自主起降撲翼機器人關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、I分類號：密級：UDC：學號：碩士學位論文2018年5月23日自主起降撲翼機器人關(guān)鍵技術(shù)自主起降撲翼機器人關(guān)鍵技術(shù)研究研究ResearchonKeytechnologyofselftakingofflingflappingaerocraft學位類別：_____工學碩士______作者姓名：熊康太學科、專業(yè)：機械工程指導教師：劉飛飛教授研究方向：機器人與智能裝備江西理工大學碩士學位論文摘要I摘要撲翼飛行機器人相較于旋翼、固定翼在機動性、靈

2、活性、隱蔽性方面更具優(yōu)勢，引起了國內(nèi)外學者的重視并重點研究了該類機器人的撲翼平飛模式、飛行氣動理論以及飛行狀態(tài)的穩(wěn)定性。但鮮有公開報道的文獻涉及撲翼飛行機器人的自主起飛降落與撲翼飛行相結(jié)合的研究。本文以撲翼飛行機器人自主起降與撲翼飛行一體化為研究對象，研究了撲翼飛行機器人的自主起降彈射機構(gòu)及其與撲翼機構(gòu)集成和相應的控制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)。主要研究工作及研究結(jié)論如下。（1）在觀察與分析鳥類飛行與起降過程的基礎上，發(fā)現(xiàn)鳥類起飛是依靠其腿的曲蹬產(chǎn)

3、生彈跳力，實現(xiàn)起飛的。由此提出并確定了以彈跳機構(gòu)來實現(xiàn)撲翼飛行機器人起飛的技術(shù)解決方案。（2）總結(jié)了前人研究的三種撲翼飛行機構(gòu)特點，比較確定以擺動折翼式機構(gòu)為撲翼飛行機器人的飛行機構(gòu)，以便于起降彈跳機構(gòu)與撲翼飛行機構(gòu)的聯(lián)動?；赟tephenson機構(gòu)，進行了自主起降撲翼飛行機構(gòu)方案設計。（3）借鑒前人的研究結(jié)果，由撲翼飛行時的弦向扭轉(zhuǎn)模型、展向柔性變形模型以及翼型升阻力模型等建立了機器人的撲翼飛行升阻力模型；根據(jù)葉素理論推導了撲翼飛行

4、時的升阻力公式。以撲翼飛行機器人較典型的飛行參數(shù)為基礎，計算了平飛模式的撲翼飛行升阻力并以其作為起降機構(gòu)設計的升阻力。（4）應用迷向坐標建模法，建立了起降機構(gòu)的運動學模型；將起降機構(gòu)等效為SLIP模型和彈簧儲能模型，建立了起降機構(gòu)的動力學模型。應用Adams分析軟件，借助序列二次規(guī)劃算法對起飛軌跡、足底力、結(jié)構(gòu)尺寸等進行了優(yōu)化；由此獲得了彈跳起飛過程更加平穩(wěn)的起降機構(gòu)。（5）將自主起降撲翼飛行機器人分為撲翼飛行、撲翼扭轉(zhuǎn)、尾翼轉(zhuǎn)向、自主