空间斜曲柄摇杆扑翼机构的仿生动力学分析

简介

为了模仿鸟类扑翼运动,提高扑翼机构两侧运动支链的运动对称性,进而为增强扑翼飞行器扑翼飞行的稳定性设计了一种空间斜曲柄摇杆扑翼机结构。本文通过构件几何关系建立了空间曲柄摇杆机构的运动学模型,在多体运动软件ADMAS中建立了扑翼机构仿真分析模型,对运动学模型分析进行了验证。应用udf方法对模型进行动力学分析,分析了扑翼在一个周期内的气动力特性以及速度。结论表明,设计的扑翼机的扑翼极限角度为30°,扑翼机构最大尺寸为88mm,达到扑翼机的微型、对称的要求。应用udf方法,动力学仿真在扑翼频率为4Hz,来流速度7m/s条件下进行。结合气动力以及运动学证明了空间斜曲柄摇杆设计提高运动的对称性,并有利于飞行的稳定性,进而提高了扑翼机整体的气动布局。