学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

仿生扑翼飞行机器人的机理分析及其实验研究

作　者: 武立新
导　师: 周骥平
学　校: 扬州大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 仿生扑翼飞行机器人动物飞行机理尺度律扑翼驱动机构实验平台试验样机
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 532次
引　用: 4次
阅　读: 论文下载

内容摘要

仿生扑翼飞行机器人是一种具有新颖移动方式的、集多种前沿技术于一体的新概念仿生飞行器,目前已成为国际上的研究热点之一,无论在军事还是民用领域都有着广阔的应用前景。本文在总结了国内外最新研究成果基础上,围绕仿生扑翼飞行机理、仿生翼运动模型以及扑翼驱动系统展开了研究与探索。首先介绍了仿生扑翼飞行的研究背景,分析了仿生扑翼飞行的特点及其可观的应用前景;阐述了仿生扑翼飞行机器人的研究现状,探讨了目前和将来研究中所遇到的一些关键技术。基于空气动力学理论,对仿生扑翼飞行机器人的可行性进行了分析;探讨了动物飞行方式及其尺度律对仿生扑翼飞行机器人设计的启发,指出采用扑翼布局是解决在低雷诺数下飞行难点的一种可行方案;重点研究了动物扑翼飞行机理,为研制仿生扑翼飞行机器人设计提供了理论依据。根据动物扑翼系统特点,探讨了仿生翼设计的一些重要因素;重点提出了扑式和洗式运动模型的概念,并分析比较了两者的特点,详细探讨了扑式运动模型的实现;根据扑式运动模型,对扑翼运动过程进行分解,推导出气动力的数值计算公式。根据动物飞行尺度律,确定了样机设计参数;就基于MEMS和连杆机构的扑翼驱动机构设计方案进行了分析比较,探讨了扑翼驱动机构的实现途径和方法,并针对基于四杆机构的扑翼驱动机构进行了优化设计;根据样机功率需求,选择了适合扑翼样机的动力装置、能源,设计了减速机构和控制系统。首先用简易吊飞装置来验证样机的升力效果,接着采用自行研制的气动力测量实验平台,就悬停飞行和前飞对试验样机进行了气动力试验,并将测量结果和理论计算结果进行比较分析,为试验样机的试飞提供了控制方式的参考,为进一步的改进设计提供了技术参数。本文所有工作都取得了预期效果,相信随着研究工作的深入及相关技术的完善,仿生扑翼飞行机器人的研究必将取得突破性的进展。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
第一章绪论  8-21
  1．1 引言  8
  1．2 扑翼飞行特点及其应用前景  8-9
  1．3 仿生扑翼飞行机器人的研究现状  9-17
  1．4 仿生扑翼飞行机器人关键技术的思考  17-19
  1．5 本文的研究工作  19-20
  1．6 本章小结  20-21
第二章扑翼飞行机器人的仿生设计机理分析  21-42
  2．1 基本术语及相关空气动力学理论简介  21-25
  2．2 仿生扑翼飞行机器人的可行性分析  25-26
  2．3 仿生扑翼飞行机器人的尺度律问题  26-27
  2．4 动物飞行中的尺度律给扑翼飞行机器人设计的启示  27-32
  2．5 动物飞行方式与仿生扑翼飞行机器人的设计布局  32-35
  2．6 动物飞行机理分析  35-41
  2．7 本章小结  41-42
第三章仿生翼设计及其运动学和动力学研究  42-57
  3．1 飞行动物对扑翼系统设计的启示  42-45
  3．2 仿生翼的设计  45-49
  3．3 仿生扑翼飞行运动学分析  49-51
  3．4 仿生扑翼飞行动力学分析  51-56
  3．5 本章小结  56-57
第四章仿生扑翼飞行机器人样机的研制  57-72
  4．1 扑翼飞行机器人设计参数的确定  57-60
  4．2 扑翼驱动机构设计方案分析  60-65
  4．3 扑翼驱动系统的设计与分析  65-70
  4．4 仿生翼、机身、尾翼和控制系统  70
  4．5 试验样机  70-71
  4．6 本章小结  71-72
第五章仿生扑翼飞行机器人的实验研究  72-81
  5．1 气动力测量实验方法的探讨  72-73
  5．2 简易吊飞实验  73-75
  5．3 气动力测量实验平台的研制  75-77
  5．4 样机的风洞实验  77-80
  5．5 本章小结  80-81
第六章结论与未来工作展望  81-83
  6．1 研究的主要成果  81-82
  6．2 下一步研究工作展望  82-83
参考文献  83-89
致谢  89-90
作者在攻读硕士学位期间发表论文的情况  90

仿生扑翼飞行机器人的机理分析及其实验研究

内容摘要

全文目录

相似论文