导读:本文包含了扑翼微飞行器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:微飞行器,单轴扭矩传感器,敏感元件,测试范围
扑翼微飞行器论文文献综述
周靖,张卫平,邹阳,王晨阳,孟冉[1]（2019）在《面向扑翼微飞行器的扭矩传感器研究》一文中研究指出由于仿昆虫扑翼微飞行器需要在小范围内传输扭矩,且扭矩数值较小,一般的扭矩传感器或力传感器在其动态范围内均难以达到测量精度的要求。为了解决这一问题,提出了一种新型单轴扭矩传感器的设计方案,并完成了实际的制造和测试。该扭矩传感器的主体为殷钢材料,由激光加工制作而成,利用电容式位移传感器测量主轴旋转时目标板的位移,从而建立输出电压与施加扭矩之间的对应关系。传感器带宽和分辨率与微飞行器飞行实验的标准相匹配,同时对离轴负载保持不敏感。经实验测定,该单轴扭矩传感器的带宽为1.1kHz,测量范围为±260.8μNm,分辨率为0.013μNm,可以满足微飞行器扭矩的测量需求。(本文来源于《半导体光电》期刊2019年03期）
吴彬彬,张卫平,邹阳,王晨阳,孙浩[2]（2019）在《仿昆扑翼微飞行器电磁驱动电路设计与制造》一文中研究指出针对电磁驱动方式的仿昆扑翼微飞行器,设计了电磁线圈驱动电路,电路能够驱动微飞行器扑动双翼。驱动电路利用电池组和升压(BOOST)电路实现电路供电。研制了产生两路电压控制信号的最小系统板,能够在上位机在线实时控制输出信号的频率和幅值。电压控制信号通过电路后,电路输出稳定驱动电流,实现对仿昆扑翼微飞行器翅膀的控制。(本文来源于《传感器与微系统》期刊2019年01期）
王晨阳,张卫平,邹阳[3]（2018）在《仿昆虫扑翼微飞行器研究现状与关键技术》一文中研究指出仿昆虫扑翼微飞行器基于对自然界中各类昆虫扑翼飞行机理的仿生,具有尺寸微小、隐蔽性高、灵活机动等优势。依据仿昆虫扑翼微飞行器所普遍采用的静电驱动、压电驱动、电机驱动、电磁驱动和其他驱动等扑翼驱动方式,依次分类介绍并总结目前仿昆虫扑翼微飞行器的发展历程、国内外研究现状和最新进展。同时针对目前仿昆虫扑翼微飞行器所采用的各类驱动方式、飞行方式、控制方案、胸腔机构设计、整机系统共振机制以及机载设备搭载研究等关键技术进行了分析和总结。(本文来源于《无人系统技术》期刊2018年04期）
邹阳[4]（2018）在《仿昆虫扑翼微飞行器的设计、制造与测试研究》一文中研究指出自然界中的昆虫通过拍动翅膀在空中飞行,表现出很强的敏捷性、机动性和稳定性,并且可以产生自身重量几倍的升力。在过去的几十年里,很多科学家和工程师一直在探索昆虫飞行的气动力机理,并尝试研制仿昆虫扑翼微飞行器(FMAV)。仿昆虫FMAV继承了昆虫的诸多优势,可以完成很多大型飞行器无法完成的任务,比如在狭窄空间中进行搜索、救援、监视、探测和侦察等。本文围绕仿昆虫FMAV主要开展了如下工作:通过研究双翅目昆虫的飞行机理,基于叶素法建立了昆虫扑翼飞行的准稳态气动力模型。使用准稳态气动力模型分析了仿昆虫FMAV单个翅膀产生的气动力和气动力矩。使用虚功原理推导了仿昆虫FMAV翅膀的两自由度动力学常微分方程组,并进行了数值求解。通过研究昆虫扑翼飞行时肌肉、背甲和翅膀的运动,系统地提出了一种仿昆虫FMAV的零部件设计和制造方法。该方法充分考虑了微型零部件的结构设计、纤维分布、空间布置、电气隔离、加工精度和装配关系等:压电驱动器的设计考虑了电气隔离和装配关系;电磁驱动器的设计考虑了空间布置和装配关系;传动机构和机身的设计考虑了加工精度和装配难度;翅脉的纤维方向进行了合理的布置,使得翅膀拥有高的强度和刚度。