仿生扑翼UUV

仿生扑翼UUV研究现状分析摘要本文对一种新型扑翼UUV的研究现状做了分析。

首先简要介绍扑翼UUV的产生背景和应用前景，然后对扑翼UUV进行了流体动力学分析、推进性能分析并对基于CPG的扑翼UUV运动控制方法进行了分析。

通过流体动力学分析得到了关于扑翼UUV攻角和翼型对推进性能的影响，推进性能分析则得到了扑动频率、拍动幅度和翻转幅度对推进性能的影响。

基于CPG的运动控制方法将CPG引入到UUV 的控制中，简化了控制参数，可实现扑翼UUV的节律运动和转弯运动。

关键词：仿生扑翼UUV 流体动力学推进性能 CPG1绪论1.1仿生扑翼UUV产生背景无人水下航行器(Unmanned Undersea Vehicle)的研究工作开始于20世纪中期，进入21世纪以来，由于人类对海洋资源开发、海洋环境研究的重视以及海洋在军事领域的重要作用，水下探测器的研究越来越受到重视。

在过去的十年中，全世界大约有60个UUV研制计划，并建造了大约200个UUV(大部分为实验用)，但是随着技术的成熟和近海工业发展的需要，商业用途的UUV也开始出现，并且在不断地发展和壮大。

然而，以往的UUV均是以传统的螺旋桨做为推进动力。

在自然界中，有一类依靠扑翼游动的生物如海龟、企鹅等，他们的运动方式效率较高，而且机动灵活。

仿生扑翼UUV是近几年提出的一种利用仿生扑翼作为推动力的新型UUV，正是以海龟等扑翼游动生物为仿生对象，依靠扑翼推进结构为其提供动力实现整个UUV 在水下的各种运动，包括上浮、下潜、转弯等，具有推进效率高、稳定性强、机动性及操纵性好等优点。

1.2仿生扑翼UUV的特点仿生扑翼UUV的仿生对象是依靠扑翼进行运动的动物，他们具有爆发力强、机动性高、稳定性好等特点，对于游动和姿态的控制能力是目前任何水下设备无法模拟的。

与传统的螺旋桨推进方式相比，水下扑翼UUV具有以下特点：●良好的运动性能：仿生扑翼推进器可提高水下航行器的起动、加速和转向性能，在低速条件下保持高机动性和稳定性。

