受生物启发的扑翼飞行器弹跳机构概念设计

摘要：

针对扑翼飞行器自主起降能力缺失、严重影响其适用场景的问题,开展了仿生弹跳机构设计研究.对鸟类跳跃起飞过程中典型的运动状态进行分析,结合其各阶段的后肢骨骼结构、重心、力、速度等运动变化规律,对扑翼飞行器弹跳起飞动态过程进行了设计.基于鸟腿的骨骼解剖学结构,设计了闭链齿轮-五杆仿鸟腿弹跳机构,并基于D-H法推导出弹跳机构运动学方程,利用拉格朗日方程建立了弹跳机构起跳阶段的动力学方程.对弹跳机构进行了详细结构设计,采用ADAMS对简化的弹跳模型进行了仿真分析.仿真结果显示,借助该仿生弹跳机构,扑翼飞行器系统质心速度达到8.4 m/s,大于"信鸽"飞行器起飞所需的速度7.9 m/s,具备弹跳起飞的可能性.

关键词：扑翼飞行器、自主起降、弹跳起飞、齿轮五杆机构

所属期刊栏目：33

分类号：TH122

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费基础研究与创新发展自由探索项目

在线出版日期：2022-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1869-1875,1889