仿蜂鸟微飞行器扑翼机构运动学、升力及Clap-fling机制研究

作者：徐佳; 张卫平^*; 牟家旺; 陈子豪; 沈一博; 许常兵

来源：机械设计与研究, 2020, 36(04): 28-32.

DOI：10.13952/j.cnki.jofmdr.2020.0141

• MAV
• 扑翼机构
• 翅膀运动学
• clap-fling
• 升力测试

设计了一种手掌尺度的微型扑翼飞行器机构,模拟自然界中的蜂鸟。通过曲柄摇杆机构,将主电机齿轮的旋转运动转变成遥杆的往复运动,并利用线传动放大拍打角,最终转化成翅膀的拍打运动。扑翼机构总重约9g,翅膀拍打角幅值为180°,扑翼频率15 Hz,翼展200 mm。扑翼机构机身由3D打印制作,翅膀由聚合物薄膜和碳纤维采用多层叠合工艺制作而成。通过高速相机以1 000 fps拍摄,检验翅膀的运动学,观察到clap-fling机制。利用多轴力/力矩传感器进行力测试,得到不同扑翼频率下的升力值,发现clap-fling机制对于升力提升有显著作用。通过研究翅膀尾缘长度对升力的影响,获得最佳的尾缘长度。

• 单位
  上海交通大学; 微米/纳米加工技术国家级重点实验室