一种仿生蝴蝶扑翼飞行器及其拉线式转向机构的制作方法仿生蝴蝶扑翼飞行器是一种通过模仿蝴蝶独特的飞行方式而设计的飞行器。

它能够在空中灵活操控，具有较好的机动性能和稳定性。

在本文中，将介绍一种制作仿生蝴蝶扑翼飞行器及其拉线式转向机构的方法。

首先，我们需要准备一些材料和工具。

材料包括轻质的材料如薄金属片或塑料片，弹性线或者细线，小型电机，螺旋桨等。

工具则包括剪刀，胶水，钳子，锉子等。

1. 制作翅膀：使用剪刀将薄金属片或塑料片剪成蝴蝶翅膀的形状，大小可自行决定。

确保两个翅膀相对称，并且具有足够的扑翼空间。

然后使用锉子修整翅膀的边缘，使其光滑，减少空气阻力。

最后使用胶水将两个翅膀连接在一起，并且确保翅膀能够自由地扑动。

2. 安装电机和螺旋桨：选择一个小型电机并安装在飞行器的中心位置上。

将螺旋桨固定在电机轴上，确保可以有效地产生推力。

3. 制作拉线式转向机构：在飞行器的尾部或机身两侧的翅膀上，通过胶水或螺丝固定一个小轴。

使用弹性线或者细线将此小轴连接到电机上。

当电机旋转时，它将通过拉线转动翅膀，实现方向的改变。

完成以上步骤后，我们就成功地制作了仿生蝴蝶扑翼飞行器及其拉线式转向机构。

在使用时，只需将电机连接到能源供应，并确保翅膀可以自由地扑动。

通过控制电机的转动速度和方向，我们可以实现飞行器的正常飞行以及转向。

总结：仿生蝴蝶扑翼飞行器及其拉线式转向机构的制作方法相对简单，只需准备适当的材料和工具，并按照上述步骤进行操作即可。

这种飞行器的设计灵感来自于蝴蝶的飞行方式，具有较好的机动性能和稳定性。

通过不断改进和调整，希望能够进一步完善这种仿生飞行器，并应用到更多实际应用场景中。

仿生扑翼飞行器设计新进展仿生扑翼飞行器是一种新型飞行器，其体积小、重量轻、隐蔽性好等特点在军事领域和民用领域受到广泛关注。

文章综述了仿生扑翼飞行器的结构分类和升力产生机理，总结国内外研究的理论成果，并介绍现阶段研究所面临的困难，阐述仿生扑翼飞行器的发展前景。

标签：仿生扑翼飞行器；仿生学；结构设计1 概述仿生扑翼飞行器是将推进、爬升和悬停集于一个撲翼系统的新型飞行器。

近年来，国内外专家着手于仿生扑翼飞行器飞行的姿态、空气动力学和能量转换等方面的研究，虽然取得了阶段性的成果，仍面临许多问题[1]。

随后将按照分类与布局、获取升力原理、研究成果和面临问题的顺序对扑翼飞行器国内外现状进行总结。

2 扑翼的分类国内外设计的扑翼飞行器主要有单对和双对两种驱动形式。

单对扑翼飞行器采用曲柄摇杆机构或压电材料驱动，可实现翅膀的怕打与扭转。

机翼设计成仿生骨架结构，采用碳纤维材料制成，再在骨架上粘贴仿生翼膜，形成类似蝙蝠翅膀的仿生翼。

这种仿生翼具有很高的强度和韧性有更高的横向稳定性。

双对扑翼飞行器是采用化学肌肉材料设计的一种仿生飞行器。

可借助MEMS 技术使飞行器尺寸微小化，其独特的飞行方式能够实现快速启动、长时间飞行和悬停，同时可以保持翅膀不动滑行一段距离，大大减少了能源的使用[2]。

3 扑翼产生升力的原理3.1 Weis-Fogh机制1973年，Weis-Fogh研究发现小黄蜂在起飞前两翅前缘相互靠拢然后迅速打开，此时在两翅中间形成低压腔，将周围空气快速吸入，在翅膀周围形成漩涡。

