为了解决山地物资运输难题,设计了一种具有速度自适应功能的单轨运输机,可在重力的作用下沿轨道以预设速度下滑。该运输机主要包括四轮移动式车体、导向机构,以及由速度传递装置和制动装置组成的速度自适应调节系统。速度转换装置由车轮、定轴轮系组成,其中,定轴轮系输入端为可变直径齿轮,输出端为具有内外齿圈的齿轮,且外齿圈与改进的Hart制动机构的齿条啮合。对运输机进行了总体结构设计,并对速度自适应调节系统进行了运动学建模与分析;最后在ADAMS软件中对运输机进行了运动学仿真,得到了运输机速度随摩擦系数的变化规律。仿真结果表明当摩擦系数大于0.4时,运输机速度呈现震荡收敛特性,重物的摆动则是造成速度震荡的原因,而限制重物摆动可有效提高运输机的性能和使用寿命。

为了模拟自然界中生物的变迎角扑翼飞行,提出了一种基于RC/RRU并联机构的变迎角扑翼飞行器。首先,基于旋量理论分析机构的自由度数目及其性质,建立RC/RRU并联机构模型;其次,基于RC/RRU并联机构,建立扑翼飞行器的整体结构模型,通过运动学分析推导扑动角、迎角与输入角之间的函数关系,得出1个扑动周期内翼翅的运动规律;然后,将扑翼飞行器导入XFlow软件中进行空气动力学仿真,对比不同展弦比翼型的升力及推力性能,为翼型设计提供参考。仿真表明,扑翼飞行器产生的净升力大于飞行器质量,且展弦比大的翼型,升力及推力也越大。最后,通过简易样机测试,证明了所设计的变迎角扑翼飞行器在1个扑动周期内可以产生有效的净升力及推力。

为通过机翼弯度变化实现对无舵面飞机的控制、改善其气动性能,需要协调结构变形、力学承载和轻质设计三者之间的关系。针对传统机械驱动机构造价高、重量大和智能材料驱动机构承载能力弱的缺陷,通过承载/变形一体化设计方法,充分考虑机翼气动载荷的特点,协调配置机械驱动机构与智能材料驱动机构,结合拓扑优化设计,提出一种无舵面飞机变弯度机翼承载/变形一体化设计方案。结果表明,无舵面飞机可在不同飞行环境下改变机翼弯度以承受多种载荷条件,对提高飞机的飞行性能、飞行效率和适应飞行环境的能力具有积极意义。