基于光纤布拉格光栅的扑翼机器人三维扑动变形测量

摘要：

仿生扑翼飞行机器人的扑动变形测量对提高其飞行性能非常重要,而现有的数值仿真、立体视觉摄像和结构光投影等测量方法,存在边界条件难以确定、视觉遮挡等问题,因此提出了一种基于光纤光栅的接触式扑翼动态变形测量方法.设计了一种以聚酰亚胺薄膜为基底的光纤光栅柔性传感器,将柔性传感器以阵列的形式布设在扑翼表面监测翼面扑动的实时应变,并基于曲率的三维重建算法将实时应变数据重构为扑翼的实时三维形状.成功监测了一个室内稳定扑动周期内翼面的应变变化情况并开展三维变形分析,结果表明:扑翼扑动时翼面应变主要发生在支撑杆周围,下扑和上扑阶段的应变最大值分别为-50.6με和98.1με;翼面变形主要发生在翼面后缘,下扑和上扑阶段的变形最大值分别为-2.06 mm和4.02 mm.本研究为扑翼动态变形测量提供了技术支持,为提高扑翼机飞行性能提供了科学依据.

关键词：光纤传感、光纤布拉格光栅、扑翼机器人、三维重构、变形监测

所属期刊栏目：31

分类号：TP212.1;TP242.6(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国博士后科学基金资助项目

在线出版日期：2023-06-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1304-1313