用于微小型旋翼飞行器的超声电机的基础研究
发布时间：2022-01-13 07:48
随着人们对有限空间内监控、探测、救援等需求逐步增加,微型飞行器正在成为研究热点。超声电机由于具有高能量密度、结构简单紧凑等优点受到广泛关注,但是近年来开发出的高转速旋转超声电机存在驱动电压过高、激励方式复杂、能量效率较低等问题,未能实现在微型飞行器中的应用。本文旨在针对微小型旋翼飞行器动力装置存在的问题,探索压电驱动新方法,设计新型高转速旋转超声电机,主要研究内容和取得的进展如下:1.针对现有微型飞行器动力装置存在的问题,设计了基于面内驻波驱动的多辐条式薄板型旋转超声电机。利用有限元方法对结构参数进行了优化,对压电振子进行了模态规划和分析,结果表明其具有结构和激励方式简单等特点。2.加工并装配了超声电机原理样机,其重量为2g,最佳工作频率带为98.3kHz到98.7kHz,最佳弹簧预压力为0.5N。对压电振子进行了优化,优化后的原理样机输出性能显著提高,在20Vpp驱动电压下空载转速达到3340rpm,输出力矩为0.284 mN·m,能量效率达到51%,优于相似尺寸下直流电机的能量效率。原理样机的实验结果表明其具有低电压驱动、输出易于调控等特点。3.为使所设计的超...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微型飞行器新原理动力装置
的微型滑翔机 （b）基于 EA图 1.1 微型飞行器新原理动力装置MAV机可以使用内燃机、微型涡轮发动机和直流电磁量级后，绝大多数固定翼和旋翼微型飞行器的动行器，只是需要一个额外的联动机构把电机的旋已经公布的、较为著名的直流电机驱动的 MAVx Dynamics 公司设计制造的一款军用无人微型飞年，于 2012 年初进入批量生产阶段，现服役于英汗战场，该直升机装有提供全动态影像和照片的效地减少前线作战士兵的伤亡人数，满足作战英军部分性能及结构参数如下：总长度：100mm，机照相摄像机在内），最大飞行速度：10m/s，续航时还可以切换遥控模式和内置 GPS 定位系统的自动
用于微小型旋翼飞行器的超声电机的基础研 到 130g 之间，尺寸在 60-360mm 不等，其代表上最轻的对转式同轴螺旋桨遥控直升机，质在飞行过程中的自稳定性。其特有的维持微然不同，他们所设计的微型直升机转子可在抑制扰动。这种不依赖于离心力的设计概念小了飞行器在水平方向的飞行速度。“Nanoflye模块使其在起飞和偏航时可受控[28]。“Nanof参数为：转子：85mm（四叶片对转式转子），路），采用 4×8mm 直流电机驱动，续航时间为
【参考文献】：
期刊论文
[1]微型飞行器的设计原则和策略[J]. 昂海松. 航空学报. 2016(01)
[2]微型旋翼飞行器的现状分析和发展趋势初探[J]. 胡佳依,杜鹏. 科技视界. 2014(07)
[3]人造昆虫——微型飞行器[J]. 沈海军,王旭. 百科知识. 2014(01)
[4]微型旋翼悬停状态气动性能分析方法[J]. 唐正飞,王畅,高卓飞. 南京航空航天大学学报. 2011(03)
[5]斜槽式纵扭模态转换型超声电机在不同摩擦副下的负载特性研究[J]. 杨淋,丁庆军,黄卫清,赵淳生. 中国电机工程学报. 2010(15)
[6]新型惯性式直线超声压电电机的运动机理及实验研究(英文)[J]. 金家楣,时运来,李玉宝,赵淳生. 光学精密工程. 2008(12)
[7]小型飞行器空气动力学[J]. Thomas J.Muller,nd.edu,James D.Delaurier,utias.utoronto.ca,于鑫,孙茂. 力学进展. 2004(02)
[8]生物运动仿生力学与智能微型飞行器[J]. 崔尔杰. 力学与实践. 2004(02)
[9]微型直升机的研制与发展[J]. 蔡汝鸿. 直升机技术. 2002(04)
博士论文
[1]纵扭复合型超声电机的研究[D]. 杨淋.南京航空航天大学 2010
本文编号：3586016
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微型飞行器新原理动力装置
的微型滑翔机 （b）基于 EA图 1.1 微型飞行器新原理动力装置MAV机可以使用内燃机、微型涡轮发动机和直流电磁量级后，绝大多数固定翼和旋翼微型飞行器的动行器，只是需要一个额外的联动机构把电机的旋已经公布的、较为著名的直流电机驱动的 MAVx Dynamics 公司设计制造的一款军用无人微型飞年，于 2012 年初进入批量生产阶段，现服役于英汗战场，该直升机装有提供全动态影像和照片的效地减少前线作战士兵的伤亡人数，满足作战英军部分性能及结构参数如下：总长度：100mm，机照相摄像机在内），最大飞行速度：10m/s，续航时还可以切换遥控模式和内置 GPS 定位系统的自动
用于微小型旋翼飞行器的超声电机的基础研 到 130g 之间，尺寸在 60-360mm 不等，其代表上最轻的对转式同轴螺旋桨遥控直升机，质在飞行过程中的自稳定性。其特有的维持微然不同，他们所设计的微型直升机转子可在抑制扰动。这种不依赖于离心力的设计概念小了飞行器在水平方向的飞行速度。“Nanoflye模块使其在起飞和偏航时可受控[28]。“Nanof参数为：转子：85mm（四叶片对转式转子），路），采用 4×8mm 直流电机驱动，续航时间为
【参考文献】：
期刊论文
[1]微型飞行器的设计原则和策略[J]. 昂海松. 航空学报. 2016(01)
[2]微型旋翼飞行器的现状分析和发展趋势初探[J]. 胡佳依,杜鹏. 科技视界. 2014(07)
[3]人造昆虫——微型飞行器[J]. 沈海军,王旭. 百科知识. 2014(01)
[4]微型旋翼悬停状态气动性能分析方法[J]. 唐正飞,王畅,高卓飞. 南京航空航天大学学报. 2011(03)
[5]斜槽式纵扭模态转换型超声电机在不同摩擦副下的负载特性研究[J]. 杨淋,丁庆军,黄卫清,赵淳生. 中国电机工程学报. 2010(15)
[6]新型惯性式直线超声压电电机的运动机理及实验研究(英文)[J]. 金家楣,时运来,李玉宝,赵淳生. 光学精密工程. 2008(12)
[7]小型飞行器空气动力学[J]. Thomas J.Muller,nd.edu,James D.Delaurier,utias.utoronto.ca,于鑫,孙茂. 力学进展. 2004(02)
[8]生物运动仿生力学与智能微型飞行器[J]. 崔尔杰. 力学与实践. 2004(02)
[9]微型直升机的研制与发展[J]. 蔡汝鸿. 直升机技术. 2002(04)
博士论文
[1]纵扭复合型超声电机的研究[D]. 杨淋.南京航空航天大学 2010
本文编号：3586016
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