仿鸟扑翼飞行器扑翼机构的设计及运动仿真

为完成仿鹰鸟飞行器扑翼机构设计,首先给出鹰鸟飞行的参数,接下来选取飞行器的扑翼机构,并进行了尺寸计算,最后进行三维建模,并实现运动仿真,结果表明仿真数据与鹰鸟飞行参数一致,验证了机构设计及尺寸计算的正确性。     

微扑翼机构的运动优化设计

提出一种机构的设计方案,用于模仿鹰蛾翅翼的运动。翅翼的运动包括拍打和旋转。机构由齿轮五杆机构和摇块机构组成。通过对机构进行优化设计,使齿轮五杆机构实现翼尖的“8”字轨迹运动,摇块机构实现翅翼的旋转运动。最后对机构进行了仿真分析,验证了此机构的可行性。     

仿生扑翼飞行器扑翼驱动机构的设计探讨

本文在简要介绍扑翼飞行器驱动特点及分类的基础上,就基于MEMS技术和基于连杆机构扑翼驱动的机构设计进行了分析比较,探讨了扑翼驱动机构的实现途径和方法。     

基于模糊评判与优化的微型扑翼飞行器扑动机构综合设计方法

针对微型扑翼飞行器曲柄摇臂扑动机构,提出了影响扑动机构综合性能档方法对多种曲柄摇臂扑动机构方案进行优选,并对获选方案进行优化设计,在此基础上形成了微型扑翼飞行器扑动机构综合设计方法.样机研制和外场试飞证明了文中方法对提高扑动机构综合性能是有效的.     

两自由度扑翼机构及其运动仿真研究

分析了昆虫的扑翼机理,探讨了不同类型扑翼机构的特点,在此基础上设计了以单一驱动器作为动力源的两自由度扑翼机构,并进行了运动仿真,仿真结果表明扑翼机构能实现飞行所需的拍动和转动.     

两自由度扑翼机构及其运动仿真研究

分析了昆虫的扑翼机理,探讨了不同类型扑翼机构的特点,在此基础上设计了以单一驱动器作为动力源的两自由度扑翼机构,并进行了运动仿真,仿真结果表明扑翼机构能实现飞行所需的拍动和转动。     

微型扑翼飞行器驱动系统工程设计方法

以微型扑翼飞行器研制为背景,从系统的角度提出了一种仿生扑翼驱动系统的工程设计方法。根据仿生尺度率原理,对微型扑翼飞行器的总体参数进行了初步设计,提出了驱动系统的设计目标。进行了扑动翼风洞实验,以实际能达到的飞行状态为标准对实验数据进行分析处理,获得了扑动参数的可行范围和功耗需求。对微型无刷电机进行了工作特性测试,得到了电机转速、转矩、输出功率、效率等的拟合关系。综合考虑扑动参数可行范围、功耗需求和电机特性等多个因素,对驱动系统的减速比分配、减速器优化和四连杆扑动机构计算等方面进行了设计,得到了具有良好系统匹配性能的微型扑翼驱动系统,并通过样机研制和飞行实验证明了设计方法的有效性与可行性。所得研究结论对微型扑翼飞行器的工程设计和研制有一定指导意义。     

基于半转机构的扑翼飞行器的设计

针对国内外现有飞行器的发展现状,设计了一款旋转式扑翼仿生飞行器。该飞行器采用半转机构来模拟鸟类飞行,使飞行器能够产生很高的升力。介绍了设计的总体方案和工作原理,详细设计了飞行器的机械结构和控制装置,运用了UG软件对飞行器三维建模、虚拟装配和运动仿真,对制造实物提供了有用的研究价值。     

多自由度扑翼飞行器驱动机构的设计与分析

为了提高扑翼飞行器的飞行性能,借鉴中小型鸟类的飞行运动特征,设计了一种基于空间连杆机构的新型多自由度扑翼机构。首先,通过运动学分析建立了扑翼飞行器驱动机构的运动学模型;然后,在Adams仿真软件中建立了扑翼机构仿真分析模型,对理论分析进行了验证。结果表明,所设计的驱动机构通过单自由度驱动就能够实现扑动、扭转、偏转多个自由度耦合运动。其中,上扑动极限为34.65°、下扑动极限为-29.66°,最大扭转角为15.05°,最小扭转角为-14.9°,偏转角范围为-5.01°～5.21°;输出的“8”字形轨迹与中小型鸟类飞行时的翼尖轨迹相同,具有良好的气动性能。仿真得到的运动学参数与理论计算一致,验证了理论计算的正确性。     

机器鸟扑翼仿生机构研究

通过对鸟类翅膀的生理结构和运动特征的分析,分别从扑翼鸟的翅膀骨骼机构和飞行中翅膀运动规律两个仿生学角度设计了鸟类翅膀的驱动平面机构。并利用机构设计软件SAM6.0对其进行了运动学的仿真,仿真效果优异,从而为仿生大型鸟类机体设计提供了参考     

涵道式无人飞行器的动力学建模与运动稳定性分析

涵道式无人飞行器在起飞/着陆过程中,由于近地空间复杂气流等扰动的作用,极易产生钟摆振动、精度降低、失控坠落等运动失稳现象。针对求解动力学方程或Lyapunov直接法分析系统运动稳定性存在着方程难以求解及Lyapunov函数难以构建等问题,通过Lyapunov指数方法建立了飞行器结构参数与系统运动稳定性之间的量化关系,为指导系统的机械结构设计及控制系统优化,提高其系统的可靠性和稳定性提供参考。该方法与Lyapunov直接法相比,具有可构建性、计算过程简单等特点。     

