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針對仿昆蟲撲翼飛行器核心動力裝置——微驅動器的結構特點和研究難點,設計了一種基于靜電驅動原理的毫米(mm)級微撲翼驅動器,并針對各個部件研究了整套加工工藝與測試方法。運動優化與升力測試結果表明:微撲翼驅動器(翼展9 mm,重量3 mg)以91 Hz的頻率實現了±40°的拍動和±25°的扭轉運動,輸出1.5 mg的升力,升重較以往靜電微撲翼驅動器有大幅提升。研究成果為實現仿昆蟲微型飛行器的自主飛行提供了新的方向,并奠定了理論與試驗基礎。 聚酯薄膜以及錫箔的加工工藝，成功加工出了翼展9mm，質量僅3mg的微撲翼驅動器構型驗證樣機;設計了基于微力傳感器的升力測試系統。本文對微撲翼驅動器的研究，驅動器與構型-數控滾圓機張家港切管機滾圓機價格低電動滾圓機多少錢可為后續靜電驅動微型撲翼飛行器整機自主飛行奠定基矗1工作原理與結構設計cm級靜電微撲翼驅動器的工作原理如圖1(a)所示。直流電源的正

www.suoguanjixie.name、負極和一對平行電極板連接，一根固定在絕緣基座上的金屬梁置于兩電極板之間。在工作狀態下，直流電壓VDC施加于該對電極上。隨著VDC不斷升高，由于兩平行板電極對金屬梁靜電力的不平衡，金屬梁會逐漸偏向其中一邊的電極。當VDC增大到失穩電壓(pull-invol-tage)［10］之后，金屬梁被激發至穩定的振動狀態，以金屬梁—翅翼振子的一階固有頻率附近的頻率大小在兩電極之間來回碰撞和充放電，形成高頻大幅值的振動。通過金屬梁振動輸出的位移和力，驅動位于金屬梁端部的翅翼。根據DicksonMH等人的研究［11］，昆蟲振翅運動之所以能夠產生高升力，除了因為翅翼拍動時具有大拍動角和高拍動頻率，更重要的原因是翅翼在拍動中結合了扭轉運動。同樣的，根據仿生學原理，微撲翼驅動器不僅需要輸出大振幅、高頻的拍動，還需要通過柔性鉸鏈等傳動機構，使翅翼在拍動過程中與空氣相互作用，從而產生“被動扭轉”，模仿自然界昆蟲的振翅軌跡，最終產生升力。xyz基座金屬梁電極柔性鉸鏈人工翅翼柔性鉸鏈(橙色)電極1%mm基座金屬梁VDC(a)%驅動器工作原理(b)%驅動器構型示意圖1驅動器與構型示意微撲翼驅動器的總體結構設計如圖1(b)所示，按照驅動器各部件所實現的不同功能可將其分為5部分:1)金屬梁:驅動器的核心運動部件驅動器與構型-數控滾圓機張家港切管機滾圓機價格低電動滾圓機多少錢 www.suoguanjixie.name