介电弹性体驱动的仿生扑翼气动力研究及样机设计

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.2.1 扑翼机器人的研究现状

1.2.2 介电弹性体驱动器的研究现状

1.2.3 国内外文献简析

1.3 本文的主要研究内容

第2章面向扑翼飞行的驱动关节设计与优化

2.1 驱动单元结构分析及改进

2.1.1 DEMES 关节结构及工作原理

2.1.2 现有结构存在的问题及采取的优化方案

2.2 增大驱动能力的方式及工艺实现

2.2.1增大驱动面积的工艺过程

2.2.2驱动单元减重及减少蠕变量的制备工艺研究

2.2.3增大堆叠层数的工艺过程

2.3 改进关节的相关实验研究

2.4 本章小结

第3章仿生扑翼飞行机理分析及翼型设计

3.1 仿生扑翼的飞行原理

3.1.1 绕流气动力影响

3.1.2 尾涡反作用机理

3.2 仿生扑翼翅膀结构设计

3.2.1 扑翼翅膀类型选取

3.2.2 扑翼形状尺寸的设计

3.3 柔性仿生扑翼截面翼型的仿真分析

3.3.1 计算方法及参数设置

3.3.2 柔性扑翼运动及变形过程的实现

3.3.3 扑翼仿真流场验证及柔性变形对气动力影响分析

3.4 基于仿真结果的翼型选择

3.5 本章小结

第4章扑翼的气动特性分析

4.1 扑翼的空气动力学建模

4.1.1 扑动方程的建立

4.1.2 动态迎角的确定

4.1.3 空气动力学方程的建立

4.2 空气动力学模型的算例分析

4.3 翅膀气动力的数值计算

4.3.1 计算域及网格设置

4.3.2 初始条件设置及仿真结果分析

4.3.3 扑动频率的优化

4.4 本章小结

第5章仿生扑翼的实验研究

5.1 风洞整体结构设计

5.1.1 开口试验段结构设计

5.1.2 稳定段结构设计

5.1.3 收缩段结构设计

5.1.4 风扇段与过渡段结构设计

5.1.5 压力损失计算

5.2 扑翼样机制备

5.3 扑翼测力平台的搭建

5.4 扑翼测力实验

5.4.1 升力和推力的实验测量结果

5.4.2 升力和推力理论结果的实验验证

5.4.3 不同频率下扑翼升力和推力测试

5.5 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