基于无人直升机的多连杆仿生腿起落架系统集成与验证技术

1

作者 任佳 刘小川 +3 位作者 王计真 高峰 孙竞 尹科 《机械工程学报》 北大核心 2025年第16期305-320,共16页

针对传统的无人直升机起落架系统存在的智能化水平低和复杂地形着陆适应性差的问题,设计出一种基于多连杆构型的仿生腿起落架系统,作为原有固定式起落架的有效补充。在分析应用场景需求的基础上,给出仿生腿起落架的设计理念和总体构型,... 针对传统的无人直升机起落架系统存在的智能化水平低和复杂地形着陆适应性差的问题,设计出一种基于多连杆构型的仿生腿起落架系统,作为原有固定式起落架的有效补充。在分析应用场景需求的基础上,给出仿生腿起落架的设计理念和总体构型,在基础上进行系统集成和验证技术的研究。首先,基于六腿式设计构型,提出仿生腿起落架的结构设计和驱动/控制系统设计方法;然后,用于某型无人直升机验证平台,构建仿生腿起落架物理样机,提出飞控-腿控-地形识别系统的协同控制与融合设计方法;最后,通过样机,完成了全机振动特性测试试验和地面共振分析、实验室承载能力测试、外场飞行着陆验证等试验。研究结果表明,多连杆仿生腿起落架可实现占最大起飞重量不大于25%的轻量化设计,能够在起伏不大于200 mm的非结构地形着陆,其驱动/控制设计方法有效实现了起落架着陆过程的缓冲和机身的稳定性控制,可作为起落架的有效补充,实现无人直升机的野外非结构地形自适应着陆,相比于传统起落架具备可折叠、着陆姿态调整、复杂地形适应等优点。 展开更多

关键词 仿生腿起落架 地形自适应 系统集成 协同控制 验证试验 样机

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微织构齿轮时变啮合刚度计算方法研究 被引量：1

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作者 张龙唱 陈奇 +3 位作者 尹延国 唐军 陈远龙 宋晖 《应用力学学报》 北大核心 2025年第5期1057-1065,共9页

现有研究发现微织构有助于减小齿轮系统的摩擦和振动。为分析微织构齿轮的动力学性能,对其啮合刚度展开研究。本研究模拟鲨鱼皮表面纹理设计了仿生齿面织构,考虑织构对齿轮啮合时有效接触长度的影响,对齿轮啮合刚度进行了修正,构建了微... 现有研究发现微织构有助于减小齿轮系统的摩擦和振动。为分析微织构齿轮的动力学性能,对其啮合刚度展开研究。本研究模拟鲨鱼皮表面纹理设计了仿生齿面织构,考虑织构对齿轮啮合时有效接触长度的影响,对齿轮啮合刚度进行了修正,构建了微织构齿轮的时变啮合刚度(time-varying meshing stiffness,TVMS)模型,并采用有限元法对理论分析模型进行了验证。分析了织构参数对齿轮TVMS的影响,结果表明织构会降低齿轮TVMS,并且齿轮TVMS随着织构宽度和深度的增大逐渐减小,随着织构间距的增大逐渐增大。考虑到织构会降低齿面摩擦系数,减小齿面磨损,因此在设计齿面织构时需兼顾织构对摩擦系数和TVMS的影响,选取合理的织构参数。研究结果可为今后微织构齿轮动力学性能分析提供理论基础。 展开更多

