以有更多機(jī)械能回收；機(jī)電耦合系數(shù)越高壓電

圖 1.3 鼠標(biāo)壓電能量采集[35]圖 1.4 PZT、PVDF 壓電片和貼在緊身衣上的位置[36]早在 2001 年 Nathan S. Shenck 等就將 PZT 雙晶片和 PVDF 薄膜分別應(yīng)用于鞋墊腳跟和腳掌部位[37]，在 0.9Hz 的步頻中功率分別為 8.4mW 和 1.3mW，如圖1.5 所示。2016 年清華大學(xué) WangXiaofeng 等人將 0.3mm 厚度 PVDF 壓電薄膜植

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]微型撲翼飛行器的仿生翼設(shè)計技術(shù)研究[D]. 劉嵐.西北工業(yè)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]微型撲翼飛行器設(shè)計與測試實(shí)驗的研究[D]. 潘勝利.吉林大學(xué) 2018
[2]兩自由度撲翼飛行器設(shè)計分析與樣機(jī)實(shí)驗研究[D]. 高乾.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]PVDF壓電薄膜及其傳感器的制備與性能研究[D]. 朱金海.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號：2906620