单自由度扑翼机及其推重比的研究
发布时间：2021-03-06 21:07
电子通信以及能源材料的不断发展,使得扑翼机在近几十年来也得到了发展,并广泛应用于灌溉、航拍、救灾及军事侦查等领域。随着扑翼机的发展,对扑翼机的性能要求也在不断提升。国内外关于扑翼机的研究也随之增加。本文就中型规格的扑翼机的制作和自主设计的静态力实验测力系统两个方面对扑翼机进行讨论。首先,从扑翼机的历史出发,人们观察鸟类飞行活动,然后再动手制作原始的飞行器,随后明白只模仿制作翅膀是不能实现飞行的,还要有机械传动装置才可以。至此,较完整的扑翼机模型就此产生。上世纪90年代末,扑翼机进入黄金发展阶段,随后,美国、德国、荷兰、日本、加拿大等国都相继投入到这一领域进行研究。国内虽然起步较晚,但是近年来的研究势头很盛,表现出很强的追赶之势。在理论研究方面,各国积累了不少的经验,通过摄像机的高速清晰联拍,再通过理论分析鸟类与昆虫飞行的机理,结合鸟类和昆虫在低雷诺数环境下飞行条件最佳,总结出鸟类与昆虫实现空中飞行所需的推力和升力。本文亦根据前人的经验,对传动装置、机翼以及尾翼进行设计并用碳纤杆组装,自主设计出了第一个翼展为106cm的中型扑翼机模型,弥补了扑翼机模型在这一规格上的空白。本文亦通过实验室...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－４蒸汽机扑翼机??
英国伦敦博览会上，英国人哈尔格莱夫ｔ６＿％制作成了带有发动机的实用模型的扑翼机；德??国人李林塔尔制作了具有一台小型的发动机的扑翼机，作为扑翼机的备用能量。这些理??论与实践在扑翼机发展过程中具有非常重要的作用，如图１－４所示，是带有蒸汽机的扑??翼机模型。??Ｊｈｖ＇：?＾??图１－４蒸汽机扑翼机??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?ｓｔｅａｍ?ｅｎｇｉｎｅ?ｆｌａｐｐｉｎｇ?ｗｉｎｇ?ｍａｃｈｉｎｅ??２０世纪初的时候，人们终于完美的解决了动力问题，１９０３年莱特兄弟的飞机就上??了天。随着飞机的不断完善，飞机的种类也越来越多，人类航空事业得到空前迅猛发展。??３??
从而产生向前的推力和向上的升力，达到克服自身重力的目的，实现飞行。经过不断的??改进，由最开始的只能飞行９ｓ到后来的接近２３ｍｉｎ。在自身重量的基础上还能负载一部??微型摄像机。理论上，如果电池能量足够的话，可以实现无限续航。如图１－６所示，是佐??治理工学院研发的基于往复式化学肌肉ＲＣＭ［１５＇Ｉ９］?（Ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?Ｍｕｓｃｌｅ）??技术的仿昆虫的微型扑翼飞行器。由外形我们可以看出，扑翼机是对称结构的，类似于??蝴蝶形状，翅膀内可以存放飞行时所需的能量，尾部有天线用于保持飞行时的平衡，底??部有脚，当着地时可以实现慢速的移动和静立；平衡性能和自身ｌ〇ｇ的重量，也使得它??可以实现空中悬停。如图１－７所示，是加州大学伯克利分校研制的为了测评智能飞行鲁??棒性的ｉｂｉｒｄ－ｂｏｔ＾２５＾型扑翼飞行器。它在１．４ｇ的电路模块下集成了?ＣＰＵ芯片、微型??摄像机、陀螺仪、加速度传感器等原件。如图１－８所示，是美国环境宇宙公司研发的蜂??鸟扑翼无人机。其整体宽度不超过７．５ｃｍ，重量不超过１０ｇ，是完全依靠翅膀的煽动把??空气能转换为动能实现飞行，并能在盘桓飞行中控制飞行方向。噪声系数小，能量??转换率高
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MATLAB与ADAMS对扑翼机构优化仿真分析[J]. 修星晨,朱洪俊,谢铎,孙智勇. 机械设计与制造. 2017(S1)
[2]微扑翼机的翼面形状对其气动特性的影响及样机制作[J]. 田培培,金晓怡,黄立新,邢亚飞,朱建柳. 机械设计与研究. 2017(02)
[3]扑动参数对多段扑翼机气动特性的影响与分析[J]. 韩小龙,郑祥明,昂海松,朱志东. 江苏航空. 2016(03)
[4]扑翼飞行器非定常气动特性研究[J]. 王建领,何广平,狄杰建. 飞行力学. 2016(03)
[5]基于MEMS技术的SU-8仿昆虫微扑翼飞行器设计及制作[J]. 迟鹏程,张卫平,陈文元,李洪谊,孟坤,崔峰,刘武,吴校生. 机器人. 2011(03)
[6]N-S方程数值研究翼型对微型扑翼气动特性的影响[J]. 杨文青,宋笔锋,宋文萍. 计算力学学报. 2011(02)
[7]微扑翼飞行器驱动装置设计与翅翼轨迹控制仿真研究[J]. 张西金,方宗德,杨小辉,苏进展. 系统仿真学报. 2011(04)
[8]微型扑翼低雷诺数绕流气动特性研究[J]. 杨文青,宋笔锋,宋文萍,李占科. 空气动力学学报. 2011(01)
[9]蝴蝶翼面形状对绕流结构的影响[J]. 胡烨,王晋军,张草,张攀峰. 空气动力学学报. 2010(02)
[10]仿生扑翼型机器鱼驱动机构的设计[J]. 胡蓉,王卫兵,郭全林,王虎挺,曹锋. 石河子大学学报(自然科学版). 2010(01)
博士论文
[1]多自由度扑翼微型飞行器设计研究[D]. 朱保利.南京航空航天大学 2007
[2]仿生微型飞行器若干关键问题的研究[D]. 左德参.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]扑翼飞行机理和仿生扑翼机构的研究[D]. 朱宝.南京航空航天大学 2010
[2]仿生扑翼飞行机器人的动力特性与驱动机构研究[D]. 端义霞.扬州大学 2008
[3]微扑翼飞行器动力学仿真及驱动机构优化设计[D]. 周凯.西北工业大学 2007
[4]微小扑翼飞行器机翼及机构模型的设计与实验研究[D]. 彭跃林.西北工业大学 2003
本文编号：3067815
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－４蒸汽机扑翼机??