基于起跳稳定性的仿蝗虫八杆跳跃机器人设计

通过模仿蝗虫起跳过程中的后足胫节末端的直线运动轨迹和起跳稳定性,提出了一种仿蝗虫八杆跳跃机器人设计方法。建立运动学模型并利用天牛须搜索算法对机构的尺寸参数进行优化设计,优化后的八杆跳跃机构的等效胫节末端轨迹和蝗虫后足胫节起跳过程的末端轨迹吻合,基本为一条斜直线。基于拉格朗日方程对八杆跳跃机构的起跳动力学进行建模,并分析了身体所在杆的质心位置对起跳过程的影响,发现通过增大等效跗节杆的质量能提高起跳动力学稳定性。根据运动学和动力学分析的结果,设计了仿蝗虫八杆跳跃机器人,并利用高速摄像机搭建实验平台记录其起跳过程,验证了等效跗节杆的质量对起跳动力学稳定性具备有效的调节效果。     

曲臂式高空作业车液压系统设计及研究

液压技术的快速发展给我国高空作业车的开发、研制奠定了技术基础。通过对高空作业车的整体设计要求,完成了对高空作业车主要装置和与其对应的液压系统的设计。曲臂式高空作业车由底盘、动力系统、液压系统、扩桥装置、转向装置、回转装置、变幅装置、伸缩臂装置、调平装置、作业斗摆动装置和电控系统等构成。根据控制系统需要控制的执行元件较多、多个执行元件需要比例控制的特点,系统采用了内置比例流量阀的插装阀块的控制形式实现对工作装置多任务协调控制的控制要求。作为独立驱动车辆,行走驱动系统的设计是本车的关键技术之一。为了实现行走系统的远程调速性能以及实现节能高效、稳定的性能,采用了变量泵控双速马达的液压闭式回路作为行走驱动系统的回路形式。依据液压系统的设计原理,详细探讨了曲臂式高空作业车液压系统的设计方法,为各种类型高空作业车液压系统的设计提供了一个完善的设计方法和平台。     

曲臂式高空作业车主臂变幅机构模糊控制研究

对曲臂式高空作业车变幅作业臂伸缩功能的控制方法进行了研究。首先分析作业臂的运动情况,在此基础上提出工作平台垂直爬升系统的控制方案,然后建立系统数学模型,最后采用模糊PID对变幅作业臂伸缩系统进行控制,利用Matlab软件建立了仿真模型并进行仿真分析。     

小曲柄齿轮五杆轨迹同源机构的尺度综合研究

讨论了小曲柄齿轮五杆机构的尺寸约束条件,根据复矢量理论和Fourier级数理论,分析了小曲柄齿轮五杆机构连杆轨迹谐波特征参数的特性,为数值图谱库中数据的压缩奠定了理论基础,建立了较为完善的小曲柄齿轮五杆机构连杆转角算子谐波特征参数的数值图谱,并对双曲柄齿轮五杆轨迹同源机构的几何关系进行了分析,实现了利用数值图谱法进行小曲柄齿轮五杆轨迹同源机构的尺度综合.综合算例表明该方法实用方便.     

一种仿蝗虫跳跃机器人的能量转换机制及跳跃稳定性设计

通过对蝗虫蹬腿跳跃方式的模拟,研制了一种新型的可连续跳跃的机器人。在研究起跳过程能量转换机制的基础上,设计了扭簧弹跳机构。扭簧在减速电机和机身轨道的共同作用下,完成连续的腿部收缩和起跳过程,同时可以实现稳定着陆以保证多次跳跃。为进一步增强跳跃机器人在不同表面起跳的适应能力,通过建立蝗虫钩爪的抓附模型,分析了蝗虫在不同粗糙度表面起跳中脚垫与钩爪的协同作用,设计了黏附垫与钩爪共同作用的仿生跳跃底座结构。     

飞行汽车项目促进模块化垂直起降运输无人机的发展

长期以来,美国十分重视无人航空器的发展。受“飞行吉普车”项目的启发,洛克希德·马丁公司推出了一种融合复合直升机技术和无人机技术的模块化运输型无人机概念。本文就飞行汽车项目在模块化垂直起降运输无人机发展中的应用分析。     

变姿飞行机器人及其关键技术

变姿飞行机器人是一种具有垂直起降功能的无人机,并且能够像固定翼飞机那样水平前飞.文中介绍了基于涵道风扇技术变姿飞行机器人的发展现状及趋势,还分析了变姿飞行机器人变姿的方式及关键技术.     

基于视觉的小型四旋翼无人机自主飞行控制

提出为实现小型四旋翼无人机自主飞行控制,设计一种基于视觉的飞行控制方法,并搭建嵌入式控制架构飞行试验平台。在控制过程中,光流信息与姿态角信息进行融合用于估计无人机水平位置信息,利用获取到的水平位置信息作为内外环结构的比例微分积分(Proportion integration differentiation,PID)控制器外环反馈信息。不同于传统的基于地面站的控制架构试验平台,该飞行系统中采用了一个嵌入式控制架构的试验平台。该平台依靠机载嵌入计算机进行光流计算、运动状态估计,并采用机载飞行控制器执行控制算法。这种嵌入式控制架构工程实现难度高,但更利于实现四旋翼无人机的全自主飞行控制。试验结果表明,提出的设计方法取得了较好全自主飞行控制效果。     

齿轮五杆机构轨迹曲线生成系统的研制

借助于计算机辅助设计的方法,研制了齿轮五杆机构的轨迹曲线生成系统。该系统可以研究齿轮五杆机构中各个参数对轨迹曲线的影响,并能以动画客观地显示出机构中各构件的速度、加速度等的变化情况,为齿轮五杆机构的轨迹综合提供了可参考的依据。