75、仿生扑翼飞行器与肌腱鞘传动机械手研究

仿生扑翼飞行器与肌腱鞘传动机械手研究

在航空航天和机器人技术领域，仿生扑翼飞行器的设计以及具有高灵活性的机械手研发一直是研究热点。本文将深入探讨仿生扑翼飞行器的气动特性，以及基于肌腱鞘传动的机械手设计与控制。

仿生扑翼飞行器气动特性研究

• 仿真模型构建
  • 以猎鹰外形为参考，简化羽毛特征，设计出包含鸟体（含头部）、尾翼和可折叠扑翼的3D模型。该模型机身长200mm，翼展850mm，机身宽50mm，内翼长155mm，外翼尺寸250mm，弦长150mm。
  • 翼型采用上弧面和下凹面设计，以提高平飞时的气动效率；机身采用流线型设计，减少阻力。
  • 在Solidworks软件平台建立3D模型并保存为stp格式，然后导入XFlow软件进行分析。使用 linearinterpolation(t; {t0, value0}; {t1, value1}; …; {tn, valuen}) 函数为运动模块中的各组件设置角度运动数据。
  • 确定计算域和边界，选择虚拟风洞作为计算域类型。计算域设置为X轴方向为机身长度的6倍，Y轴方向为翼展的2倍，Z轴方向为翼展的3倍。
• 不同因素对气动特性的影响
  • 扑动频率的影响 ：设定来流速度为8m/s，研究扑动频率分别为4Hz、6Hz和8Hz时的气动特性。结果表明，可折叠扑翼的升力和阻力曲线随频率呈周期性变化。平均推力随频率增加而增大，但增长幅度逐渐减小