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灵蝶仿生

指导教师:盛鑫军 项目成员:扈天祺、吴志强、李乘进、张晰然

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项目简介

项目概述

  扑翼飞行仿生是机器人领域的重要方向,但高端平台(如Festo SmartBird)价格昂贵、系统封闭,严重限制了其教学与科研应用。本项目旨在以极低成本,实现扑翼飞行的核心仿生功能,为相关学习与研究提供开放、可及的装备。


项目目标

    本项目定位为高性价比科研教具。系统基于ESP32-C3主控,采用双舵机直驱方案模拟蝴蝶扑动,结合柔性翼面(P31N风筝布)PLA3D打印机身。通过蓝牙无线控制与差速算法,实现轻量化与灵活性。

拓扑优化与极简构型:全机以减重为首要目标,剔除所有非承力结构。
仿生翅脉与柔性蒙皮:复现蝴蝶翅脉布局(碳纤维骨架+P31N风筝布),实现高效扑动与变形。
螺丝连接模块设计:机身、翅膀、电池架采用标准化螺丝螺母连接,确保结构稳固,并便于实验调试与快速维修。


项目成果

1. 工艺创新:分步固化与预张工艺
采用分步固化与翼面预张工艺,攻克了柔性蒙皮褶皱难题,实现了高仿真度扑翼。

2. 结构创新:一体化PLA轻量结构
全机采用
PLA 3D打印一体化设计,以最低成本实现了轻量化与高可靠性,满足快速迭代需求。

3. 算法创新:正弦波软启动算法
开发正弦波软启动
(Soft-start)算法,消除上电机械冲击,显著提升系统耐用性与安全性。

4. 定位创新:极致性价比开源平台
单机成本
<600元,提供完整开源方案,为教学与入门研究提供高性价比平台。



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