为了提高扑翼飞行器的飞行性能,借鉴大型鸟类的飞行运动特征,设计了一种新型两段式可折叠仿生扑翼机构,并建立了扑翼机构的运动学和气动力学模型,对扑翼机构的运动性能和气动性能进行了分析。结果表明,所设计的新型折叠扑翼机构内翼上扑动极限为45.3°、下扑动极限为-5.2°,外翼机构的上扑动极限为46.1°、下扑动极限为-27.9°,与大型鸟类飞行运动参数一致;基于条带理论和扑翼飞行器的气动力模型,分别对新型两段式折叠扑翼、传统无折叠扑翼的气动力进行计算比较,前者的平均升力为后者的4.31倍,两段式折叠扑翼飞行结构具有更好的气动特性。

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。