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仿生蝴蝶

指导教师:李祥 项目成员:吴欣怡、根呷

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项目简介

项目概述

本项目以蝴蝶飞行机理为仿生核心,结合设计与制造、流体力学与工程实践等课程知识,聚焦扑翼飞行器的实现。项目摒弃传统电机-减速机驱动方案,采用双舵机直接驱动结构,搭配轻量化材料(如碳纤维、P31N风筝布)与定制飞控程序,通过i6x遥控器、A8S接收机的无线通信传输控制指令,构建信号采集-数据处理-动作执行的完整控制链路,旨在还原蝴蝶自然飞行状态,实现扑翼飞行器在动力匹配、姿态稳定性与轻量化设计上的技术难点。


项目目标

1.       技术实现目标:完成仿生蝴蝶的结构设计、3D建模与实物制作,实现翅膀平稳扑动及俯仰、转向等基础飞行动作,匹配蝴蝶自然飞行的运动轨迹。

2.       性能优化目标:通过材料选型与结构优化,控制整机重量,提升动力效率,保障飞行过程中的姿态稳定性,降低异常偏航、高度下降等问题发生率。


项目成果

1.       完成核心硬件搭建:成功制作仿生蝴蝶实物原型,采用双GDW1906B舵机驱动、碳纤维骨架与P31N风筝布翅面,搭配2S 180mAh锂电池及自制控制板,结合增材制造技术打印所需高强度结构件,实现轻量化设计目标。

2.       实现基础飞行功能:开发包含信号采集、逻辑映射、余弦扑翼算法的飞控程序,支持停栖-飞行状态切换,扑翼动作自然,初步达成蝴蝶飞行的仿生效果。

3.       形成完整技术体系:完成从方案选型、建模仿真、实物拼装到测试优化的全流程研发,明确现有技术痛点(如起飞后仰、偏航),提出硬件轻量化升级、飞控算法优化及姿态传感器加装的改进方向。


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