翼 twist 与折叠在驱动拍翼动物与机器人中的协同作用

我们设计并构建了一个具有三自由度（DOF）的拍翼机器人Flapperoo，以研究翼折叠与翼扭转的气动优势。在典型动物飞行的斯特劳哈尔数范围 St = 0.2 - 0.4 下，对该物理模型进行风洞测试测量力和力矩。进行粒子图像光学测速（PIV）测量，以可视化翼折叠在机身下侧进行的拍翼产生的气流。结果表明， 通过控制拍翼时刻的翼扭转，可将气流定向，从而在高斯斯特劳哈尔数或低飞行速度下显著增强平均推力。此外，在上升过程中使用翼扭转还可获得更多推力和更少的负升力。值得注意的是，在上升过程中使用翼扭转可实现更少的总驱动力或更少的总功耗。这些发现突显了关键翼关节对未来拍翼/鳍机器人以及准确测试自然拍翼飞行或水下车辆的重要性。