关键词 微织构齿轮 时变啮合刚度模型 势能法 仿生织构

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基于空间曲柄摇杆的扑翼结构设计与仿真

3

作者 佘梓晋 谭昕 《机电工程技术》 2025年第11期130-134,共5页

针对现有仿鸟扑翼飞行器结构复杂、效率低等问题,通过将空间曲柄摇杆机构和齿轮减速组相结合,设计了一种新型扑动机构的仿鸟扑翼飞行器,该仿鸟扑翼飞行器是通过高频往复的振翅拍打来实现扑翼运动。首先,设计出相应的二级齿轮减速组,利... 针对现有仿鸟扑翼飞行器结构复杂、效率低等问题,通过将空间曲柄摇杆机构和齿轮减速组相结合,设计了一种新型扑动机构的仿鸟扑翼飞行器,该仿鸟扑翼飞行器是通过高频往复的振翅拍打来实现扑翼运动。首先,设计出相应的二级齿轮减速组,利用球副连接的特性设计空间曲柄摇杆机构,在SolidWorks软件中进行三维建模,通过公式推导和建模修正,对机构参数进行优化,最终确定各杆长度参数和角度参数,根据最终模型,对所提出的新型扑翼机构进行运动机理分析;然后用ANSYS对翼关节和齿轮减速组进行有限元分析,通过形变和等效应力结果来分析结构件强度是否符合要求;用Adams对空间曲柄摇杆机构进行运动学分析,得到曲柄转角和扑翼幅度角的角度参数变化曲线,基于该曲线和翼尖轨迹来分析其运动特性,并验证扑翼运动的稳定性。 展开更多

关键词 仿鸟扑翼飞行器 空间曲柄摇杆 齿轮减速组 仿真分析

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低温下高速齿轮传动飞溅润滑特性分析及挡板结构优化

4

作者 李洛楠 许建民 +2 位作者 韩勇 王鹏川 姚栓 《航空动力学报》 北大核心 2025年第12期429-441,共13页

针对低温工况下高速齿轮传动润滑特性不明确及传统挡板对润滑效果提升有限的问题,开展了高速齿轮传动飞溅润滑特性研究。首先基于计算流体力学理论,建立高速齿轮传动飞溅润滑两相流分析模型,分析了两相流分布特性;然后在此基础上,研究... 针对低温工况下高速齿轮传动润滑特性不明确及传统挡板对润滑效果提升有限的问题,开展了高速齿轮传动飞溅润滑特性研究。首先基于计算流体力学理论,建立高速齿轮传动飞溅润滑两相流分析模型,分析了两相流分布特性;然后在此基础上,研究了转动圈数、齿轮转速以及浸油深度对飞溅润滑特性与力矩损失的影响规律;最后提出一种仿生蜂巢挡板结构并采用多岛遗传算法对其结构进行优化。结果表明:在低温工况下的高速齿轮传动飞溅润滑过程中,齿面润滑油的体积分数随着齿轮转速的增加而下降,而随着浸油深度的增加则有所上升;力矩损失随着齿轮转速和浸油深度的增加而增大,其中齿轮转速对力矩损失的影响远大于浸油深度的影响;优化后的仿生蜂巢挡板结构在相同工况下,相较于无挡板,齿面润滑油的平均体积分数提高了68.46%,与原始挡板相比提升了7.88%。研究结果为低温工况下高速齿轮传动两相流分布特性研究及高速齿轮传动飞溅润滑优化设计提供了依据。 展开更多

关键词 高速齿轮传动 飞溅润滑 力矩损失 仿生蜂巢挡板 多岛遗传算法

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仿生齿轮抗接触疲劳性能的试验研究 被引量：14

5

作者 呼咏 张永胜 +2 位作者 张志辉 韩志武 任露泉 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期379-383,共5页

为了提高传动齿轮的抗接触疲劳性能,依据生物耦合耐磨原理,模仿潮间带贝类体表设计了9种条纹状组织非光滑仿生表面形态和软硬相间结构,利用激光微区处理技术进行了仿生抗接触疲劳圆柱滚子试件的制备。利用仿生圆柱滚子试件对滚模拟了齿... 为了提高传动齿轮的抗接触疲劳性能,依据生物耦合耐磨原理,模仿潮间带贝类体表设计了9种条纹状组织非光滑仿生表面形态和软硬相间结构,利用激光微区处理技术进行了仿生抗接触疲劳圆柱滚子试件的制备。利用仿生圆柱滚子试件对滚模拟了齿轮副的啮合传动,通过正交试验及其优化方法优选出适合的仿生表面制备工艺参数和形态分布参数,从而制备出具有良好环境适应性和实用性的仿生齿轮。经啮合传动试验表明,仿生齿轮的抗接触疲劳性能较普通齿轮提高20%以上,表面润滑条件改善、碎屑有效收集、散热面积增大、裂纹传播阻断等综合作用是仿生齿轮抗接触疲劳性能提高的主要原因。 展开更多