利用这种方法,本文成功研制出了两种仿昆虫FMAV,均可以产生足够的升力实现起飞。其中,压电驱动仿昆虫FMAV重84 mg,翼展35mm,在100 Hz的拍打共振频率下可以产生约±60°的拍打角度。电磁驱动仿昆虫FMAV重80 mg,翼展35mm,翅膀拍打频率80 Hz,拍打角度约±70°。除此之外,针对仿昆虫FMAV,本文还提出了一种一体化的设计和制造方法。该方法将仿昆虫FMAV的大部分零部件(特别是有装配关系的零部件)集成在单片材料上设计和制造,避免了零部件之间的装配,从而减少了手工过程的误差。通过使用该方法,本文研制出了重80 mg的一体化电磁驱动仿昆虫FMAV,并成功实现了起飞。针对微尺度和高频率的仿昆虫FMAV,本文搭建了零部件和整机的系统级测试平台,对零部件和整机的性能进行了测试。通过搭建基于NI-Labview的虚拟仪器平台,实现了多通道同步信号发生和数据采集。通过搭建驱动器的驱动和测试平台,实现了对压电驱动器和电磁驱动器的驱动及性能指标的测试。使用双目高速相机配合运动分析软件,成功测试了电磁驱动仿昆虫FMAV的翅膀叁维运动规律。通过设计高灵敏度、高分辨力、高带宽的传感器,实现了仿昆虫FMAV升力的实时测量。总之,本文从仿生学原理出发,完成了昆虫扑翼飞行的气动力建模,系统地开展了仿昆虫FMAV的设计、制造和测试研究,并用实验手段验证了本文中设计理论、加工方法和装配手段的适用性和可行性,为将来实现仿昆虫FMAV的自主飞行提供了理论依据、设计思想和技术手段。(本文来源于《上海交通大学》期刊2018-05-01）
张晓军[5]（2018）在《利用紫外加工的扑翼微飞行器悬停控制》一文中研究指出现有扑翼微飞行器的悬停控制方法,多通过机顶扑动翼的水平运动来获取升力,由于依靠水平扑动弦向扭转形变获取的升力十分有限,导致微飞行器悬停时间短、稳定性差、所携载荷有限。提出一种利用紫外加工的扑翼微飞行器悬停控制方法,首先在微飞行器的加工制造方面运用了紫外加工切割技术,实现微米尺度的加工,提高设备的精度和性能;依据空气动力学特性,分析扑翼微飞行器的上升和悬停机理,并获取一个动力学数学模型;基于该模型和仿生翻转翼悬停方式,计算升力、阻力系数和迎角的变化,实现对扑翼微飞行器的悬停控制。仿真实验表明提出的控制方法,能够有效提高悬停的稳定性和时长、在微飞行器所携载荷方面也有较大优势。(本文来源于《激光杂志》期刊2018年02期）
吴彬彬[6]（2018）在《仿昆扑翼微飞行器电磁驱动电路的设计与制造》一文中研究指出微型飞行器在勘探、救援、监视等任务中充当着重要的角色。研究人员受到昆虫飞行动作的启发,研究了它们的飞行机理,设计出了各种仿昆扑翼微飞行器。本文针对电磁驱动方式的仿昆扑翼微飞行器,设计了一个驱动系统,该电路能够驱动微飞行器扑动双翼。该电磁驱动模块的正常工作需要±15V电压供电,还需要一个信号作为输入信号,因此还研制了一个电源模块和一个信号模块。电源模块利用电池组和BOOST升压电路实现,能够输出稳定的±15V电压。信号模块是基于STM32F103研制的最小系统板,撰写相应代码和通信协议,该模块最终能够产生两路电压信号,改变最小系统板ROM中存储的波形数据表就可以改变输出的波形,并且能够在上位机端在线实时控制输出信号的频率和幅值。首先利用外部电源和信号对电磁驱动模块进行实验,然后将电源模块作为供电源,外部信号作为输入再次进行实验,电磁驱动模块均能输出与输入波形一致的稳定驱动电流,并能驱动微飞行器扑动双翼。该驱动电流是一个交变电流,通过微飞行器上的电磁线圈后,内部的磁铁产生相应的运动位移,然后经过双平面四连杆传动器使得飞行器产生一些特定的扑翼动作,从而实现对仿昆扑翼微飞行器翅膀的控制。最后将这叁个模块集成在一块电路板上。该电路系统能实现一定的功能,但还存在一些改进的地方,如信号模块的完善,微小化的实现等。后续的研究及改进有望将该系统直接应用于仿昆扑翼微飞行器上。(本文来源于《上海交通大学》期刊2018-01-10）