该漩涡附着在翼尖附近不脱落，给昆虫向上举升的力，从而产生瞬时高升力。

随后他又将这一现象从理论和实验角度进行分析，最终证明此现象为扑翼飞行产生升力的主要原因之一[3]。

3.2 延时失速效应1997年，英国剑桥大学的Ellington在空气流场中放入飞蛾的翅膀模型，模拟飞蛾的飞行姿态[4]。

实验发现扑翼下拍时在翅膀前缘产生一个强烈的前缘涡，使靠近前缘上表面形成低压区，上下翅面产生压强差，大大提高飞行所需升力。

基于仿生学的扑翼机设计与仿真一、引言扑翼飞行器作为一种有机动能力的机器人，正在逐渐发展成为未来航空领域的重要组成部分。

而借鉴自然界的仿生学原理，是设计和优化扑翼飞行器的重要方法之一、本文旨在基于仿生学原理，设计并进行仿真分析扑翼机的运动特性和气动性能。

二、仿生学原理1.鸟类翅膀结构：鸟类翅膀的设计使得它们能够在空气中产生升力。

研究发现，鸟类翅膀呈现不对称的形状，上下表面的弯度不同。

这种不对称形状可以产生升力，并且还能减小气动阻力。

2.鸟类振翅模式：鸟类扑动翅膀的频率和振幅对飞行稳定性和效率至关重要。

实验观察发现，鸟类在起飞和飞行过程中，翅膀往往呈现上下振动和回旋运动的特点。

这种振翅模式可以减小气动阻力，并提高机体的机动能力。

在扑翼机的设计过程中，我采用了三维设计软件，模拟仿真扑翼机的运动特性和气动性能，并对设计参数进行优化。

1.扑翼机的翅膀结构2.扑翼机的振翅模式利用软件模拟了扑翼机在水平飞行和上升飞行过程中的振动频率和振幅。

通过改变振翅模式的参数，如频率和振幅，优化了扑翼机的飞行性能。

3.扑翼机的运动特性通过仿真分析，研究了扑翼机的俯仰、滚转和偏航运动特性。

通过改变机体的设计参数，如重心位置和机翼的位置，优化了扑翼机的运动性能和稳定性。

四、仿真结果与分析通过仿真分析，得出了扑翼机在不同飞行状态下的运动特性和气动性能。

结果表明，优化后的扑翼机具有较高的飞行效率和稳定性。

1.升力和阻力分析通过模拟扑翼机在不同速度下的飞行，得出了升力和阻力的变化曲线。

结果表明，在适当的速度范围内，扑翼机可以产生足够的升力，实现平稳的飞行。

2.振翅模式分析通过模拟扑翼机的振翅模式，得出了振翅频率和振幅对飞行稳定性和效率的影响。

结果表明，在一定的振翅频率和振幅范围内，扑翼机可以实现较高的机动能力和飞行效率。

3.运动特性分析通过模拟扑翼机的运动特性，得出了俯仰、滚转和偏航运动的变化曲线。

结果表明，优化后的扑翼机具有较高的运动稳定性和操控性能。

仿生扑翼飞行器原理This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020仿生扑翼飞行器原理一.扑翼飞行器简介扑翼飞行器是区别于固定翼飞行器、旋转翼飞行器的另一类飞行器，其飞行原理直接来自自然界的鸟类和昆虫的飞行方式。

与固定翼和旋转翼相比有明显的优势。

与固定翼飞行器相比，它可同时将举升、悬停、推进等功能集中在一个扑翼系统中；与旋转翼飞行器相比，它的能量利用率更高，即可推进飞行，也可滑翔飞行，而且更灵活。

二.飞行器的飞行原理传统飞行器大致可分为三类：一类是根据牛顿第二定律，即作用力与反作用力定律，获得空气的反作用力进行飞行的，包括各类固定、旋转、扑翼飞行器；第二类是阿基米德原理，获取空气的浮力进行飞行，如各类飞艇，热气球；第三类是根据动量守恒定理飞行的，如，火箭，宇宙飞船的飞行等。

