Tailless flapping-wing micro-aerial vehicles (FWMAVs) mimic the impressive flight performance of hummingbirds, utilising unsteady aerodynamic effects. However, existing designs are still limited and purpose-built with a restricted flight envelope and poor endurance. We therefore propose an adaptable tiltwing framework enabling bioinspired aerial robots to switch between hovering flight, high-speed directional flight, and energy-efficient gliding flight. The proposed framework utilises thrust vectoring with a wide actuation range via two fully independent propulsion units, each flapping a single wing, for effective control and enhanced manoeuvrability. For this, we developed a hybrid Scotch-yoke-based flapping mechanism that ensures a symmetric motion profile with a modular design guaranteeing an arbitrarily wide flapping angle to exploit the lift-enhancing clap-and-fling effect. Additionally, we implemented a passive wing-rotation mechanism, which, in combination with our dual-wing thrust-vectoring approach, allows unprecedented wing-design freedom, unlocking potential for precise optimisation. A contactless leading-edge tracking sensor provides accurate feedback on the wing's orientation and, in the gliding mode, enables dihedral-angle control, augmenting the active wing-pitch control. Extensive testing of a propulsion unit was conducted with a six-axis force/torque sensor, demonstrating the flapping mechanism's performance while optimising transmission efficiency and the passive wing-pitch mechanism. At full throttle, the average lift force generated by a single wing, flapping with a 188° amplitude, was 21.1 gf for a small 3.1 g 1S BLDC motor. Additional tests covering the full range of the wide-angle tilting capability showed an effective thrust-vectoring control architecture with a linear and symmetric response curve of the moments generated.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

AlphaMosaic:人工智能赋能的作战管理系统
专知会员服务
46+阅读 · 2025年8月19日
《军用多旋翼无人机模块化框架》126页
专知会员服务
40+阅读 · 2025年4月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
独家揭秘 | 波士顿动力SpotMini机器人自主导航技术
计算机视觉life
22+阅读 · 2018年5月15日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:36
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:26
边缘计算的军事应用
专知会员服务
8+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
9+阅读 · 8月8日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员