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题名基于高仿生形态布局的仿鸽扑翼飞行机器人系统设计
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作者
王久斌
贺威
孟亭亭
邹尧
付强
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机构
北京科技大学智能科学与技术学院
北京科技大学人工智能研究院
北京科技大学智能仿生无人系统教育部重点实验室
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出处
《自动化学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期308-319,共12页
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基金
国家自然科学基金(62225304,61933001,62173031)
北京高校高精尖学科“北京科技大学-人工智能科学与工程”资助。
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文摘
针对现有扑翼飞行机器人存在的飞行形态与实际鸟类相差较大,以及翅膀、尾翼布局和俯仰、转向控制方式仿生度较低的问题,提出一种形态布局与鸽子相仿的扑翼飞行机器人系统设计及实现方案.通过设计弧面-折翼-后掠翅膀、仿鸟扇形尾翼以及尾翼挨近翅膀后缘布置的布局方式,使扑翼机器人飞行形态更加接近真实鸟类,提高扑翼机器人的形态仿生度.在此基础上,设计结合下扑角调控无需尾翼大角度上翘的俯仰控制方式,以及不依赖于尾翼的翅膀收缩转向控制方式,在提高仿生度的同时保证飞行控制的有效性.在具体设计过程中,首先参考鸽子翅膀型式选择不同类型翅膀并进行风洞测试,确定出下扑角变化时仍能保持较优升推力性能的翅膀设计方案;其次,对各种尾翼型式进行分析和比较,结合鸽子尾翼特点进行仿鸽尾翼及俯仰、转向控制机构设计,并通过风洞测试验证;最后,设计飞控系统并装配整机,进行外场飞行测试,验证仿鸽扑翼飞行机器人平台的稳定性和可控性.
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关键词
高仿生形态布局
仿鸽扑翼飞行机器人
折翼翅膀
扇形尾翼
风洞实验
俯仰控制
转向控制
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Keywords
Highly bionic morphological layout
dove-like flapping-wing flying robot
folded wings
fan-shaped tail
wind tunnel tests
pitching control
steering control
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分类号
V276
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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