柯希俊[7]（2017）在《仿昆扑翼微飞行器的悬飞气动力分析及优化设计与制造研究》一文中研究指出仿昆扑翼微飞行器(FWMAV)是一类厘米尺度的空中飞行机器人。通过模仿飞行昆虫的扑翼翅运动模式,它能够实现与扑翼飞行昆虫相似的悬飞能力和敏捷的机动性。因其在未来的军民领域中拥有广阔的应用前景,目前有关仿昆FWMAV的研究已成为国内外部分重要科研机构和研发单位的热门研究课题。本论文开展了有关仿昆扑翼微飞行器的悬飞气动力分析及优化设计和制造研究。它包括以下几个方面:首先,针对扑翼悬飞低雷诺数非稳态气动力,基于已报道的准稳态气动力学模型,作者建立了扩展的准稳态气动和惯性力/力矩模型。该模型与以前的模型有叁点不同:(1)引入了沿着翅平面弦向轴线的气动阻尼力矩;(2)提出了平动环量和转动环量气动力压心的无量纲弦向位置分布是一致的假设,这样可以使得转动环量气动力矩的计算变得可行;(3)包含了翅膀平面质心转动引起的惯性力和力矩。通过与采用动态机械比例果蝇翅模型测得的气动力和力矩的对比,本文的扩展准稳态气动和惯性力/力矩模型的适用性得到了验证和生效。其次,针对扑翼悬飞的翅运动模式的动力学实现机制,作者基于经典欧拉动力学理论和上述的扩展准稳态模型首次建立了扑翼悬飞时两自由度翅拍动力学完整方程,采用常用非线性常微分方程求解算法、边界值问题求解数值算法和最小二乘优化算法,首次成功地给出两自由度非线性高度耦合的微分方程的数值解,并获得了一系列驱动力矩和铰链刚度系数等设计参数。再次,为仿昆FWMAV的设计提供理论最优的翅膀形貌学和运动学设计参数,首次建立了动态比例可缩放翅膀的无量纲保形参数化描述,并采用结合了单纯形搜索的混合遗传算法(Hybrid-GA),首次开展了扑翼悬飞能耗最小时的翅膀几何学和运动学参数组合优化。组合最优化结果给出了最优的翅膀形貌学参数和翅膀运动学模式。然后,为了预估不同重量的仿昆FWMAV能够实现的最大巡航时间和航程,基于前面的组合优化框架,也开展了翅膀几何学和运动学参数组合优化,并获得一系列不同重量的仿昆FWMAV在一定前进比下能够实现最大巡航时间和航程时的最优的翅膀形貌学和运动学的设计参数。最后,本论文开展了仿昆FWMAV的设计、制造和测试方面的研究。针对选定的压电驱动仿昆FWMAV,采用了可行的被动柔性铰链来实现翅膀的被动俯仰。为了设计和制造出具有较高能量密度的压电驱动器,基于层合板理论和复合材料力学的基本力学分析模型,深入地开展了双晶片悬臂梁型压电弯曲驱动器的静态线性和非线性模型以及动态非线性模型和的建立和基本参数的预测以及优化分析。为了制造压电驱动仿昆FWMAV的各组件(压电驱动器、柔顺动力学传动机构和仿昆翅的人工翅膀以及机身),选取高性能压电陶瓷、高模量碳纤维预浸料和超薄聚合物薄膜(如聚酰亚胺和聚酯膜),采用了平面智能复合微结构制造技术、紫外激光微加工和真空袋热压迭合以及手工微装配等组合工艺。通过多轮设计迭代和工艺改进之后,最终制造出这些组件,并装配了仿昆FWMAV整机实物。