单曲柄双摇杆机构同步性能优化

针对在扑翼机构与可变后掠翼机构中广泛应用的单曲柄双摇杆机构两侧摇杆存在转角偏差的问题,提出利用解析法与仿真试验相结合的优化设计研究思路。将单曲柄双摇杆机构从两种特例拓展为一般性的统一模型,基于平面连杆机构基本方程建立摇杆同步性能的优化设计数学模型。通过引入摇杆转角偏差小量假设和极限位置对称性假设,利用泰勒展开公式,求解出最优设计变量的理论关系式。但该理论最优解要求摇杆长度不固定,须随时变化,工程中难以实现。在理论最优解的基础上,结合大量系统地机构仿真试验研究,进一步给出获得单曲柄双摇杆机构同步性能优化解的近似经验公式与设计曲线图,从而得到单曲柄双摇杆机构同步性能优化问题的完整解法,并通过设计实例验证了该方法的工程实用性。

单曲柄双摇杆扑翼机构多目标优化设计

对单曲柄双摇杆仿生扑翼机构进行多目标优化设计,可为机构实际应用提供多组备选解。在单曲柄双摇杆机构运动分析的基础上,建立其约束多目标优化模型。其中,以最小化左右扑翼角之差的最大值和最大化扑翼角幅值为目标,以满足Grashof准则、力传递性能和仿生学规律等为约束条件。采用一种改进多目标进化算法——扇形采样约束多目标差分进化算法求解该多目标优化问题,得到多组满足约束条件的Pareto最优解。最后,对Pareto最优解和被支配解进行比较分析,结果表明,前者的目标函数值优于后者。

两侧不对称单曲柄-双摇杆机构的同步性研究

针对传统不对称单曲柄双摇杆机构中两侧摇杆存在相位角差而造成机构运动不平衡的问题,文中对曲柄中存在夹角的不对称单曲柄双摇杆机构进行研究,系统分析其在提高两侧摇杆同步性方面的优势。首先建立不对称单曲柄双摇杆机构的简化模型,基于平面连杆机构基本方程对摇杆同步性进行最优求解,得出极限偏差角最小情况下各杆长的经验公式,并对公式中影响极限偏差角的参数进行了分析。结合工程实际,将不对称曲柄双摇杆机构中曲柄存在夹角和不存在夹角的两种情况进行对比,结果显示,在满足相同杆长条件下,曲柄中存在夹角的机构相比曲柄中不存在夹角的机构在减少左右摇杆相位差角方面更有优势,能提高不对称机构的同步性。

单曲柄双摇杆无相差扑翼驱动机构的设计与仿真

在具有二级减速齿轮的单曲柄双摇杆机构上,通过加入Watt直线机构,建立三维扑翼飞行器模型,保证了左右拍动完全对称,提高了扑动的紧凑性和稳定性。Adams仿真分析表明左右扑翼角度和角速度完全一致,提高了运动对称性,验证了该优化方法的正确性和可行性。

基于MATLAB与ADAMS对扑翼机构优化仿真分析

微型扑翼机具有体积小和重量轻特征,在其飞行过程中如果左右扑翼动作不能保持良好的一致性,则扑翼机将发生向一边倾斜的现象,控制其平稳飞行难度大。针对上面出现的问题,扑翼机构采用体积最适合微小化、结构最简单、最可靠的单曲柄双摇杆机构,并对此扑翼机构建立运动学和动力学方程模型。在机构设计要求和各个连杆约束条件下,利用MATLAB对其目标函数进行了优化设计。同时利用虚拟样机ADAMS建立单曲柄双摇杆机构模型,对其各杆件长度进行优化分析。经过优化该扑翼机构表明:优化后大大增强了扑翼机左右翼的运动对称性,为后期实物平稳飞行降低控制难度。

两段式仿生扑翼机构设计及仿真分析

为模仿海鸥飞行,设计一种两段式仿生扑翼机构。建立单曲柄双摇杆扑动机构的简化模型,分析满足两侧摇杆偏差角最小时各杆长的经验公式。利用SolidWorks和ADAMS软件建立扑翼飞行器的动力学模型,分析内外翼的运动参数和飞行器整体的位姿变化。结果表明:在相同杆长条件下,曲柄中存在夹角的机构在减少左右摇杆相位差角方面更具优势;两段式仿生扑翼机构可实现翅翼慢频率扑动和展向折弯。仿真结果验证了机构设计的合理性,为扑翼飞行器后续的研究提供参考。