扑翼微飞行器结构设计及其空气动力性能研究

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1、单位代码：分类号：学号：密级公开硕士学位论文论文题：扑翼微飞行器结构设十及其空气动力性能研究学位类别：，±学科专业：机械工程：程领域作者姓名：导师姓名：李德宝副教授完成时间：年月单位代码：密级：公开学号：分类号：硕士学位论文论文题目：扑翼微飞行器结构设计及其空气动力性能研究：‘学位类别：专业硕士专业名称：机械工程作者姓名：导师姓名：李德宝副教授完成时间：年月合肥工业大学专业硕士学位论文扑翼微飞行器结构设计及其空气动力性能研究作者姓名：舒宁指导教师：车德宅菌丨教授学科专业：机械工程研究方向：数字化设计及现代设计理论年月ADissertationSu

2、bmittedfortheDegreeofMasterTheResearchofFlappingWingMicroAircraftStructureDesignandAerodynamicPerformanceByShuNingHefeiUniversityofTechnologyHefei,Anhui,P.R.ChinaApril,2015合颶工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学学历硕士学位论文质量要求。猶委员会签名（工作单位、职称、姓名）主席，如激善委员：如卜？激碟政技‘政知’激齡务。讀到為後导师泰彳￥事孓教学位论文独

3、创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行独立研究工作所取得的成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不句含为获得合肥工业大学或其他■教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文成果做出贡献的个人和集体，本人已在论文中作了明确的说明，并表示谢意。学位论文中表达的观点纯属作者本人观点，与合肥工业大学无关。学位论文作者签名签名日期：片上年今月巧日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解合肥工业大学有关保留、使用学位论文的规定即：除保密期内的涉密学位论文外，学校有权保存并向

4、国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子光盘，允许论文被杳阅或借阅。本人授权合肥工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库，允许釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名指导教师签名：签名日期：方丨少年々月叫日签名日期：年令月巧日论文作者毕业去向工作单位：联系电话：通讯地址邮政编码致谢衷心感谢导师李德宝副教授对本人的悉心指导。从论文的选题、资料收集、课题的难点解答到论文的撰写都浸透着李老师的辛勤汗水。在两年半的硕士研宄生生活中，李老师治学严谨、知识渊博、待人宽厚给我留下了深刻

5、的印象。他的言传身教将使我终生受益。感谢合肥工业大学摩擦学研宄所为我提供优良的学习环境。同时向刘焜老师、胡献国老师、焦明华老师、尹延国老师、田明老师等摩擦所的所有老师表示感谢。摩擦所和诸位老师为每一位学生都营造了积极、优良的学习氛围，使我们终身受益。在本课题的研宄过程中，还得到了潘俊锋、查辉、武冠宏等同学的悉心帮助和指导，在此表示深深的感谢。最后要感谢参与论文评审和答辩的各位专家教授，能在百忙之中抽出宝贵时间对本论文进行评阅和审议。作者：舒宁年月摘要扑翼微飞行器是一种模仿自然界飞行鸟类依靠扑动翅膀产生飞行动力的新概念飞行机器人。由于其良好的隐蔽性

6、和卓越的飞行性能，在国内外受到广泛的关注，无论是军用还是民用领域都有着广阔的应用前景。首先简要介绍了微型飞行器的定义、背景及分类，着重对微型扑翼飞行器的概况进行了介绍，包括扑翼微飞行器的发展历程，国内外样机研究现状，以及目前在研究设计扑翼微飞行器中的面临的技术难点。接着，着重分析了各研宄机构研制的扑翼微飞行器，在详细研宄了其驱动结构后，确立了双曲柄双摇杆的驱动结构，并对曲柄摇杆机构的原理进行了分析研究，给出了曲柄摇杆机构在扑翼中的限制条件。从鸟类的生理结构出发，系统分析了鸟类的飞行动作以及其产生高升力的机理。通过对现有两自由度扑翼机构的方案分析，

7、确立了凸轮一导槽的扑翼扭转机构，并且引入了球形铰链结构，由此设计出一款新型的两自由度扑翼驱动结构。参照由尺度律所评估的扑翼相关参数，对飞行器的减速系统、翅翼和尾翼结构进行了的设计，利用建立了三维模型，并通过运动学仿真验证了扑翼机构可以良好的实现所需运动。利用分析软件以及嵌入和动网格技术对飞行器翅翼的气动力性能进行了数值模拟，分析比较了两自由度扑翼机构与单自由度扑翼机构对气动力性能的影响，结合实际参数，计算了微型扑翼飞行器做两自由度扑动时所受到的气动力。利用动力学分析软件，将所计算得到的扑翼气动力样条函数加载到机翼上进行动力学仿真析比较一个扑动周期

8、内各关键连接点的受力情况，为后续的样机制作提供理论依据。关键词：扑翼微飞行器；双曲柄双摇杆机构；动网格；两自由度；动力学仿真Abstra