多旋翼无人机磁阻尼式着陆支撑减震机构设计

作     者：莫坚 钟新利 MO Jian;ZHONG Xinli

作者机构：湖南铁道职业技术学院轨道交通机车车辆学院湖南株洲412001 湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411201 

基　　金：湖南省自然科学基金立项项目(2019JJ50158) 

出 版 物：《中国工程机械学报》 (Chinese Journal of Construction Machinery)

年 卷 期：2022年第20卷第5期

页      码：434-438,443页

摘      要：针对多旋翼无人机着陆过程中的冲击响应控制问题,设计了一种磁阻尼式着陆支撑减震机构。研究了由弹簧和磁阻尼器组成的机构工作原理。该被动式着陆支撑减震机构对工作环境变化具有较强的鲁棒性,可以将部分动能转化为弹簧的弹性能来减少反弹,而剩余的大部分动能则转化为磁体的阻尼能量。使用多体动力学对该着陆支撑减震机构进行了建模,并提出了兼顾反弹减少和重量减轻的机构设计参数优化方法。该方法以最大行程和最大反弹为阈值,通过数值模拟来确定机构的弹簧系数和黏性阻尼系数。最后,通过垂直自由落体模拟验证了设计的着陆支撑减震机构有效性。研究结果表明:磁阻尼式机构的质量仅为94.5 g,相比刚性杆最大反弹高度降低了88.9%,仅约0.02 m,在尽量减小质量的同时最大限度地提高了减震性能。模拟结果与实验结果完全一致,且不受地面参数变化的影响。

主 题 词：多旋翼无人机 着陆减震 弹簧 磁阻尼器 多体动力学 参数优化 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 082503[082503] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 

D　O　I：10.15999/j.cnki.311926.2022.05.014

馆 藏 号：203115306...