关键词 仿生齿轮 接触疲劳 激光淬火 工程仿生 正交试验 啮合传动 仿生滚子试件

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仿生表面形态齿轮的模态分析 被引量：15

6

作者 韩志武 吕尤 +4 位作者 董立春 张俊秋 牛士超 马荣峰 任露泉 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1604-1608,共5页

在Pro/E中建立了高精度的参数化渐开线直齿圆柱齿轮模型,以工程仿生学和有限元理论为基础,运用MSC.Nastran分析了仿生表面形态齿轮的动力学性能。通过对普通齿轮和仿生表面形态齿轮进行模态分析,分别计算出了其前10阶固有频率和振型。... 在Pro/E中建立了高精度的参数化渐开线直齿圆柱齿轮模型,以工程仿生学和有限元理论为基础,运用MSC.Nastran分析了仿生表面形态齿轮的动力学性能。通过对普通齿轮和仿生表面形态齿轮进行模态分析,分别计算出了其前10阶固有频率和振型。结果表明,与普通齿轮相比,仿生表面形态齿轮各阶最大振幅更小,其固有频率明显降低,且趋势更为平稳,有效地改善了齿轮的动态特性,提高了齿轮的可靠性。 展开更多

关键词 工程仿生学 圆柱齿轮 固有频率 仿生表面形态 模态分析

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仿生表面形态对齿轮动力学性能的影响 被引量：6

7

作者 韩志武 吕尤 +2 位作者 马荣峰 牛士超 任露泉 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期806-810,共5页

为了实现齿轮的参数化建模,在Pro/e中建立渐开线直齿圆柱齿轮轮齿模型,以工程仿生学和有限元理论为基础,运用MSC.Nastran对普通齿轮和仿生表面形态齿轮进行了瞬态频率响应分析,并通过激光雕刻技术将仿生表面形态加工在齿面上,进行实际... 为了实现齿轮的参数化建模,在Pro/e中建立渐开线直齿圆柱齿轮轮齿模型,以工程仿生学和有限元理论为基础,运用MSC.Nastran对普通齿轮和仿生表面形态齿轮进行了瞬态频率响应分析,并通过激光雕刻技术将仿生表面形态加工在齿面上,进行实际的台架试验.试验和有限元模拟结果表明:在相同的内部激励作用下,普通齿轮和仿生表面形态齿轮的响应情况不同,其中仿生表面形态齿轮的形变量最小,可以有效地改善齿轮的动力学特性,提高齿轮的可靠性. 展开更多

关键词 工程仿生学 齿轮轮齿 形变量 仿生表面形态 动力学性能

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齿轮仿生织构特征设计及有限元分析 被引量：7

8

作者 苏永生 齐国良 +2 位作者 李亮 申干强 王文昌 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期65-70,共6页

为降低齿轮啮合界面摩擦,提升齿轮传动性能及寿命,基于仿生摩擦学和有限元仿真技术,通过研究齿面织构特征对齿面应力的影响规律,合理设计了齿面织构特征参数,包括仿生织构的形状、尺寸、密度、分布形式等。仿真结果表明:仿生沟槽宽度对... 为降低齿轮啮合界面摩擦,提升齿轮传动性能及寿命,基于仿生摩擦学和有限元仿真技术,通过研究齿面织构特征对齿面应力的影响规律,合理设计了齿面织构特征参数,包括仿生织构的形状、尺寸、密度、分布形式等。仿真结果表明:仿生沟槽宽度对齿面应力影响较大,沟槽深度、沟槽间距及沟槽与齿顶距离对齿面应力影响较小;沟槽深度的增加会导致齿面应力的降低;随着齿轮传递扭矩的增大,织构齿轮和光滑齿轮齿面应力均表现出明显增大的趋势,但相同条件下,织构化齿面的接触应力明显高于光滑齿面。 展开更多