此外,还开展了压电驱动器的测试和FWMAV的振翅测试,结果表明研制的样机在压电驱动器具有较大输入位移时能够产生较大的系统共振频率和翅膀拍打角幅值。总之,本论文开展的针对仿昆FWMAV的悬飞气动力、翅拍动力学和组合优化的理论分析、以及进行的仿昆FWMAV样机的微加工制造研究为仿昆FWMAV的悬飞气动布局、系统级参数优化、样机设计和制造提供了基础性理论框架和可行的技术途径;此外这些工作也为仿昆FWMAV未来自主飞行姿态控制机制中将涉及的翅拍动力学和翅膀被动扭转动力学问题的求解提供了可行的求解方法和设计参数选择依据。(本文来源于《上海交通大学》期刊2017-04-01）
楼星梁[8]（2017）在《电磁驱动扑翼微飞行器设计制造与优化》一文中研究指出人类早在几百年前,便踏上了飞行器的设计之路,而扑翼微飞行器也已在多年前成为了世界各地研究的对象。然而至今为止,人类对微飞行器相关技术的掌握程度仍不理想。尽管有部分研究所成功地设计了能够自由飞行的微飞行器,但对比其与自然界昆虫鸟类等仍相差甚远,实际的飞行效率与理论上“最高的飞行效率”相比亦有相当的差距。由此可见,在扑翼飞行器领域仍然存在着不少值得我们研究的问题。针对上述问题,本文构思并设计了一款结构相对简单的电磁驱动式双驱扑翼微飞行器,并对其做出一系列优化。其中包括了理论上对空气动力学的力学分析优化与后期通过实验测试与分析后对控制信号的优化。本文首先对研究对象进行了概念设计。为了方便实验探究,基于自由度理论本文设计了一种结构简单,自由度高的电磁驱动式双驱扑翼微飞行器。并且基于空气动力学理论,计算分析了该系统简化为弹簧-质量-阻尼系统后弹簧部件的变化对整体飞行性能的影响,对微飞行器的本体做出优化。利用一系列自行设计的加工工艺,制造组装出整机后,通过自制实验平台对扑翼微飞行器的升力进行测试,并结合高速摄像机与叁维重构技术对比观察升力与翅膀运动规律的关系,以此为依据调整输入参数,最终使用优化的参数编写悬飞控制程序,实现了扑翼微飞行器的悬飞高度控制。(本文来源于《上海交通大学》期刊2017-01-01）
孟夏[9]（2016）在《基于click机构的扑翼微飞行器的多体动力学特性分析》一文中研究指出微型飞行器在军事和民用上有着广阔的应用前景,是近年来的热点研究领域之一。微型飞行器根据飞行方式的不同主要分为叁类,固定翼、旋翼以及扑翼。各国学者通过对仿生学和空气动力学研究后发现,当微型飞行器的特征尺寸与昆虫等飞行类生物相似时,扑翼比固定翼和旋翼具有更高的飞行效率和飞行性能。本文在综合分析了各种常见扑翼机构的基础上,对一种基于click机构的扑翼微飞行器进行了动力学分析,研究了该扑翼机构的动力学特性。首先,建立了该飞行器的实体模型,加入柔性铰链以产生click效果,导入ADAMS软件中进行仿真计算。其次,利用伪刚体模型对该飞行器的运动规律进行理论分析,并与仿真结果相比较；从恢复力、能量消耗等方面,对该扑翼机构的动力学特性进行讨论。最后,将仿真结果和实验样机的仿真模型,从恢复力和位移响应两方面对仿真模型进行了验证,进一步探究了这种基于click效应的扑翼机构的特性。研究表明,该扑翼机构是非对称机构,翅膀在上仰终点和下拍终点附近时表现出来的特性并不完全一致。但是由能量率曲线可以看出,非对称并不会对模型扑翼机构产生很大的影响。柔性铰链会对能量进行适时地储存和释放,有利于飞行器在扑翼行程终点附近进行较快的翅膀翻转。该机构的扑翼角行程可以达到110。,这意味着飞行器拥有较强的升力产生能力。通过与实验结果比较可知,无论是动力学特性还是运动形态,多体动力学模型都可以较为准确地模拟出实验样机的运动情况。(本文来源于《大连理工大学》期刊2016-05-01）
