基于昆虫高升力机理的仿生蝴蝶机构设计

摘要

为了设计一种实用的仿生蝴蝶飞行器,本研究分析了仿生蝴蝶的高升力机理,认为大涡环的形成、前缘涡形成的位置和飞翼下拍过程中的高升力是3个关键因素,并基于分析结果设计了仿生蝴蝶的机构。研究结果表明:仿生蝴蝶具有蝴蝶的形状和巧妙的可移动后翼,通过蝴蝶翅膀形状结构的仿生和电机转速的变化产生大涡环保证仿生蝴蝶飞行时的大升力;通过仿生蝴蝶的机械结构设计,使仿生蝴蝶翅膀在下拍过程中获得更大的升力;同时仿生蝴蝶质心可调,前缘涡有利于增大升力,从而实现垂直升降。