微型飛行器在勘探、救援、監(jiān)視等任務(wù)中充當著重要的角色。研究人員受到昆蟲飛行動作的啟發(fā),研究了它們的飛行機理,設(shè)計出了各種仿昆撲翼微飛行器。本文針對電磁驅(qū)動方式的仿昆撲翼微飛行器,設(shè)計了一個驅(qū)動系統(tǒng),該電路能夠驅(qū)動微飛行器撲動雙翼。該電磁驅(qū)動模塊的正常工作需要±15V電壓供電,還需要一個信號作為輸入信號,因此還研制了一個電源模塊和一個信號模塊。電源模塊利用電池組和BOOST升壓電路實現(xiàn),能夠輸出穩(wěn)定的±15V電壓。信號模塊是基于STM32F103研制的最小系統(tǒng)板,撰寫相應(yīng)代碼和通信協(xié)議,該模塊最終能夠產(chǎn)生兩路電壓信號,改變最小系統(tǒng)板ROM中存儲的波形數(shù)據(jù)表就可以改變輸出的波形,并且能夠在上位機端在線實時控制輸出信號的頻率和幅值。首先利用外部電源和信號對電磁驅(qū)動模塊進行實驗,然后將電源模塊作為供電源,外部信號作為輸入再次進行實驗,電磁驅(qū)動模塊均能輸出與輸入波形一致的穩(wěn)定驅(qū)動電流,并能驅(qū)動微飛行器撲動雙翼。該驅(qū)動電流是一個交變電流,通過微飛行器上的電磁線圈后,內(nèi)部的磁鐵產(chǎn)生相應(yīng)的運動位移,然后經(jīng)過雙平面四連桿傳動器使得飛行器產(chǎn)生一些特定的撲翼動作,從而實現(xiàn)對仿昆撲翼微飛行器翅膀的控制。最后將... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

普渡生物機器人實驗室制造的電磁驅(qū)動器和應(yīng)用于機器人的概念模型

圖 1-2 整個電路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖Fig.1-2 Structure diagram of the whole system目前所研制出的各種撲翼微飛行器普遍存在體積大、飛行時間短等問題，還不能真正地實現(xiàn)應(yīng)用。從國內(nèi)外的研究成果上看，當前能實現(xiàn)獨立飛行的撲翼微飛行器往往體積較大，而體積較小的撲翼飛行器，仍需要單獨的導(dǎo)線用于能源供給和飛行控制等，難以實現(xiàn)獨立飛行及攜帶相機等負載。文獻[2]所研制的微型飛行器體積小，重量輕，所以對于本文所設(shè)計的控制模塊也要求體積和重量都盡量小，該設(shè)計雖然滿足了功能要求，但還存在一定的改進空間，如體積和重量還沒有實現(xiàn)微小化，上位機端和最小系統(tǒng)板之間的通信沒有實現(xiàn)無線控制，最小系統(tǒng)板沒有實現(xiàn)獨立供電系統(tǒng)，也就是說，本文設(shè)計的驅(qū)動系統(tǒng)，仍需要使用導(dǎo)線來支持微飛行器與控制系統(tǒng)之間的通信和能量傳輸。本篇論文的正文總共分為 5 章，結(jié)構(gòu)安排和每章的內(nèi)容概要如下：第一章 緒論。本章介紹了本文所研究課題的背景和研究意義，并簡單概括了國內(nèi)國外的發(fā)展狀況，然后簡單介紹了文獻[2]中設(shè)計的仿昆撲翼微飛行器，從而

圖 2-1 OPA548 芯片引腳的示意圖Fig.2-1 Sketch of OPA548’s pins腳描述如表 2-2 所示。表 2-2 OPA548 的引腳描述稱 功能描述同向輸入端反向輸入端限流控制接口，控制運算放大器的最大芯片的負電源接口（雙電源供電時），芯片的地 芯片的正電源接口信號輸出端

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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