面向扑翼微飞行器的扭矩传感器研究

由于仿昆虫扑翼微飞行器需要在小范围内传输扭矩,且扭矩数值较小,一般的扭矩传感器或力传感器在其动态范围内均难以达到测量精度的要求。为了解决这一问题,提出了一种新型单轴扭矩传感器的设计方案,并完成了实际的制造和测试。该扭矩传感器的主体为殷钢材料,由激光加工制作而成,利用电容式位移传感器测量主轴旋转时目标板的位移,从而建立输出电压与施加扭矩之间的对应关系。传感器带宽和分辨率与微飞行器飞行实验的标准相匹配,同时对离轴负载保持不敏感。经实验测定,该单轴扭矩传感器的带宽为1.1kHz,测量范围为±260.8μNm,分辨率为0.013μNm,可以满足微飞行器扭矩的测量需求。     

微型可变形轮式机器人研究

面向微型机器人未来在地外探测上的潜在应用,提出了一种手掌尺度可变形轮式机器人的整体设计与制造方案。基于多层材料叠合加工工艺将探测机器人主体材料与柔性薄膜电路叠合在一起构建复合结构;基于平面一体式成形制造方法加工出探测机器人的可折叠主体结构。基于一体化集成方法设计了包含运动驱动电机、变形驱动机构、传动系统及电池等部分的一体化车轮并在此基础上与主体结构进行结合。开展了微型可变形轮式机器人的系统设计与加工测试。总重约300 g的可变形轮式机器人样机在内置7 V电压下完成了运动与变形测试,验证了可变形轮式探测机器人设计方案的可行性。