部分柔顺翅翼机构及其动力学分析-论文.pdf

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1、第36卷第05期部分柔顺翅翼机构及其动力学分析文章编号：1004—2539(2012)05—0001—05部分柔顺翅翼机构及其动力学分析李金龙谢进陈永(西南交通大学机械工程学院，四JII成都610031)摘要提出将包含“固定一铰接”的柔顺片段的部分柔顺机构作为微扑翼飞行器的翅翼机构。在简要介绍刚性、含弹簧和部分柔顺三种翅翼机构的结构和特点之后，利用伪刚体法对部分柔顺翅翼机构进行了动态静力分析，并将结果与相同条件下刚性及含弹簧的翅翼机构进行了比较。研究表明部分柔顺和含弹簧的翅翼机构都能明显地减小刚性翅翼机构的运动副反力和平衡力矩的峰值，而在一周期内部分柔顺翅翼机构运动副反力和平衡

2、力矩的平均值比含弹簧翅翼机构的平均值的要小。通过验证，这些结论在不同的曲柄转速下是相同的。关键词柔顺机构伪刚体动态静力学法翅翼机构PartiallyCompliantFlappingMechanismandItsDynamicsAnalysisLiJinglongXieJinChenYong(SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)AbstractApartiallycompliantmechanism，composedofafixed—pinnedsegment

3、sisproposedtobeasaflap-pingmechanismforaflapping—wingmicroairvehicle．Threetypesofflappingmechanism，namelyrigidflappingmechanism，rigidflappingmechanismwithspring，andpartiallycompliantflappingmechanismareintroduced．Then，thedynamicsanalysisofthepartiallycompliantflappingmechanismiscarriedoutbas

4、edonthepseudorigid—bodymodelmethod．Theoutcomesoftheanalysisarecomparedwiththosefromanalysisofrigidflappingmechanismandrigidflappingmechanismwithspring．Itisshowsthatthemaximumvalueofjointreactionsandinstantaneousdrivetorqueinarigidflappingmechanismsuchastherigidflappingmechanismwithspringcanb

5、ereducedinthepartiallycompliantflappingmechanism，Andalsothemeanvaluesofjointreactionsandinstantaneousdrivetorqueinpartiallycompliantflappingmechanismaresmallerthanthatintherigidflappingmechanismwithspring．Itisverifiedthattheseconclusionsaresameiftheangularvelocityofthecrankisvaried．KeywordsC

6、ompliantmechanismPseudorigid——bodyDynamicsmethodFlappingmechanism运动中的作用。研究表明，加入弹簧后能减小各铰链0引言点的运动副反力和机构平衡力矩的幅值和波动。显微扑翼飞行器在军事和民用领域有广泛的用途。然，加入弹簧对于减小翅翼机构的结构尺寸和机构的从机械设计的角度来看，微扑翼飞行器特殊的性能要质量是具有重要意义的。然而在一个微小空间内安装求，推动了新机构、新材料等相关学科的发展。弹簧将会增加翅翼机构制造和安装的难度。研究表明，鸟和昆虫是借助发达的肌肉群扑动翅从20世纪80年代后期开始，柔顺机构引起了机翼来实现飞行

7、的_lJ。从仿生学角度考虑，为了实现翅械科学家和工程师的高度重视，其研究成果已在一些翼的扑翼运动，需要设计一个由驱动器、翅翼机构和仿13常的和有特殊要求的行业开始应用，尤其在轻型、微生翅组成的微扑翼飞行器的扑翼系统J。文献[3]设型化领域有着广泛的应用前景_7J。文献[8]、文献[9]计出一种具有对称性的单曲柄双摇杆的刚性翅翼机设计出了全柔顺扑翼机构。有研究表明在相同条件下构。受到鸟和昆虫实现翅膀一胸部拍动运动组织系统全柔顺扑翼机构所需输入能量最小，但全柔顺机构要的启发，文献[4]、文献[5