两段式三自由度仿鸟扑翼飞行器机构设计与仿真分析

• 作者: 朱名康 朱建阳
• 来源期刊: 武汉科技大学学报（自然科学版）
• 关键词: 仿鸟扑翼飞行器 扑翼机构 三自由度 结构设计 气动力性能 仿真分析
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 页码范围: 213-219
• 页数: 7页
• 分类号: V276
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-3644.2021.03.008

摘要

针对现有仿鸟扑翼飞行器结构复杂、负载效率低等问题,本文通过将平行四连杆机构和齿轮齿条运动机构相结合,设计了一种新型仿鸟扑翼飞行器扑动机构,可以仅用一个驱动实现扑翼的扑动、折叠和扭转三个自由度的运动.首先,对所提出的新型扑翼机构进行理论分析,得出了扑动角、折叠角和扭转角与驱动角和杆长之间的关系式,并对机构杆长参数进行优化;然后利用ADAMS软件对机构进行仿真分析,得出扑动角、折叠角和扭转角随时间的变化曲线,验证了理论分析的正确性;随后,利用数值分析方法计算了扑翼在一个周期内的升力和推力,对比单自由度扑翼,三自由度扑翼机构气动性能有较大提升;最后,根据所设计的扑翼机构研制出了样机并进行扑动实验,结果显示,单电机驱动下,该机构运行平顺、稳定可靠,扑翼可有效地实现扑动、折叠和扭转.