本文關(guān)鍵詞：半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)約化設(shè)計(jì)方法及半轉(zhuǎn)翼樣機(jī)的實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：隨著空氣動(dòng)力學(xué)和電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,仿生撲翼飛行器的研究逐步成為熱點(diǎn)。雖然撲翼機(jī)的結(jié)構(gòu)形式各有不同,但其原理都是模仿鳥(niǎo)或昆蟲(chóng)翅的擺動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)形式使翅翼受到很大的慣性力,限制了其在大型化方面的發(fā)展。半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是一種新型仿生機(jī)構(gòu),可以用不對(duì)稱(chēng)的轉(zhuǎn)動(dòng)代替往復(fù)擺動(dòng),避免了大慣性力的產(chǎn)生。但現(xiàn)有的半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式復(fù)雜、自重大,因此未能在仿生飛行領(lǐng)域取得突破。在此背景下,本文將探索簡(jiǎn)約化半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)形式,并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)半轉(zhuǎn)翼試驗(yàn)樣機(jī)。研究成果將為半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在仿生飛行領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論參考。首先分析曲柄搖塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),從而演化出最簡(jiǎn)半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的原理。通過(guò)添加一個(gè)由定位滑塊與帶槽動(dòng)軸產(chǎn)生的“局部約束”,解決曲柄搖塊機(jī)構(gòu)向簡(jiǎn)約化半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)衍變過(guò)程中出現(xiàn)的干涉及運(yùn)動(dòng)不確定問(wèn)題。同時(shí)分析簡(jiǎn)約化半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中半轉(zhuǎn)桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,為下一步各零件具體參數(shù)的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。分析局部約束的設(shè)計(jì)關(guān)鍵,在此基礎(chǔ)上,根據(jù)定位滑塊在帶槽動(dòng)軸中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)滑槽的形狀及尺寸�；赨G軟件,對(duì)簡(jiǎn)約化半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真驗(yàn)證,通過(guò)觀察運(yùn)動(dòng)效果和半轉(zhuǎn)桿角速度變化曲線,驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。在簡(jiǎn)約化半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)半轉(zhuǎn)翼試驗(yàn)樣機(jī)。首先參考撲翼機(jī)的設(shè)計(jì)原則選定半轉(zhuǎn)翼樣機(jī)的動(dòng)力源系統(tǒng),確定控制方案;其次確定整體設(shè)計(jì)方案,并對(duì)各零件的結(jié)構(gòu)形式及尺寸大小進(jìn)行分析計(jì)算;最后繪制樣機(jī)的虛擬模型并進(jìn)行制造及裝配,進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)際運(yùn)行效果。基于升力測(cè)試試驗(yàn)的要求,對(duì)半轉(zhuǎn)翼試驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行動(dòng)力平衡研究。分析樣機(jī)各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件所能產(chǎn)生的慣性力并進(jìn)行比較,確定樣機(jī)不平衡的原因;利用單自由度強(qiáng)迫振動(dòng)的方法計(jì)算樣機(jī)在豎直方向的位移變化,并通過(guò)對(duì)配重塊的優(yōu)化使樣機(jī)達(dá)到平衡狀態(tài);最后利用ADAMS對(duì)樣機(jī)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真,分析優(yōu)化的結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：簡(jiǎn)約化半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 局部約束 半轉(zhuǎn)翼實(shí)驗(yàn)樣機(jī) 動(dòng)力平衡
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)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;TB17
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 引言9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外仿生撲翼飛行器發(fā)展?fàn)顩r10-14
• 1.3 半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的產(chǎn)生及實(shí)現(xiàn)形式14-15
• 1.3.2 半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用15-16
• 1.4 本論文的意義及研究?jī)?nèi)容16-18
• 第二章 半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)約化設(shè)計(jì)方法18-26
• 2.1 引言18
• 2.2 構(gòu)成最簡(jiǎn)半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的思路18-19
• 2.3 最簡(jiǎn)半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征分析19-22
• 2.3.1 半轉(zhuǎn)桿的速度瞬心及不動(dòng)點(diǎn)19-20
• 2.3.2 半轉(zhuǎn)桿上各點(diǎn)的坐標(biāo)及速度分析20-22
• 2.4 簡(jiǎn)約化半轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)形式22-25
• 2.4.1 運(yùn)動(dòng)干涉的破除22-23
• 2.4.2 局部約束的提出23-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 局部約束的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真26-38
• 3.1 引言26
• 3.2 局部約束的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要求分析26
• 3.3 定位滑塊在帶槽動(dòng)軸中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)分析26-27
• 3.4 帶槽動(dòng)軸中滑槽曲線的設(shè)計(jì)27-31
• 3.4.1 帶槽動(dòng)軸中滑槽曲線的設(shè)想27-28
• 3.4.2 帶槽動(dòng)軸滑槽內(nèi)側(cè)弧的設(shè)計(jì)28-30
• 3.4.3 帶槽動(dòng)軸滑槽外側(cè)弧的設(shè)計(jì)30-31
• 3.5 局部約束設(shè)計(jì)的仿真驗(yàn)證31-37
• 3.5.1 各零件參數(shù)的確定31-33
• 3.5.2 基于UG的局部約束運(yùn)動(dòng)仿真33-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 第四章 半轉(zhuǎn)翼試驗(yàn)樣機(jī)的設(shè)計(jì)方案38-50
• 4.1 引言38
• 4.2 動(dòng)力源系統(tǒng)設(shè)計(jì)38-41
• 4.2.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)38-39
• 4.2.2 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)39-41
• 4.3 樣機(jī)設(shè)計(jì)方案的確定41
• 4.4 半轉(zhuǎn)翼試驗(yàn)樣機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)41-46
• 4.4.1 樣機(jī)的選材42
• 4.4.2 滾動(dòng)軸承的選型42
• 4.4.3 固定架尺寸確定42-44
• 4.4.4 樣機(jī)整體裝配模型44-46
• 4.5 樣機(jī)的虛擬模型46-47
• 4.6 樣機(jī)的加工及運(yùn)行實(shí)驗(yàn)47-49
• 4.7 本章小結(jié)49-50
• 第五章 半轉(zhuǎn)翼試驗(yàn)樣機(jī)的動(dòng)力平衡研究50-64
• 5.1 引言50
• 5.2 機(jī)構(gòu)不平衡的原因50-53
• 5.3 機(jī)構(gòu)不平衡對(duì)升力測(cè)試實(shí)驗(yàn)的影響分析53-56
• 5.3.1 物理模型54
• 5.3.2 數(shù)學(xué)模型54-55
• 5.3.3 模型求解及結(jié)果分析55-56
• 5.4 配重塊的優(yōu)化56-59
• 5.4.1 配重塊結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化57-59
• 5.4.2 配重塊安裝位置分析59
• 5.5 動(dòng)力學(xué)仿真59-63
• 5.5.1 虛擬樣機(jī)模型的建立59-61
• 5.5.2 仿真分析61-63
• 5.6 本章小結(jié)63-64
• 第六章 結(jié)論與展望64-66
• 6.1 全文總結(jié)64
• 6.2 研究展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果69-70
• 致謝70

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本文編號(hào)：879119