撲翼飛行機器人由于具有飛行效率高、重量輕、抗干擾性能強、具備仿生隱蔽性等特點,非常適合于軍事偵察、環(huán)境探測、反恐防爆等軍用及民用領(lǐng)域。現(xiàn)有撲翼飛行器的研究大多為仿昆蟲或小型飛鳥的微型撲翼飛行機器人,飛行時間及載荷能力低;仿大中型鳥類的撲翼機器人少之又少,相關(guān)的研究成果也存在著實際飛行效率低、自主飛行性能不足甚至無自主飛行性能等缺點。為解決上述問題,本文充分考慮了大中型鳥類的氣動特性,設(shè)計了帶翼型的撲翼飛行機器人,研制樣機并搭建了性能測試平臺,開展實驗研究。基于撲翼飛行氣動特性及應用場景的分析,提出了一種帶翼型的撲翼飛行機器人結(jié)構(gòu)及機構(gòu)方案,提高了撲翼機器人的氣動特性。對鳥類飛行機理以及現(xiàn)有撲翼研究成果進行深入調(diào)研,開展了撲翼飛行機器人需求分析,以此為基礎(chǔ)設(shè)計了一種撲翼飛行機器人的系統(tǒng)框架,并對其傳動機構(gòu)和翅膀翼型開展詳細設(shè)計。傳動機構(gòu)用于連接直流無刷電機和翅膀,在設(shè)計幾種傳動機構(gòu)并開展實驗比較的基礎(chǔ)上,最終確定了效果最好的兩級齒輪傳動方案;翼型方面,在分析和比較常用翼型的升阻力特性后,確定了兩種翼型,使用profili軟件設(shè)計了撲翼飛行機器人的翅膀,并采用EPP進行注塑加工,實驗表明該...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究的目的和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 撲翼飛行機器人機械設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 需求分析及總體方案設(shè)計
        2.2.1 需求分析及指標要求
        2.2.2 總體方案設(shè)計
    2.3 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.3.1 傳動機構(gòu)的設(shè)計
        2.3.2 翅膀的設(shè)計
        2.3.3 尾翼的設(shè)計
        2.3.4 機身外殼的設(shè)計
        2.3.5 樣機結(jié)構(gòu)整體設(shè)計
    2.4 本章小結(jié)
第3章 運動學建模及姿態(tài)估計
    3.1 引言
    3.2 運動學模型的建立
        3.2.1 坐標系的確定
        3.2.2 姿態(tài)表示方法
        3.2.3 運動學方程的建立
    3.3 姿態(tài)估計
        3.3.1 互補濾波算法
        3.3.2 擴展的卡爾曼濾波算法
    3.4 本章小結(jié)
第4章 飛行控制器設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 開源飛行控制平臺選擇
        4.2.1 開源飛控硬件平臺選擇
        4.2.2 飛行控制器軟件設(shè)計
    4.3 自主飛行控制設(shè)計
        4.3.1 自穩(wěn)飛行控制策略設(shè)計
        4.3.2 一鍵起飛控制策略設(shè)計
    4.4 地面站
    4.5 本章小結(jié)
第5章 實驗分析
    5.1 引言
    5.2 室內(nèi)測力實驗
        5.2.1 力傳感器選型
        5.2.2 平臺測力實驗及數(shù)據(jù)分析
    5.3 室外飛行實驗
        5.3.1 風速風向測量平臺
        5.3.2 飛行模式介紹
        5.3.3 飛行實驗及結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3969025