由上可知扑翼飞行器的动力来源是空气对飞行器的反作用力。

从简单飞艇入手，飞行器的上升原因是因为空气对其竖直向上的推力大于其自身的重力。

要获得前进方向的运动必须还得有一个水平的推力，这样飞行器才能完成基本的飞行。

比如固定翼飞行器，一般由引擎提供水平的推力，机翼在高速气流的作用下产生升力，再如直升飞机，由引擎提供升力，螺旋桨与水平面的夹角产生的分力作为推力。

综上所述，扑翼飞行器必须能同时获得空气对其在水平和竖直方向上的足够的反作用力，即升力和推力，才能完成简单飞行。

三.对鸟类飞行的分析尽管人类对飞行器的研究有了辉煌的成就，但是鸟类仍是地球上最棒的‘飞行器’。

这里以鸽子作为研究对象。

鸽子可以在前进方向上以任何角度飞行，还可以从容的变化飞行姿势，随时转弯，随意的起飞降落，同时飞行动作可以清楚的观察。

鸽子的飞行主要归功于它灵活有力的翅膀和尾翼。

下面我们将试着简单的说明一下鸽子的飞行原理。

根据前面的飞行原理，鸽子的翅膀必须能产生竖直向上的升力和水平的推力（这两个力不一定是严格的水平和竖直）。

仿生扑翼式飞行器2013年9月7日摘要随着航空技术的发展，微型与小型飞行器以其灵活轻便、成本低廉等优点受到研发者的青睐。

相对于大型固定翼、旋翼飞行器，微、小型扑翼机在低空探测、突然袭击、认知搜救、城市作战等方面有着无法比拟的优势。

微、小型扑翼飞行器尚处于初期研发阶段，目前均以仿生学为基础，多数模仿蜻蜓、蜜蜂等昆虫的扑翼原理，而对仿鸟类扑翼飞行器的研究涉及甚少。

鸟类较昆虫有更强的环境适应能力，尤其是恶劣气候环境，且鸟类具有一定量的载重能力，方向调节性能更佳。

该项技术并没有进入实用化阶段，我们有幸成为探索者之一。

在这个项目中我们不一定能做出一架高性能的扑翼机来,但我相信这一定是一个很有启发意义的探索。

关键词：仿生，仿鸟，扑翼机，小型飞行器AbstractWith the development of aviation technology, the micro and small vehicle with the advantages of flexibility, portability and low costhasgained R &D’s pare to the large fixed wing aircraft androtorcraft, microandsmall ornithopter has incomparable advantages in terms of low altitude detection, surprise attack, cognitive search and rescue, andcity operation. Micro, small ornithopter is still in the initial stage of development, currently basesonbionics flapping theory. Most ornithopters imitate dragonfly, bees and other insects, with study of ornithoptersimitatingbirdslittle involved. Birds have a stronger ability to adapt to the environment, especially the harsh climate, andtheircontrol performance is betterthan insects. Moreover, the birds have a certain amount of load capacity.As the technology has not entered the practical stage, we are honored tobecome one of the explorers. In this project, we may beunable to make a high performance aircraft, but I believe that it must be a very instructive exploration.Key words:Bionics, Bird-imitation, Ornithopter, Small aircraft目录目录 (iii)第一章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2研制重点难点 (2)第二章国内外研发状况 (6)2.1国外研发状况 (6)2.2国内研究情况 (12)第三章作品设计论述 (15)3.1创意构想及三维模型制作 (15)3.1.1概述 (15)3.1.2翅膀扑打运动的实现机构 (15)3.1.3二级齿轮减速器 (17)3.1.4翼型 (19)3.1.5翅膀的扭转 (20)3.1.6尾翼 (20)3.2内部电路 (21)3.2.1电源部分 (21)3.2.2直流电机 (21)3.2.3舵机 (22)3.2.4控制板 (22)第四章应用前景 (24)4.1特点 (24)4.2应用前景 (24)结论 (26)参考文献 (27)致谢词 (28)附录 (29)图1亚氏悬挂式滑翔机外观图 (6)图2亚氏悬挂式滑翔机人类进行飞行示意图 (7)图3亚氏悬挂式滑翔机机构简图 (7)图4史氏玩具飞机扑翼结构 (8)图5史氏玩具飞机机构简图 (8)图6D ELAURIER拍扑机 (9)图7昆虫胸腔剖面示意图 (9)图8麦氏扑翼机扑翼机构 (10)图9麦氏扑翼机机构简图 (10)图10肯式扑翼机扑翼机构 (11)图11肯式扑翼机机构简图 (11)图12M ADANGOPAL微扑翼机构 (12)图13詹秀玲飞鸟玩具整体构造图 (13)图14詹秀玲飞鸟玩具扑翼机构 (13)图15詹秀玲飞鸟玩具机构简图 (13)图16两自由度胸腔式扑翼驱动机构简图 (14)图17压电驱动的仿生微扑翼机构 (14)图18创意整体三维概念模型 (15)图19翅膀扑打运动的实现机构 (17)图20二级齿轮减速器 (18)图21齿轮减速局部视图 (19)图22翼型 (20)图23尾翼 (21)图24舵机控制板外形 (22)图25控制软件 (23)第一章绪论1.1 选题背景我们处在高科技时代，科技文明迅速发展，市面上诸多商品都朝轻、薄、短、小的目标迈进，如手机、随身听、电脑等等，当然应用于军事上的微型飞行器亦是如此。

