一种用于执行形态耦合扑翼模式的敏捷仿生扑翼飞行器的新型驱动策略
机器人学
2022-08-09 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
飞行脊椎动物展现出复杂的扑翼运动学。其特化的前肢使得在水平飞行过程中，机翼变形运动能够与扑动运动相耦合。以往的可飞行仿生平台已成功应用了仿生机翼变形，但尚不能由形态耦合扑翼模式驱动。受此启发，我们开发了一款名为 RoboFalcon 的仿生扑翼飞行器 (FWAV)，它配备了一种新型机构来驱动蝙蝠式变形机翼，执行形态耦合扑翼模式，并整体实现了引人注目的飞行。RoboFalcon 的新型机构允许在水平飞行时耦合变形与扑动，并在需要机动时解耦，产生双侧不对称下扑，从而提供高滚转敏捷性。蝙蝠式变形机翼设计为在腕关节处绕半径具有倾斜安装角，以模仿飞行脊椎动物前肢的腕部旋后和旋前效应。通过多次滚转机动飞行测试评估了 RoboFalcon 的敏捷性，我们展示了其与飞行生物和当前扑翼平台相比表现出色的敏捷能力。风洞试验表明，不对称下扑的滚转力矩与扑动频率相关，并且腕部安装角可用于调整平衡飞行状态的攻角和升力-推力配置。我们相信，这项工作产生了一个性能良好的仿生平台，并为形态耦合扑翼飞行提供了一种新的驱动策略。
引用
@article{arxiv.2111.02118,
title = {A Novel Actuation Strategy for an Agile Bio-inspired FWAV Performing a Morphing-coupled Wingbeat Pattern},
author = {Ang Chen and Bifeng Song and Zhihe Wang and Dong Xue and Kang Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.02118},
year = {2022}
}