基于连杆的机械扑翼设计开题报告

1. 研究目的与意义

（1）选题背景自古以来人们就梦想着在天空自由翱翔,对鸟的生理结构和飞行原理等方面所做的研究和获得的灵感,使人类乘着飞机上了天。

最近几年，随着对鸟类生理结构和飞行机理的进一步研究,在鸟类空气动力学和电子机械技术快速发展的基础上,各国纷纷开始研究拍翅飞行的机械扑翼,使得机械扑翼成为机械研究最为活跃的前沿领域。

机械扑翼也称仿生扑翼飞行器，灵感来源于自然界鸟类的飞行，基于仿生学原理进行设计。

2. 课题关键问题和重难点

在实现扑翼的机械和机构方面，以机械传动和机械机构最为成熟，与其他机构相比, 四连杆机构成本低, 运动方式简单, 能够准确地实现预定的扑翼频率、扑动角度, 满足扑翼的飞行要求。

因此，目前许多可成功飞行的扑翼都采用四连杆机构作为其驱动机构。

综合分析国内外目前的研究成果以及正在进行的研究，总结出目前基于连杆的机械扑翼设计过程中所要解决的技术难点有以下几点： 1.鸟翅膀飞翔时动作规律的研究；2.连杆系统的设计方案；3.连杆系统的三维动画仿真优化；4.连杆系统各部分的运动学、动力学参数的计算以及飞行系统各部分的强度校验；虽然以上各方面还没有开展实质工作，但在设计方案研究过程中，已经有了较大的困惑，希望能在工作开展后逐步解决。

3. 国内外研究现状（文献综述）

扑翼飞行器 (flapping-wing mav)是一种模仿鸟类或昆虫飞行的新概念飞行器。

飞行器的飞行原理主要包括三种，即固定翼飞行,旋翼飞行和扑翼飞行。

目前国内外飞行器的研究多集中于固定翼和旋翼类型，这两种类型的飞行器各有特长，但活动场所和工作环境等都受到一定的限制。

4. 研究方案

1.扑翼连杆结构通常分为：非对称扑翼结构设计方案与对称扑翼结构设计方案 非对称扑翼机构 对称扑翼机构优点 有助于飞行控制,便于对其飞行姿态进行控制 传动平稳，传动比大，能够有效减轻系统重量缺点 左右机翼产生的瞬时升力不等,将导致机身横向作用力不等,飞行器处于左右摆动状态 要充分考虑到中间运动的复杂程度分类 曲柄摇杆机构设计、滑杆扑翼机构设计、移动铰机构设计、曲柄滑杆机构设计 滑块连杆机构、蜗轮蜗杆减速空间四连杆机构、齿轮减速空间四连杆机构通过连杆机构的运动来实现仿生翼的扑动，为确保扑翼机构的可靠性, 其扑翼机构的设计将受到机构的外型构造及运动方式的限制，以及是否便于控制，实现方式是否简单，能不能准确地实现预定的扑翼频率、扑翼角度，以满足扑翼飞行所需要的必要升力要求。

从以上几点出发，采用非对称扑翼结构设计方案中曲柄摇杆机构设计，这样既能够保证扑翼设计要求又能够满足扑翼机构设计要求。

2.三维动画仿真软件：（1）ansys软件仿真（2）abaqus软件仿真 abaqus ansys特征区别 工程性 学术性模型建立 基于装配思想 基于点线面体思想侧重方向 非线性 线性分析操作界面 优 良用户数量 少 多参考书籍 少 多总结以上方面，abaqus更倾向于从结构设计工程师的角度考虑问题，而ansys则更加学术化，倾向于从有限元角度考虑问题。

5. 工作计划

毕业设计前一学期末完成英文翻译，收集、查阅、文献资料并准备开题报告。

第1周 完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。

英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均上传至毕业设计管理系统,译文封面用标准模板。