仿生扑翼飞行器设计与制作摘要：随着仿生学的发展和材料动力技术的不断进步，人类能更好的模仿生物的运动，向大自然学习，服务人类。

像鸟一样的飞行是人类几千年的梦想，近几年科研人员在扑翼飞行器的研究和制造方面有了很大的发展，目前世界上已经出现了许多扑翼飞行器，但其仿生程度任然较低。

通过学习和研究我们选用了对称的五杆机构来实现飞行器的机翼的动作，并按照飞行原理设计了飞行器的升力机构和推力机构，最后做出了实物，进行了飞行试验。

关键词：仿生;扑翼飞行器;五杆机构;空气动力学;飞行试验Designing and producting of the flapping wingflight vehicle in bionicsABSTRACT: Along with the development of bionics and material power technology advances, mankind can better imitate biological movement, learning to nature and servicing human. Flying Like a bird is the dream of human for several thousand years, In recent years researchers Made great progress in the flapping wing flight vehicle research and manufacturing. There are already some kind of the flapping wing flight vehicles in the word recently, but the bionic degree lower still. With the studying and researching we choose the symmetrical five-bar mechanism to realize the action of the wing of the aircraft, According to the principle of fly. I design the lift institutions and thrust institutions. Finally I made the craft, and test it.KEY WORDS:Bionic; The flapping wing flight vehicle; Five-bar mechanism; Aerodynamics; Flight test目录1前言 (2)1.1本次毕业设计课题的目的、意义 (2)1.2仿生扑翼飞行器简介 (2)2.1仿生扑翼飞行器优缺点 (4)2.2仿生扑翼飞行器的结构组成 (4)3仿生扑翼飞行器的原理和设计 (5)3.1飞行器的飞行原理 (5)3.2对鸟类飞行的分析 (5)3.3机构原理性设计 (6)4仿生扑翼飞行器的参数选择 (8)4.1动力系统的参数选择和计算 (8)4.1.1通过对几种飞行器的机翼扇动频率的统计得出下表 (8)4.1.2齿轮的选用 (8)4.1.3电机的选用 (8)4.2飞行器机身尺寸的确定 (9)4.2机翼五杆机构的设计和计算 (9)4.2.1机构简图 (9)4.2.2实体设计 (9)4.4蒙皮工艺 (11)5提升机构和推动机构的设计 (13)6三维建模 (14)7结论 (17)参考文献 (19)致谢 (20)外文翻译 (21)附件 ................................................. 错误!未定义书签。

