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HiFly-Dragon: Un robot volador aleteador inspirado en una libélula con mecanismos de aleteo modificados, resonantes y de accionamiento directo

Autores: Ma, He; Gong, Peiyi; Tian, Yuqiang; Wu, Qingnan; Pan, Min; Yin, Hao; Liu, Youjiang; Chen, Chilai

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

HiFly-Dragon: Un robot volador aleteador inspirado en una libélula con mecanismos de aleteo modificados, resonantes y de accionamiento directo


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Libélula
Vehículo aéreo micro con alas batientes
Múltiples grados de libertad
Mecanismo de batido resonante
Placas de circuito impreso
Reducción de peso

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento describe un Vehículo Aéreo Micro con Alas Batientes (FW-MAV) inspirado en libélulas, llamado HiFly-Dragon. Las libélulas exhiben un rendimiento de vuelo excepcional en la naturaleza, superando a la mayoría de los otros insectos, y se benefician de su capacidad para mover de manera independiente cada una de sus cuatro alas, incluyendo el ajuste de la amplitud de batido y el desplazamiento de la amplitud de batido. Sin embargo, diseñar y fabricar un robot de batido con mecanismos de conducción de batido de múltiples grados de libertad (multi-DOF) bajo estrictas limitaciones de tamaño, peso y potencia (SWaP) representa un desafío significativo. En este trabajo, proponemos un microrobot libélula compacto con cuatro alas en tándem controlables de manera independiente, que es impulsado directamente por cuatro mecanismos de batido resonantes modificados integrados en las placas de circuito impreso (PCBs) de la aviónica. El mecanismo de batido resonante propuesto fue probado para poder generar de manera duradera 10 gf de elevación a una frecuencia de 28 Hz y una amplitud de 180 grados para una sola ala con una fuente de alimentación de corriente continua externa, demostrando la efectividad de la resonancia y la mejora de durabilidad. Todas las partes mecánicas fueron integradas en dos PCBs, y el robot demuestra una reducción sustancial de peso. El último prototipo tiene una envergadura de 180 mm, una masa total de 32.97 g y una elevación total de 34 gf. El prototipo logró despegar en una viga de equilibrio, demostrando que el robot libélula impulsado directamente es capaz de superar la gravedad propia con baterías a bordo.

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