仿生蝴蝶机器人的设计分析

仿生扑翼飞行器在微型化研究中存在机器质量过大、飞行动力不足的问题。为此提出了一种结构相对简单的双舵机驱动式仿蝴蝶扑翼飞行器的设计方案。该方案主要分为整体结构设计和控制系统设计两部分。在结构上机身等部件用强度高、质量轻的碳纤维制成,极大程度地减轻了机器的重量。在控制上飞行控制板采用STM32F103C8T6单片机作为中央处理器,通过蓝牙模块实现与上位机的无线通信,输出PWM波信号驱动舵机,实现生物蝴蝶的大部分飞行方式。携带的MPU6050陀螺仪模块将飞行器的飞行姿态实时反馈给中央处理器,调整飞行器的飞行姿态,实现飞行时的平稳性。同时利用Proteus软件分析各项功能的合理性和可行性,并且进一步完成样机的制作与测试。仿真与实物测试结果表明:该飞行器总质量仅为37.5g,同时能够在相距9m的距离内保证与上位机无线通信的顺畅,实现向前方向飞行以及转弯等飞行方式,解决了因质量过大导致飞行动力不足的问题,为扑翼飞行器的微型化研究提供了一个可行的方案。