邹 阳 张卫平 周 岁 王晨阳 /

(上海交通大学,电子信息与电气工程学院,上海 200240)

昆虫尺度微型仿生飞行器的研究

邹 阳 张卫平 周 岁 王晨阳 /

(上海交通大学,电子信息与电气工程学院,上海 200240)

微型仿生飞行器的研究涉及仿生学原理、准稳态气动力和原理样机的研制等。概述了上海交通大学针对昆虫尺度的微型仿生飞行器的新颖的设计和加工方法。该方法确保了零部件空间位置的合理安排，从而减少了零部件的装配难度。具体来说，压电驱动器的设计考虑了电气隔离和装配问题；传动机构与机身整合成一个部件，避免了相互之间的装配。翅脉的纤维方向进行了合理的布置，使得翅膀拥有高强度和高刚度。最终，研制的压电驱动微型仿生飞行器重84mg，翼展35mm，在100Hz的拍打共振频率下可以产生±60°的拍打角度，能产生足够的升力实现起飞。

仿生学；微型飞行器；压电驱动器；共振频率

0 引言

昆虫通过拍动翅膀飞行，表现出很强的敏捷性、机动性和稳定性，并且可以产生自身重量几倍的升力[1-5]。扑翼飞行的气动力机制在许多方面与固定翼飞行不同[4-5]，其关键优势在于能产生稳定的气动力，实现悬飞。近几十年来，许多研究人员一直在从事昆虫飞行机制的研究，并尝试研制微型仿生飞行器[6-8]。值得庆幸的是，微型仿生飞行器的研究在过去几年中取得了前所未有的进展。例如，哈佛大学微型机器人实验室已经实现了压电驱动微型仿生飞行器的首次起飞[6]。……