关键词 齿面摩擦 仿生织构 齿轮传动 参数设计

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多连杆混联仿生腿式起落架设计与着陆实验研究 被引量：5

9

作者 任佳 刘小川 +1 位作者 王计真 董久祥 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第11期4881-4893,共13页

针对垂直起降飞行器对着陆场地的硬度及平整性要求高、传统起落架智能化程度低的问题,设计了一种基于多连杆混联机构的仿生腿式地形自适应起落架。首先针对单腿的设计构型进行驱动力矩分析与机构优化,在此基础上完成结构设计。其次基于... 针对垂直起降飞行器对着陆场地的硬度及平整性要求高、传统起落架智能化程度低的问题,设计了一种基于多连杆混联机构的仿生腿式地形自适应起落架。首先针对单腿的设计构型进行驱动力矩分析与机构优化,在此基础上完成结构设计。其次基于设计构型提出了相应的驱动与运动控制算法,建立控制系统,并针对四腿机构进行着陆仿真。最后以多旋翼无人机为对象,设计了一套仿生起落架系统,与多旋翼无人机形成了整体的验证平台,实现地形识别-飞控-多腿控制融合设计,完成了搭建结构化地形的自适应着陆实验。研究结果表明,多连杆混联式仿生起落架设计方法可应用于垂直起降飞行器起落架的设计中,完成设计载重的斜坡、台阶、凹凸地面等复杂地形的着陆,具备自适应着陆的能力。 展开更多

关键词 垂直起降飞行器 仿生起落架 多连杆混联 地形自适应 控制算法 复杂地形

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仿驼足车辆行走机构的设计与试验 被引量：8

10

作者 李杰 庄继德 +1 位作者 裘熙定 魏东 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期676-679,共4页

研制高通过性的沙漠车辆行走机构，是解决沙漠地区交通运输问题的关键，对加快沙漠资源的开发和利用具有重要的意义。对驼足结构、驼足与沙地独特作用方式进行了分析。根据仿生原理，首次提出了两种新型车辆行走机构：仿驼步行足和仿驼... 研制高通过性的沙漠车辆行走机构，是解决沙漠地区交通运输问题的关键，对加快沙漠资源的开发和利用具有重要的意义。对驼足结构、驼足与沙地独特作用方式进行了分析。根据仿生原理，首次提出了两种新型车辆行走机构：仿驼步行足和仿驼足轮胎的设计原理。研制了仿驼步行足和仿驼足橡胶轮胎，并进行了牵引性能试验。结果表明，２种车辆行走机构牵引性能良好，从而为研制和开发步行车辆和沙漠车辆奠定了基础。 展开更多

关键词 仿生 驼足 车辆行走机构 步行足 轮胎

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星面探测仿生弹跳机器人设计、仿真及实验 被引量：6

11

作者 张铭 葛文杰 +1 位作者 柏龙 陈晓红 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期481-486,共6页

基于袋鼠的跳跃运动机理和齿轮—五杆组合机构,设计了一种用于星面探测的小型间歇式弹跳机器人.提出了仿袋鼠结构、运动形态及产生非线性弹跳动力的闭链机构的弹跳模型.采用D-H法建立了机器人运动方程,并对其跳跃运动步态、仿生运动特... 基于袋鼠的跳跃运动机理和齿轮—五杆组合机构,设计了一种用于星面探测的小型间歇式弹跳机器人.提出了仿袋鼠结构、运动形态及产生非线性弹跳动力的闭链机构的弹跳模型.采用D-H法建立了机器人运动方程,并对其跳跃运动步态、仿生运动特性和弹跳效率进行了分析,给出了该机器人设计的整体结构.运用ADAMS软件对机器人进行动力学建模与全过程运动仿真,验证了该闭链仿生弹跳机构及其运动的有效性,较大幅度提高了弹跳机构对能量的利用率,其效率可达70%,避免了弹跳机器人提前起跳.最后设计制作了弹跳机器人原理样机,并进行跳跃试验.试验结果表明:样机试验与仿真结果基本是一致的;1.4kg的弹跳机器人跳远度为813mm,跳高度为471mm,从而解决了利用微小电机驱动机器人实现弹跳运动的问题. 展开更多