仿生扑翼飞行器的发展与展望
随着科技的进步，人类已经取得了仿生飞行器的突破性进展。

仿生飞行器的发展历史可以追溯到20世纪50年代，当时科学家们开始研究自然飞行器的结构和飞行技术，以及如何将这些特性应用于人类制造的机器。

他们的努力使得许多仿生飞行器得以发展，包括仿生飞机、仿生蝙蝠、仿生鸟类等等。

近年来，仿生扑翼飞行器也受到了广泛关注。

仿生扑翼飞行器是受鸟类飞行的启发而设计的飞行器，它以两只扑翼的形式与空气相互作用，使飞行器可以实现自由悬停、高速飞行等机动行为。

与飞机相比，仿生扑翼飞行器具有更低的噪声水平、低能耗、可折叠构造等优势，在近程无人机和远程视频拍摄应用等领域可能产生重要的影响。

目前，仿生扑翼飞行器的研究和发展仍处于起步阶段，其中值得研究的领域包括飞行器本体结构设计、动力系统选择、飞行控制系统的模拟、航迹预测与自动避障等。

例如，在飞行器结构设计方面，除了轻量化和结构优化外，还可以考虑主动式扑翼、可屈曲翅膀等与传统翅膀不同的设计方案，以便更好地控制飞行器的飞行行为。

仿生扑翼机器人的机械系统设计研究近年来，仿生机器人技术迅猛发展，其潜在的应用领域不断扩大。

其中，仿生扑翼机器人作为一种模拟昆虫翅膀运动的机器人，具有较高的机动性和适应性，在无人侦查、救援和农业等领域有着广阔的前景。

本文将着重研究仿生扑翼机器人的机械系统设计。

首先，机械系统设计是仿生扑翼机器人实现扑翼运动的关键。

为了模拟昆虫翅膀的运动特点，机械系统应具备轻量化、高刚度和高可靠性的特点。

一种常见的设计方法是采用柔性材料制作翅膀，如碳纤维复合材料，以实现翅膀的轻量化和高刚度。

同时，采用特殊的结构设计，如曲线状的翅膀弯曲轴，可以使机械系统具备较好的可靠性和机动性。

其次，机械系统设计还需考虑扑翼机构与驱动系统的协同工作。

在仿生扑翼机器人中，扑翼机构通常采用类似昆虫的并联结构，通过多个关节和连杆实现翅膀的运动。

为了实现高效的扑翼运动，机械系统设计需要考虑关节的精确控制和连杆的合理长度。

同时，驱动系统需要提供足够的力和速度，以实现扑翼机构的正常工作。

电机、液压或气动系统都可以作为驱动系统的选择，不同的驱动方式会对机械系统的设计提出不同的要求。

最后，机械系统设计还需考虑机器人的稳定性和控制性能。

由于仿生扑翼机器人在空气中运动，存在空气动力学效应的影响，机械系统设计需要考虑机器人的稳定性。

通过调整翅膀的形状和尺寸，以及控制翅膀的运动轨迹，可以提高机器人的稳定性。

此外，机械系统设计还需要与控制系统紧密结合，通过传感器和反馈控制实现对机器人的精确控制。

综上所述，仿生扑翼机器人的机械系统设计是实现扑翼运动的关键。

通过采用轻量化、高刚度和高可靠性的材料，设计合理的扑翼机构和驱动系统，以及考虑机器人的稳定性和控制性能，可以实现高效、稳定的扑翼运动。

随着技术的不断发展，仿生扑翼机器人的机械系统设计将进一步提升，为各个领域的应用带来更多可能性。

近底探测型仿生UUV小目标物视觉识别检测系统陈栢仲, 王崇磊*, 郭春雨(哈尔滨工程大学 青岛创新发展中心, 山东 青岛, 266000)摘 要: 仿生无人水下航行器(UUV)通过模仿海洋生物的运动原理, 替代人力并实现水下作业, 相较于传统的UUV具备高稳定性、高灵活性、低噪声以及强环境通过性等仿生学特性优势, 为近距离水下图像拍摄与水下目标物识别技术提供了优良的作业平台。

文中以一种仿生胸鳍柔性波动推进UUV作为研究目标, 针对水下小目标物的贴底检测任务, 开展水下图像预处理技术与深度学习网络Resnet优化的深入研究, 设计一套满足该UUV运动特性的水下环境感知系统。

最终通过试验进行验证, 文中提出的水下视觉检测方法的分类结果准确率为89.6%, 与其他分类网络相比具有最高的检测准确率, 能够适用于仿生胸鳍波动推进UUV进行水下贴底目标检测任务。

在文章结尾对仿生UUV水下检测识别系统的优势与出现的问题进行了分析并提出了展望。

关键词: 仿生无人水下航行器; 图像预处理; 视觉识别检测; 水下目标物识别中图分类号: TJ630; U674.941 文献标识码: A 文章编号: 2096-3920(2023)06-0911-07DOI: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0099Visual Recognition and Detection System for Small Targets of Near-BottomExploration Type Bionic UUVCHEN Baizhong,　WANG Chonglei*,　GUO Chunyu(Qingdao Innovation and Development base, Harbin Engineering University, Qingdao 26600, China)Abstract: The bionic unmanned undersea vehicles(UUVs) replace human labor and realize underwater operation by imitating the movement principle of marine organisms. Compared with the traditional UUV, the bionic UUV has the bionics advantages of high stability, high flexibility, low noise, and strong environmental passability, which provides an excellent operating platform for close-range underwater image shooting and underwater target recognition technology. This paper focused on bionic UUVs with flexible wave propulsion by pectoral fin and conducted a comprehensive study on the preprocessing technology of underwater images and the optimization of the Resnet deep learning network, so as to improve the detection of small underwater targets on the sea floor. A series of underwater environment perception systems were developed to align with the motion characteristics of the UUV, which were then verified by the test. The results show that the proposed underwater visual detection approach achieves a classification accuracy of 89.6%, which is the highest compared with other classification networks. This approach can be used for underwater target detection on the sea floor by bionic UUVs with pectoral fin propulsion. The conclusion of the study highlights the advantages and problems of underwater detection and recognition systems of bionic UUVs and their prospects.Keywords: bionic unmanned undersea vehicle; images preprocessing; visual recognition and detection; underwater target recognition收稿日期: 2022-12-28; 修回日期: 2023-02-10.* 通信作者简介: 王崇磊(1989-), 男, 博士, 实验师, 主要研究方向为仿生波动航行器.第 31 卷第 6 期水下无人系统学报Vol.31 N o.6 2023 年 12 月JOURNAL OF UNMANNED UNDERSEA SYSTEMS Dec. 2023[引用格式] 陈栢仲, 王崇磊, 郭春雨. 近底探测型仿生UUV小目标物视觉识别检测系统[J]. 水下无人系统学报, 2023, 31(6): 911-917.0　引言仿生无人水下航行器(unmanned undersea vehi-cle, UUV)以鱼类的外形结构进行设计, 模拟海洋鱼类的游动方式进行推进, 具有高速、灵活且低噪等特点[1-2], 能够快速适应复杂极端的水下环境并自主开展各项水下作业。