英国伦敦博览会上，英国人哈尔格莱夫ｔ６＿％制作成了带有发动机的实用模型的扑翼机；德??国人李林塔尔制作了具有一台小型的发动机的扑翼机，作为扑翼机的备用能量。这些理??论与实践在扑翼机发展过程中具有非常重要的作用，如图１－４所示，是带有蒸汽机的扑??翼机模型。??Ｊｈｖ＇：?＾??图１－４蒸汽机扑翼机??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?ｓｔｅａｍ?ｅｎｇｉｎｅ?ｆｌａｐｐｉｎｇ?ｗｉｎｇ?ｍａｃｈｉｎｅ??２０世纪初的时候，人们终于完美的解决了动力问题，１９０３年莱特兄弟的飞机就上??了天。随着飞机的不断完善，飞机的种类也越来越多，人类航空事业得到空前迅猛发展。??３??
从而产生向前的推力和向上的升力，达到克服自身重力的目的，实现飞行。经过不断的??改进，由最开始的只能飞行９ｓ到后来的接近２３ｍｉｎ。在自身重量的基础上还能负载一部??微型摄像机。理论上，如果电池能量足够的话，可以实现无限续航。如图１－６所示，是佐??治理工学院研发的基于往复式化学肌肉ＲＣＭ［１５＇Ｉ９］?（Ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?Ｍｕｓｃｌｅ）??技术的仿昆虫的微型扑翼飞行器。由外形我们可以看出，扑翼机是对称结构的，类似于??蝴蝶形状，翅膀内可以存放飞行时所需的能量，尾部有天线用于保持飞行时的平衡，底??部有脚，当着地时可以实现慢速的移动和静立；平衡性能和自身ｌ〇ｇ的重量，也使得它??可以实现空中悬停。如图１－７所示，是加州大学伯克利分校研制的为了测评智能飞行鲁??棒性的ｉｂｉｒｄ－ｂｏｔ＾２５＾型扑翼飞行器。它在１．４ｇ的电路模块下集成了?ＣＰＵ芯片、微型??摄像机、陀螺仪、加速度传感器等原件。如图１－８所示，是美国环境宇宙公司研发的蜂??鸟扑翼无人机。其整体宽度不超过７．５ｃｍ，重量不超过１０ｇ，是完全依靠翅膀的煽动把??空气能转换为动能实现飞行，并能在盘桓飞行中控制飞行方向。噪声系数小，能量??转换率高
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MATLAB与ADAMS对扑翼机构优化仿真分析[J]. 修星晨,朱洪俊,谢铎,孙智勇. 机械设计与制造. 2017(S1)
[2]微扑翼机的翼面形状对其气动特性的影响及样机制作[J]. 田培培,金晓怡,黄立新,邢亚飞,朱建柳. 机械设计与研究. 2017(02)
[3]扑动参数对多段扑翼机气动特性的影响与分析[J]. 韩小龙,郑祥明,昂海松,朱志东. 江苏航空. 2016(03)
[4]扑翼飞行器非定常气动特性研究[J]. 王建领,何广平,狄杰建. 飞行力学. 2016(03)
[5]基于MEMS技术的SU-8仿昆虫微扑翼飞行器设计及制作[J]. 迟鹏程,张卫平,陈文元,李洪谊,孟坤,崔峰,刘武,吴校生. 机器人. 2011(03)
[6]N-S方程数值研究翼型对微型扑翼气动特性的影响[J]. 杨文青,宋笔锋,宋文萍. 计算力学学报. 2011(02)
[7]微扑翼飞行器驱动装置设计与翅翼轨迹控制仿真研究[J]. 张西金,方宗德,杨小辉,苏进展. 系统仿真学报. 2011(04)
[8]微型扑翼低雷诺数绕流气动特性研究[J]. 杨文青,宋笔锋,宋文萍,李占科. 空气动力学学报. 2011(01)
[9]蝴蝶翼面形状对绕流结构的影响[J]. 胡烨,王晋军,张草,张攀峰. 空气动力学学报. 2010(02)
[10]仿生扑翼型机器鱼驱动机构的设计[J]. 胡蓉,王卫兵,郭全林,王虎挺,曹锋. 石河子大学学报(自然科学版). 2010(01)
博士论文
[1]多自由度扑翼微型飞行器设计研究[D]. 朱保利.南京航空航天大学 2007
[2]仿生微型飞行器若干关键问题的研究[D]. 左德参.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]扑翼飞行机理和仿生扑翼机构的研究[D]. 朱宝.南京航空航天大学 2010
[2]仿生扑翼飞行机器人的动力特性与驱动机构研究[D]. 端义霞.扬州大学 2008
[3]微扑翼飞行器动力学仿真及驱动机构优化设计[D]. 周凯.西北工业大学 2007
[4]微小扑翼飞行器机翼及机构模型的设计与实验研究[D]. 彭跃林.西北工业大学 2003
本文编号：3067815
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