张福梁[10]（2016）在《仿蝇类扑翼微飞行器传动系统的实验研究》一文中研究指出与固定翼和旋转翼微飞行器比,扑翼微飞行器有其不可替代的优越性,在军事、救灾等领域有广泛的应用前景,是近年来的一个新兴研究方向。扑翼微飞行器通常根据昆虫驱动翅膀拍动的仿生学原理设计,其设计的关键是,如何使扑翼微飞行器更接近自然界中扑翼昆虫的飞行能力。基于目前的研究基础,本论文围绕仿生扑翼微飞行器传动系统展开实验研究,其主要内容包括：确定扑翼微飞行器驱动器、机身、传动结构及扑翼材料的选取原则,选择碳纤维复合材料、聚酰亚胺胶带、聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、微型电机等作为制造微飞行器模型所需的基本材料和部件。仿照双翅目蝇类昆虫驱动扑翼的拍动结构,设计出能够实现click双稳态非线性特性的扑翼微飞行器结构。使用微型电机,驱动曲柄连杆机构,进而带动柔性传动结构,使扑翼上下周期性拍动。通过对模型结构的特性分析,优化设计模型,确定扑翼微型飞行器的结构尺寸。拍摄扑翼微飞行器模型的扑翼拍动视频,利用Tracker软件分析出扑翼的拍动规律。通过微力材料试验机Instron MicroTester 5848,对飞行器模型的柔性传动结构施加准静态的载荷,测出仿生柔性传动结构的恢复力。通过设计的小型风洞实验,测出扑翼拍动的流场变化情况。通过对优化仿生扑翼微飞行器模型的实验结果表明,该设计方案通过柔性传动结构,在微飞行器扑翼拍动中实现了click的效果,使扑翼产生快速下拍的过程,有助于提高扑翼微飞行器的飞行性能。(本文来源于《大连理工大学》期刊2016-05-01）
扑翼微飞行器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对电磁驱动方式的仿昆扑翼微飞行器,设计了电磁线圈驱动电路,电路能够驱动微飞行器扑动双翼。驱动电路利用电池组和升压(BOOST)电路实现电路供电。研制了产生两路电压控制信号的最小系统板,能够在上位机在线实时控制输出信号的频率和幅值。电压控制信号通过电路后,电路输出稳定驱动电流,实现对仿昆扑翼微飞行器翅膀的控制。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
扑翼微飞行器论文参考文献
[1].周靖,张卫平,邹阳,王晨阳,孟冉.面向扑翼微飞行器的扭矩传感器研究[J].半导体光电.2019
[2].吴彬彬,张卫平,邹阳,王晨阳,孙浩.仿昆扑翼微飞行器电磁驱动电路设计与制造[J].传感器与微系统.2019
[3].王晨阳,张卫平,邹阳.仿昆虫扑翼微飞行器研究现状与关键技术[J].无人系统技术.2018
[4].邹阳.仿昆虫扑翼微飞行器的设计、制造与测试研究[D].上海交通大学.2018
[5].张晓军.利用紫外加工的扑翼微飞行器悬停控制[J].激光杂志.2018
[6].吴彬彬.仿昆扑翼微飞行器电磁驱动电路的设计与制造[D].上海交通大学.2018
[7].柯希俊.仿昆扑翼微飞行器的悬飞气动力分析及优化设计与制造研究[D].上海交通大学.2017
[8].楼星梁.电磁驱动扑翼微飞行器设计制造与优化[D].上海交通大学.2017
[9].孟夏.基于click机构的扑翼微飞行器的多体动力学特性分析[D].大连理工大学.2016
[10].张福梁.仿蝇类扑翼微飞行器传动系统的实验研究[D].大连理工大学.2016