本文關(guān)鍵詞：仿生撲翼機器人的機械系統(tǒng)設(shè)計研究

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【摘要】：仿生撲翼飛行器由于其體積小巧、重量輕、機動靈活、低成本等優(yōu)點已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點。大自然中,鳥類的飛行是一個特別復(fù)雜的運動過程,主要涉及到的就是空氣動力學(xué)。因此,仿生撲翼飛行器研究的關(guān)鍵點主要在于如何最大化地提升仿生撲翼飛行器的升力,而提升升力的難點又在于對空氣動學(xué)性能的研究。本文在國內(nèi)外仿生撲翼飛行器的研究基礎(chǔ)之上,主要圍繞著翅翼的空氣動力學(xué)性能以及機械系統(tǒng)進行設(shè)計和研究：基于空間四連桿機構(gòu)設(shè)計了仿生撲翼飛行器傳動機構(gòu),對該機構(gòu)建立了數(shù)學(xué)模型并進行了動力學(xué)仿真分析；基于Fluent軟件對撲翼飛行器的翅翼進行了數(shù)值模擬,重點分析和研究了飛行速度對升力系數(shù)的影響以及撲動頻率對推力系數(shù)的影響,對于研究結(jié)論從翅翼氣動模型的角度給予了分析和解釋；對撲翼飛行器進行空氣動力學(xué)分析并建立氣動力學(xué)模型,使用MATLAB編寫了針對翅翼在正弦運動(上下?lián)鋭?與正弦運動(俯仰運動)的禍合下,計算升力系數(shù)和推力系數(shù)的算法程序,理論計算驗證了該算法的可行性,使用該算法程序著重分析了各個運動參數(shù)(拍動振幅,拍動頻率,相位差以及俯仰角)對升力和推力特性的影響；基于鳥類的仿生學(xué)公式,制作出了撲翼飛行器樣機；提出一種非對稱剛度柔性平板翼并進行了定性分析,進行了飛行試驗,飛行結(jié)果表明：該撲翼飛行器在空中具有良好的飛行性能；初步設(shè)計了仿生撲翼飛行器的通信實驗系統(tǒng),實驗表明：該系統(tǒng)能把撲翼飛行器的飛行信息實時的傳輸?shù)娇蛻舳瞬@示,為撲翼飛行器氣動力學(xué)性能的研究以及機械系統(tǒng)的設(shè)計提供參考。
【關(guān)鍵詞】：仿生撲翼飛行器 非定�？諝鈩恿W(xué) 升力系數(shù) 推力系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V276
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 引言9-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 仿生撲翼飛行器的研究現(xiàn)狀10-16
• 1.1.1 仿生撲翼飛行器的早期研究情況10
• 1.1.2 仿生撲翼飛行器的國內(nèi)外研究情況10-15
• 1.1.3 仿生撲翼飛行器國內(nèi)研究情況15-16
• 1.2 仿生撲翼飛行器研究中面臨的關(guān)鍵性問題16-17
• 1.3 課題研究意義17-18
• 1.4 課題主要研究內(nèi)容18-19
• 第二章 撲翼機構(gòu)運動學(xué)建模以及仿真分析19-27
• 2.1 引言19-21
• 2.2 撲翼傳動機構(gòu)運動學(xué)模型21-25
• 2.2.1 拍動角位移方程21-23
• 2.2.2 速度方程23-24
• 2.2.3 加速度方程24-25
• 2.3 仿真結(jié)果25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 基于FLUENT仿生翅翼的數(shù)值模擬27-36
• 3.1 FLUENT軟件簡介27-29
• 3.1.1 FLUENT求解步驟27
• 3.1.2 控制方程27-28
• 3.1.3 邊界條件28
• 3.1.4 UDF函數(shù)和動網(wǎng)格技術(shù)28-29
• 3.1.5 SIMPLE算法29
• 3.2 翅翼的運動方程29
• 3.3 計算步驟的設(shè)置29-30
• 3.4 仿真結(jié)果及分析30-34
• 3.4.1 飛行速度對升力系數(shù)的影響30-33
• 3.4.2 拍動頻率對推力系數(shù)的影響33-34
• 3.5 數(shù)值模擬結(jié)果與氣動模型對比34-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 第四章 撲翼飛行器非定�？諝鈩恿W(xué)研究36-47
• 4.1 非定�？諝鈩恿W(xué)模型的建立36-39
• 4.2 動力學(xué)參數(shù)分析算法39-40
• 4.3 撲翼模擬結(jié)果與計算分析40-45
• 4.3.1 算法理論驗證40-41
• 4.3.2 各個運動參數(shù)對升力系數(shù)和推力系數(shù)的影響41-42
• 4.3.3 拍動振幅對平均升力系數(shù)和平均推力系數(shù)的影響42
• 4.3.4 拍動頻率對升力系數(shù)和推力系數(shù)的影響42-43
• 4.3.5 相位差對升力系數(shù)和推力系數(shù)的影響43-44
• 4.3.6 俯仰角對升力系數(shù)和推力系數(shù)的影響44-45
• 4.4 對比研究45-46
• 4.5 本章小節(jié)46-47
• 第五章 仿生撲翼飛行器整機結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制作以及實驗47-62
• 5.1 引言47-48
• 5.2 機械系統(tǒng)的設(shè)計48-50
• 5.2.1 生物飛行的仿生學(xué)公式48
• 5.2.2 動力源選型48-49
• 5.2.3 傳動系統(tǒng)設(shè)計49-50
• 5.3 氣動系統(tǒng)的設(shè)計50-53
• 5.3.1 翅翼參數(shù)的估算50-51
• 5.3.2 翅翼的設(shè)計51-53
• 5.3.3 尾翼的設(shè)計53
• 5.4 整機建模與組裝53-54
• 5.5 樣機飛行測試與實驗54-56
• 5.6 撲翼飛行器無線通信實驗系統(tǒng)的初步設(shè)計56-61
• 5.7 本章小節(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 參考文獻64-68
• 在學(xué)期間的研究成果68-69
• 致謝69

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 趙鎖明;軸流式水輪機反向水推力系數(shù)Kp的求取及抬機力計算[J];陜西水力發(fā)電;1988年02期

2 張群峰;呂志詠;;軸對稱射流矢量噴管非矢量狀態(tài)下推力特性研究[J];航空計算技術(shù);2009年03期

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，

本文編號：814870