关键词 弹跳机器人 齿轮五杆机构 仿生 闭链机构

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沙漠仿生轮胎与普通轮胎牵引性能的对比试验 被引量：16

12

作者 李杰 庄继德 +1 位作者 魏东 万亦强 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期510-513,共4页

沙漠仿生轮胎是根据仿生学原理设计和研制的模拟骆驼蹄与沙地作用方式的一种新型轮胎。根据轮胎牵引性能指标,在车辆行走机构-沙地试验台上对沙漠仿生轮胎和普通轮胎的牵引性能进行了对比试验。研究结果表明,沙漠仿生轮胎比普通轮胎具... 沙漠仿生轮胎是根据仿生学原理设计和研制的模拟骆驼蹄与沙地作用方式的一种新型轮胎。根据轮胎牵引性能指标,在车辆行走机构-沙地试验台上对沙漠仿生轮胎和普通轮胎的牵引性能进行了对比试验。研究结果表明,沙漠仿生轮胎比普通轮胎具有更好的牵引性能和沙漠通过性能。 展开更多

关键词 车辆工程 行走机构 牵引性能 沙漠仿生轮胎 工程仿生

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基于舵机控制的仿生鱼设计 被引量：3

13

作者 卢亚平 宋天麟 《微型机与应用》 2011年第14期72-74,共3页

为实现仿生机器鱼的设计,分析鱼类游动的特点,基于舵机的工作原理,提出了自主避障的仿生鱼设计方案。根据鱼类推进理论,对仿生鱼进行了机械结构设计、软件设计。

关键词 仿生机器鱼 舵机 自主避障

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基于仿生的适于特殊地形的直升机起落架设计 被引量：9

14

作者 王晓晖 南英 《飞机设计》 2014年第4期46-48,52,共4页

现阶段直升机起落架主要采用轮式起落架和滑撬式起落架,由于机动性和灵活性较差,导致直升机起降时对地面的平整度及坡角要求较高,在遇到某些特殊地形如乱石滩、斜坡坡度较大地带可能面临无法正常起降这一困难。本文受某些仿生无人机起... 现阶段直升机起落架主要采用轮式起落架和滑撬式起落架,由于机动性和灵活性较差,导致直升机起降时对地面的平整度及坡角要求较高,在遇到某些特殊地形如乱石滩、斜坡坡度较大地带可能面临无法正常起降这一困难。本文受某些仿生无人机起落架设计启发,提出了一种新型直升机起落架的设计方法,此种起落架采用三立柱支撑结构,主体是三个位于机身底部的液压伸缩支撑杆,在直升机降落时杆端的传感器与主控配合来动态控制支撑杆的伸缩长度。此种起落架通过控制每根液压杆伸缩不同的长度来适应不同环境下的崎岖地形,使直升机在乱石滩及大坡度地面起降成为可能。经过设计举例及受力分析,得出本设计方法在工程上是可以实现的,并且在直升机抗震性能的提升方面也有一定作用。 展开更多

关键词 起落架 仿生设计 崎岖地形 液压伸缩杆

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农用拖拉机渐开线直齿圆柱齿轮工程仿生研究

15

作者 邬立岩 任文涛 《吉林农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期572-574,共3页

在Pro/e中建立农用拖拉机渐开线直齿圆柱齿轮的轮齿模型,以工程仿生学和有限元理论为基础,运用MSC.Nastran对普通齿轮和仿生表面形态齿轮进行了瞬态频率响应分析。有限元模拟结果表明:在相同的内部激励作用下,普通齿轮和仿生表面形态齿... 在Pro/e中建立农用拖拉机渐开线直齿圆柱齿轮的轮齿模型,以工程仿生学和有限元理论为基础,运用MSC.Nastran对普通齿轮和仿生表面形态齿轮进行了瞬态频率响应分析。有限元模拟结果表明:在相同的内部激励作用下,普通齿轮和仿生表面形态齿轮的响应情况不同,仿生表面形态齿轮的形变量更小,从而有效地改善了齿轮的动力学特性,提高了齿轮的可靠性。 展开更多

