基于CATIA软件非对称变距装置的建模与分析.pdf

维普资讯 基于 CATIA软件非对称变距装置的建模与分析★ 口 邢兰兴 口 罗 均 口 周 焱 口 谢少荣 摘 要：介绍一种面向微型旋翼飞行器的非对称变距装置，并利用CATIA软件对这种装置进行 了建模分析。通过对 弹性连杆的有限元分析，得到了弹性连杆所受外力与变形之间的规律 ，为进一步研究非对称桨叶变距机理奠定了坚实的 基础。 关键词 ：微型旋翼飞行器 非对称变距 CATIA 中图分类号：TH113．2 文献标识码：A 文章编号 ：1000—4998(2006)10—0021—03 近年来 随着 微 电子 机械 系统 (MEMS)的蓬 勃兴 行 了有 限元分析 ，得到 了负载与变形之 间的规律 ，为进 起 ，人们越来越 关 心微 型 飞行器 (MicroAirVehicles， 一 步研究这种变距规律奠定 了坚实 的基础 。 MAV)的发展 。微 型飞行 器是指整体尺寸在 150mm 以 微 型旋翼飞行器 的负载很小 ，甚 至 需要 以克来衡 内，质量 在 几十 到上 百 克 ，有 效载荷 20g左 右 ，航 程 10 量 ，所 以为 了进一步减轻旋翼 操纵机构 的质量 ，应该在 km左右 的飞行器 。它具有体积 小 、质量轻 、携 带方便 、 满足飞行器各种 飞行模态 下 ，充分利 用材料 的性 能特 操作简单 、隐蔽性好 、机动灵 活等特 点 ，在现代军 事和 点 ，尽 可能简化机构 。本文所论述 的微 型旋翼 飞行器 的 民用 方面具有 十分 广 阔 的应 用前 景 。 非对称桨 叶变距装置 如 图1所示 。 该操纵装置使用弹性连杆来传递从螺旋桨轴到旋 Ⅱ 非对称桨叶变距装置 翼 的驱动力矩 。旋翼有两片桨 叶 ，采用无铰式连接 ，旋 传统 的旋翼飞行器 实现各种 飞行模态主要是通过 翼套接在螺旋 桨轴 的上端部 ，它可 以绕旋翼 桨 叶轴线 控制机械变距 系统来 实现 的 ，但是 这种变距 系统 的机 方 向作小角度转动 。弹性连杆 和桨 叶的刚性部分相连 ， 械结构非 常复杂 ，存在微型化 困难 、成本高等 问题 ，成 当电机突然加速转动时 ，通过传动系统 和螺旋 桨轴 ，使 为旋翼飞行器微 型化 的瓶颈 。本文 介绍一种面 向微 型 弹性连杆 的下端扭矩增大 ，而和弹性 连杆上端相连 的 旋翼飞行器 的非对称变距装置 ，该操作装置结构简单 ， 旋翼在空气动力 的作用下抵抗弹性连杆 下端增大 的扭 而且又能满足微型旋翼飞行器各种飞行模态 的需要 。 矩 ，从 而会使弹性连杆上端产生变形 ，此变形带动旋翼 利用 CATIA软件对这种非对称桨 叶变距装置进行 了 绕桨 叶轴线方 向转动而改变安装角 ，达到变距 的 目的。 实体建模 ，并对该装置 中的关键部分—— 弹性连杆进 由于弹性连杆 只和单边桨 叶 的刚性部分相连 ，桨距角 ★国家 自然科学基金资助项 目(编号 会从连接端 的最大值递减到非连接端 的最小值 ，因而 上海市优秀青年教师培养计划项 目(编号：04YOHB094) 呈现变距 的非对称性 。光 电传感器 和位置控制码盘用 策流程 ；④ 以某 小型企业 为研究实例 ，介绍 了其搭建集 14 —16． 成平 台的决策流程 。 4 闻邦椿，周知承，韩清凯，苏宝群．现代机械产品设计在新产 目前 ，正是装备企业 高速发展期 ，搭建适合 自身 的 品开发中的重要作用 【J】．机械工程学报，2003，(10)：43—52． 软件集成平 台进