Ổn định tư thế bay cho robot cỡ côn trùng bằng cánh gió thụ động: thiết kế, thử nghiệm bay và phân tích theo tỷ lệ

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Robot cánh vỗ được chế tạo từ vật liệu composite carbon fiber, có hai cánh gió hình chữ thập làm từ màng polyester.

  • Cánh gió tạo lực cản tỷ lệ với bình phương vận tốc, giúp tạo mô-men hồi phục khi robot nghiêng.
  • - Mô hình phi tuyến gồm 3 biến trạng thái: góc nghiêng, vận tốc góc và vận tốc ngang; mô phỏng cho thấy hệ có dao động giới hạn ổn định.
  • - Thử nghiệm bay sử dụng hệ thống camera ghi tốc độ 500 Hz, điều khiển độ cao bằng phản hồi PD.
  • - Robot giữ được tư thế thẳng đứng trong khi dao động góc nghiêng khoảng ±15–30°, biên độ dao động vị trí khoảng 20 cm.
  • - Phân tích tham số cho thấy:
  •   + Tăng khoảng cách giữa hai cánh gió giúp giảm dao động góc nhưng không ảnh hưởng nhiều đến dao động vị trí.
  •   + Tăng kích thước cánh gió giúp giảm dao động vị trí nhưng làm tăng khối lượng.
  •   + Khi tỷ lệ robot giảm, cánh gió phải lớn hơn tương đối để duy trì ổn định.
  • - Mô hình được mở rộng để phân tích trường hợp không có lực cản từ cánh vỗ (wing-free), phù hợp với robot dùng cánh quạt hoặc tên lửa.
  • - Ứng dụng tiềm năng: robot bay siêu nhỏ trong nhà, robot dò tìm nguồn nhiệt hoặc khí bằng chiến lược bay ngẫu nhiên có định hướng.