关键词 农用拖拉机 工程仿生学 齿轮轮齿 仿生表面形态 动力学性能

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基于多旋翼无人机的多连杆仿生起落架设计与仿真

16

作者 任佳 王计真 +1 位作者 杨正权 刘小川 《航空科学技术》 2023年第6期77-85,共9页

传统的多旋翼无人机着陆架存在对着陆场地适应性差、智能化程度低的缺点,设计一种具备复杂地形自适应起降的着陆装置对多旋翼无人机的发展具有重要意义。本文设计了一种基于多连杆混联机构的仿生起落架,针对单腿的设计构型进行驱动力矩... 传统的多旋翼无人机着陆架存在对着陆场地适应性差、智能化程度低的缺点,设计一种具备复杂地形自适应起降的着陆装置对多旋翼无人机的发展具有重要意义。本文设计了一种基于多连杆混联机构的仿生起落架,针对单腿的设计构型进行驱动力矩分析与机构优化,在此基础上完成结构设计,并以多旋翼无人机为对象,设计了一套四腿仿生起落架系统,针对四腿机构进行典型地形着陆仿真。结果表明,多连杆仿生起落架设计方法可应用于多旋翼无人机的起落架设计中,并实现多旋翼无人机在非结构地形的自适应着陆。 展开更多

关键词 多旋翼无人机 仿生起落架 设计 仿真

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无人直升机六足式起落架设计与控制算法 被引量：4

17

作者 刘昊林 刘小川 +3 位作者 任佳 王计真 董久祥 方正 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期421-430,439,共11页

无人直升机在作战、巡逻、反潜、救援、运输中发挥极其重要的作用,但是传统起落架形式对起降环境要求较高。针对复杂地形自适应起落、恶劣海况舰面起降和停放以及应急坠撞高生存力等问题,提出了一种基于多连杆机构设计的无人直升机仿生... 无人直升机在作战、巡逻、反潜、救援、运输中发挥极其重要的作用,但是传统起落架形式对起降环境要求较高。针对复杂地形自适应起落、恶劣海况舰面起降和停放以及应急坠撞高生存力等问题,提出了一种基于多连杆机构设计的无人直升机仿生腿式起落架系统,并完成了控制算法研究和建模仿真。首先从仿生腿数量、分布形式、腿部自由度配置和需要完成的功能等方面对仿生腿式起落架机械构型进行分析,并完成了六足式起落架运动学和动力学分析。然后针对仿生腿式起落架自适应着陆过程,完成着陆缓冲和地形建模算法的研究。最后,基于控制算法搭建虚拟样机仿真模型,完成了多种地形的仿真分析和样机测试。研究结果表明,所设计的仿生腿式起落架结构和控制算法可完成动态自适应着陆,实现着陆过程的平稳缓冲。 展开更多

