仿生扑翼飞行机器人自主导航系统研究进展

仿生扑翼飞行机器人模仿自然界鸟类和昆虫等生物的飞行方式,具有安全性强、迷惑性好等优点,在灾害救援、反恐防 暴等方面具有极其重要的应用前景。 为实现其在未知复杂环境下的自主飞行并执行探测任务,需研制一套集感知建图、规划避 障与飞控制导等功能模块为一体的导航系统。 本文首先对扑翼飞行机器人的导航系统进行了概述,按照翼展大小将扑翼飞行 机器人分为微小型和大中型两类,其次对比分析了国内外在微小型、大中型扑翼飞行机器人导航系统方面的主要研究进展。 接 着对自主导航系统所涉及到的感知定位与建图、运动规划与避障、轨迹跟踪与飞控制导等关键技术进行了分析总结,指出其局 限性及亟待解决的问题。 最后,对未来的研究趋势进行了展望,包括提升机载嵌入式计算能力、多模态信息融合、面向多模态飞 行的流场感知、仿生视觉系统研究、群体感知与编队控制等热点方向。     

仿生扑翼飞行微机器人研究现状与关键技术

扑翼飞行微机器人(Flapping-wing Flying Microrobot)是一种模仿鸟类或昆虫飞行的新概念飞行器.文中简要介绍了扑翼飞行微机器人的概念、特点与用途,从测试与试验、建模与分析、设计与制作、控制与传感四个方面概括了扑翼飞行微机器人的国内外研究现状,最后讨论了后续研究中需要突破的关键技术.     

神经网络在仿昆微型飞行机器人控制中的应用

分析了拍翅式仿昆微型飞行机器人控制系统的特点,探讨了人工神经网络在飞行机器人控制系统中的应用,提出了一种具有神经辨识器NNI和神经PID控制器NNC的飞行机器人控制系统。     

哈佛大学展示可垂直飞行微型机器人

最近美国的工程师们迈向昆虫仿生学微型飞行机器人研制的方向上又迈出了关键性步骤,离完全自主飞行的目标又进了一步。日前他们首次对外界展示了一台采用闭合线路控制的微型飞行机器人执行垂直飞行的情况。研制人员预计,他们借以控制垂直方向的方法也将最终帮助他们实现在全部三个轴向上实现自主操控。     

仿昆虫柔性翼的空间柔度及模态特征设计

仿生扑翼飞行机器人具有体积小、重量轻、飞行灵活等特点,目前微型飞行机器人研究的热点领域之一。在昆虫飞行仿生学原理研究的基础上,提取出昆虫翅翼的主要结构特征,分别建立了蝴蝶、黄蜂、家蝇翅翼结构的有限元模型。通过静力学分析,研究了昆虫翅翼的整体空间柔度分布规律及其与飞行中翅翼柔性变形之间的联系。通过模态分析研究了翅翼的固有频率及振型与扑翼运动规律之间的关系。在此基础上,提出一种综合考虑空间柔度分布及模态特性的仿生柔性翼优化设计方法,为仿生扑翼飞行机器人的翅翼研制提供了理论指导。     

半实物飞行仿真教学平台的设计和开发

针对飞行控制系统等课程的实验教学要求,开发了一套便携式半实物飞行仿真控制实验平台.该平台把航模飞机、舵机、飞控板和操纵杆等实物接入仿真回路,使用C语言编写系统用户端软件和飞行控制软件.操纵杆产生的操纵指令可通过用户端软件传送给飞控板,飞控板生成控制信号给舵机,操纵舵面实时偏转,实现自动驾驶.将整个仿真回路与Flight...     

生物微机电系统与生物芯片技术进展

评述生物微机电系统和生物芯片的最新进展；能够在液体中操纵单个细胞的微型机器人和生物分子电机驱动的内米器件代表了当前生物微机电系统的最新成就。使用纳粒子探头的扫描DNA检测技术和把生物分子亲和识别信息转换为纳米机械变形的检测技术是2种全新的生物芯片检测技术；蛋白质芯片在后基因组时期将发挥重要作用；带有扩散阱阵列的纳米流体分离器件、集成纳升DNA顺和细胞电穿孔芯片则分别反映了生物芯片在分离新模式、微分析系统集成和细胞控制方面的研究现状。单元尺寸趋向纳米量级及系统集成度不断提高是总的发展趋势。     

基于MEMS微型爬壁机器人自主控制系统设计

介绍了一种基于MEMS永磁轮式微型爬壁机器人。研究多种因素限制条件下微型爬壁机器人自主控制系统硬件和软件的设计方法。控制硬件主要包括微控制器、电磁微马达驱动器、无线收发器、电源管理、微型摄像头等模块。设计基于嵌入式实时操作系μC/OS-II的模块化控制程序,对爬壁微机器人不同行为的控制方法进行了研究,包括运动控制、能源监测、图像采集、无线传输等。制作了相应的原理样机,通过实验证明了所设计控制系统的可行性。     

昆虫飞行与鱼游动的运动一致性研究

通过分析鱼游动时的"鱼尾效应"和昆虫飞行时的"柔性楔形效应",进行昆虫类飞行生物与鱼游动物的柔性与节律运动的一致性研究,揭示了昆虫飞行的"柔性楔形效应"和鱼游动的"鱼尾效应"具有的相同内涵,即生物运动所需的力缘于柔性和节律运动。仿生运动的模拟越简单越容易稳定地实现,在自适应变形状态下施以简单的节律运动将是未来仿生扑翼飞行机器人翅翼驱动方式和仿生游动机器人驱动方式的发展趋势。     

微型旋翼飞行器飞行控制系统设计

微型飞行器(MAV)是一项包含了多种交叉学科的高、精、尖技术,是集微机械、电子、高性能数字计算机于一身的微机电系统.在民用,特别是在军事领域应用具有深远的意义.针对双旋翼式MAV,根据其飞行动力学特点,以微直流电机锂电池驱动为动力,单片机为控制核心,采用遥控加脉宽调制控制方式,实现了微风条件下微型飞行器的起飞、悬停、前后飞行和降落整个过程的飞行,为微型飞行器的进一步研制打下了良好的基础.