REPORT

2018 Winter Semester Flying Robot Project Team D Article 2December 12, 2018

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Last our activity gave us a supposition that birds would get not lift but thrust by flapping. Our flapping flier aircraft’s main wings must play the role of acquiring not only lift by the speed but also thrust by flapping motion, so the main wings can be folded at wing-body junction and 38% position in span length and link mechanism moves the wings. Moreover, the trailing edge of the main wing is made of bendable material and flapping motion of the wings makes winds backward like a Sensu fan. Link mechanism requires a lot of gears because it is moved by a brushless motor that has high speed rotation and low torque. Required gears have various restrictions about strength and size, so we need to make the gears ourselves. We must not use commercial item but design a gearbox to fix gears optimally and make it ourselves for weight saving. The body of our aircraft must be durable to flapping motion and support the gearbox, a brushless motor, a speed controller, a receiver that receives signals from a propo, Lipo battery, and servomotors to move steering system, and a tail wing with aircraft behind, so its structure is made of CFRP pipes. The tail wing is made of balsa wood and paper, and the shape is V-tail to resemble the appearance of our aircraft to a bird. To design and make the gearbox and ribs of the main wings ourselves, we use 3D-printer and laser cutter. The 3D-printer outputs parts made of ABS plastic and the laser cutter shaves wood and acrylic. We create CAD by “inventor” in order to do more detail design.

Tohmu　Yoshida 前回の活動で、鳥は羽ばたきによって揚力ではなく推力を獲得しているのだろうと推測した。なので、我々の作る羽ばたき機の主翼は、通常の航空機のように機速によって揚力を得る役割だけでなく、羽ばたき運動によって推力を得る役割も果たさなければならない。そこで主翼は翼胴結合部分とスパン長の38%位置で折れるようにし、リンク機構を用いてそれらを動かす。さらに、主翼後縁は簡単にしなる材料で作り、羽ばたき運動によって主翼を動かした際にまるで扇子のように後方へ風を送るようにする。リンク機構は高回転するブラシレスモーターによって動くため、多くのギアを用いる。このギアには強度やサイズに様々な制約があるため、多くを自作することにする。ギアを固定するためのギアボックスも軽量化のため、市販のものは使用せず、最適化を施して設計して自作する。胴体は主翼の羽ばたき運動に堪え、かつギアボックスやブラシレスモーター、スピコン、プロポからの信号を受信するレシーバー、Lipoバッテリー、操舵系を動かすサーボモーター、後方に携える尾翼を適切に支持する必要があるため、CFRPのパイプ材を用いた構造とした。尾翼はバルサと紙で作り、見た目を鳥に似せるためにその形状はVテイルとした。主翼のリブやギアは形状から我々が設計するため、この羽ばたき機の製作には3Dプリンターとレーザーカッターを使用することにした。3Dプリンターを用いてABSプラスチックでできた造形物を出力し、レーザーカッターを用いて木材やアクリルを削る。より詳細な設計をするために、「Inventor」を用いてCADを作成した。

吉田透夢

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