关键词 仿生腿 起落装置 构型设计 运动学 动力学 缓冲着陆

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仿生腿式地形自适应起落架构型与动力学分析 被引量：4

18

作者 刘昊林 刘小川 +2 位作者 任佳 王计真 杨正权 《装备环境工程》 CAS 2022年第9期25-31,共7页

针对垂直起降飞行器在复杂地形环境下实现平稳着陆的难题,利用仿生学设计理念,以无人直升机为对象,设计了一种基于多连杆机构设计的仿生腿式起落架系统。通过对腿部机构进行运动学分析和动力学分析,建立相关模型,在此基础上,进行仿生腿... 针对垂直起降飞行器在复杂地形环境下实现平稳着陆的难题,利用仿生学设计理念,以无人直升机为对象,设计了一种基于多连杆机构设计的仿生腿式起落架系统。通过对腿部机构进行运动学分析和动力学分析,建立相关模型,在此基础上,进行仿生腿式起落架的运动控制。首先,从无人直升机的着陆稳定性和承载能力出发,对仿生腿式起落架机械构型进行分析,并介绍了腿部各部分结构。然后,针对仿生腿腿部结构,通过几何法完成对腿部正运动学和逆运动学的求解,建立足端位置与驱动关节角度之间的映射关系。最后,基于运动学模型及四连杆运动学特性,对机体和单腿进行了动力学分析,并建模。通过建立的运动学和动力学模型,结合设计的起落架结构,完成动力学仿真,实现了仿生腿式起落架在复杂地形环境下的平稳着陆,验证了结构的合理性和模型的准确性。 展开更多

关键词 仿生腿 起落装置 构型设计 运动学 动力学

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仿生蝴蝶飞行器设计分析 被引量：18

19

作者 冷烨 张卫平 +2 位作者 周岁 陈笑行 葛伟 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期32-35,42,共5页

面向仿生飞行器未来在地外探测上的潜在应用,提出了一种仿蝴蝶扑翼飞行器的整体设计与制造方案。构思并设计了一款结构相对简单的舵机驱动式双驱扑翼飞行器,并对其做出一系列优化。首先对研究对象进行了概念设计。为了方便实验探究,基... 面向仿生飞行器未来在地外探测上的潜在应用,提出了一种仿蝴蝶扑翼飞行器的整体设计与制造方案。构思并设计了一款结构相对简单的舵机驱动式双驱扑翼飞行器,并对其做出一系列优化。首先对研究对象进行了概念设计。为了方便实验探究,基于自由度理论设计了一种结构简单,自由度高的仿蝴蝶扑翼微飞行器,并基于飞行器的飞行原理设计了姿态控制方案。利用一系列自行设计的加工工艺,制造组装出整机后,通过实验平台对扑翼微飞行器的飞行状态进行测试,并结合高速摄像机对比观察升力与翅膀运动规律的关系。该仿蝴蝶扑翼飞行器由舵机直驱,翼展为49.8 cm,机身总长37.9 cm,整机重量为32.2 g。测得该飞行器的升力为0.272 N,拍打频率在1.1 Hz左右,最大拍打角为136°。 展开更多

关键词 仿生蝴蝶机器人 舵机驱动 方案设计 姿态模拟

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仿动物跳跃缓冲特性的未来直升机起落架探索 被引量：3

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作者 张建雯 张子瑜 杨嘉陵 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2010年第3期329-333,共5页

经过自然界的长期进化,某些野生四足动物具有很强的跳跃缓冲能力,这在仿生学上具有潜在的工程应用价值。本文通过在简化碰撞模型中加入反映猫科动物跳跃缓冲特性的仿生元件,探索仿生阻尼缓冲抗坠毁结构。首先,在简化碰撞力学模型中,加... 经过自然界的长期进化,某些野生四足动物具有很强的跳跃缓冲能力,这在仿生学上具有潜在的工程应用价值。本文通过在简化碰撞模型中加入反映猫科动物跳跃缓冲特性的仿生元件,探索仿生阻尼缓冲抗坠毁结构。首先,在简化碰撞力学模型中,加入仿生跳跃缓冲元件,研究该仿生元件特性对冲击响应特性的影响。在此基础上,提出在飞行器着陆系统中考虑耦合仿生跳跃缓冲元件的力学数值化模型,预测在垂直坠毁过程中的最大冲撞载荷和构件的能量吸收。最后利用该模型,对比模拟了有无仿生元件的直升机起落架系统在垂直撞击地面这一工况,得到控制方程缓冲特性曲线,起落架吸收的能量占初始动能的百分比,等效机体的动能衰减曲线等结果,表明具有仿生阻尼缓冲结构的系统具备更加优良的耐撞性能,提高了飞行器抗坠能力。 展开更多

关键词 仿生 冲击载荷 跳跃缓冲 起落架系统

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