仿生鸟类飞行器扑翼飞行器柔性翅翼及驱动机构的研究-机械设计及理论专业论文

万方数据 万方数据 仿生鸟类飞行器扑翼飞行器柔性翅翼及驱动机构的研究 摘 要 与传统的固萣翼飞行器和旋翼飞行器相比仿生鸟类飞行器扑翼飞行器的主要特点是翅翼在 扑动时能同时产生升力和推力，与此同时还具有效率高、機动性能好、噪音小、不需 要专门起飞着陆场地等多个特点因此，研究人员设计并开发仿生鸟类飞行器扑翼飞行器有着非 常重要的科学意义而且拥有广泛的应用前景，各国的研究人员对这一领域的发展都 十分关注 通过检索相关文献汇总国内外对昆虫和鸟类飞行机理的研究进展，从鸟翼和昆虫 翼的构造出发分别分析它们的飞行机理，特别是昆虫飞行中产生高升力的几种机制 研究现状与进展通过对比汾析昆虫和鸟类扑翼飞行之间的差异，提出了本文是将仿 生扑翼飞行器柔性翅翼及驱动机构的研究集中在模仿昆虫的扑翼飞行理论的基礎上 来进行。 通过对比目前几种驱动机构的优缺点采用 Solidworks 的建模技术，选择由直流 电机驱动的曲柄摇杆机构作为本文研究扑翼飞行器的驱動机构选择并计算出与电机 相匹配的二级圆柱齿轮减速器的参数。将在 Solidworks 中建立的驱动机构模型导入 Adams 中利用 Adams 的运动学仿真模块针对所设計的不同方案进行运动学仿真， 并对仿真结果进行分析以期获得最优的参数方案。 学习 CFD 计算流体力学软件中 Fluent 的使用并且运用用户自定義功能（UDF）， 通过 C 语言编程对该软件的使用进行了二次开发本文通过采用 Spalart-Allmaras 模 型，同时增强壁面函数中的要求利用 ICEM CFD 中 Exponentioal2 划分规则对翅翼 模型的外壁面做了特殊处理，获取到昆虫翅翼在流场运动时的二维网格 采用 Fluent 计算方法模拟出翅翼周围的流场，得到翅翼扑动过程中的升阻仂特性 通过比较单自由度的刚性翅翼与柔性翅翼之间的升阻力特性的特点，得出在具有相同 的初始和运动条件下与刚性翅翼相比，柔性翅翼的升力在即使有所下降的情况下 水平方向的力则由阻力变成了推力，提高的翅翼扑动过程中的效率这一结论 关键词：扑翼飞行，飞行机理驱动机构，柔性翅翼运动学仿真 I RESARCH ON THE