扑翼滑翔UUV流体动力布局设计潘光;马启超;刘冠杉;曹永辉;黄桥高【期刊名称】《鱼雷技术》【年(卷),期】2011(019)002【摘要】针对以往无人水下航行器(UUV)流体动力布局设计只对扑翼的安装位置进行研究,本文将水下仿生扑翼UUV和水下滑翔机(AUG)两者优点集于一体,提出了一种新型扑翼滑翔UUV.通过分析海龟运动和航行器前、后端扑翼的用途,归纳了大升阻比、低阻力的流体动力布局设计准则,利用计算流体力学(CFD)的方法对前端扑翼的4种安装位置和3种翻转角设计分别进行了数值仿真.仿真结果表明,当前端扑翼选用安装位置取距UUV主体外壳最前端纵向长度为整个纵向长度的30%和翻转角为10°时,该扑翼滑翔UUV具有较优的大升阻比、低阻力的流体动力性能,所得结果为进一步研究该UUV的总体设计提供了理论参考.【总页数】5页(P81-85)【作者】潘光;马启超;刘冠杉;曹永辉;黄桥高【作者单位】西北工业大学,航海学院,陕西西安,710072;西北工业大学,航海学院,陕西西安,710072;西北工业大学,航海学院,陕西西安,710072;西北工业大学,航海学院,陕西西安,710072;西北工业大学,航海学院,陕西西安,710072【正文语种】中文【中图分类】TJ630.2;TP24【相关文献】1.远程高空滑翔UUV的最优控制设计与仿真 [J], 张克涵;温杰;顾李冯;梁友宏2.仿生扑翼UUV推进机构设计及运动仿真 [J], 丁浩;宋保维;朱崎峰3.扑翼UUV前肢驱动机构设计 [J], 梁庆卫;杨璞;曹永辉;陈良军4.高空远程滑翔UUV可视化系统设计与实现 [J], 潘光;单志雄;毛昭勇5.仿生扑翼UUV流体动力数值计算 [J], 张鹏;宋保维;杜晓旭因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

仿生扑翼飞行机器人飞行机理及其翅翼驱动方式的研究的开题报告一、研究背景随着机器人技术的不断发展，人们对于机器人的应用也越来越广泛。

仿生机器人是一种近年来发展迅速的新型机器人，其使用自然界的生物体作为启发，利用其机构和行为来设计机器人。

仿生机器人的研究范围涵盖了机械、电子、计算机科学等多个领域，是多学科交叉的综合性工程。

仿生扑翼飞行机器人是一种仿生机器人的应用，其模仿了鸟类和昆虫等动物在空中飞行的方式和机理，利用机械和电子控制技术来实现飞行。

与传统的固定翼和旋翼飞行器相比，仿生扑翼飞行机器人具有结构简单、灵活性高、起降场地需求小、飞行稳定等优点。

因此，它在无人侦察、环境监测、紧急救援等领域有着广阔的应用前景。

本研究旨在探究仿生扑翼飞行机器人的飞行机理与翅翼驱动方式，为其制造和应用提供科学的理论基础。

二、研究内容和目标本研究将主要围绕以下内容展开：1. 仿生扑翼飞行机器人的原理和机理通过对自然界中的飞行动物进行观察和研究，分析其飞行方式和机理，并将其转化为机器人的制造和应用。

2. 仿生扑翼飞行机器人的翅翼驱动方式研究根据仿生机器人原理的基础，设计制造出能够实现仿生扑翼的机械驱动装置，并对其效果进行测试和分析。

3. 仿生扑翼飞行机器人的控制算法研究设计仿生扑翼飞行机器人的控制系统，通过对传感器和执行器进行数学建模和控制算法的设计和实现，实现对机器人的精确操控和控制。

本研究的主要目标如下：1.掌握仿生扑翼飞行机器人的基本原理和机理；2.设计出能够实现仿生扑翼的机械驱动装置，完成仿生扑翼的进行；3.设计出精确的控制算法，实现对仿生扑翼飞行机器人的操控和控制。

三、研究方法本研究将采用以下方法：1.文献研究法查阅有关仿生机器人、飞行动物的文献资料，分析飞行原理和机理，寻找适合仿生扑翼飞行机器人制造的原材料和技术。

2.实验研究法利用所选定的仿生扑翼机器人模型，通过对其进行实验和测试，验证其实际效果和可行性。

3.数学建模法对机器人的控制算法进行建模和仿真，为实验提供精确的参数和过程的控制。