REPORT

2018 Winter Semester Flying Robot Project Team D Article 3February 06, 2019

620

The update of the blog post was delayed due to busy for a while, but the flapping machine was completed successfully. We would like to describe how we created it. At first, we began making main wings. We selected “DOUGLAS LA203A AIRFOIL”, airfoil whose trailing edge is close to a straight line, designed 3D parts based on the shape, and molded them. These ribs are skewered with square pipes of CFRP and the ribs are fitted with a balsa plate and a needle shaped CFRP rod for keeping the airfoil. Ball bearings were applied to joints in the main wing for smooth rotation. These ball bearings are fixed to the square pipes of CFRP using acrylic parts cut out by a laser cutter. Careful work was required because ball bearing and acrylic parts were bonded together by using an adhesive. Newspaper was affixed to the ribs as the surface of airfoil of the main wings. Next, the body of our aircraft is based on three CFRP pipes as the axle supported by square pipes of CFRP. When we made this support component made of square pipes of CFRP, we had to cut out square pipes with an accurate length and assemble them into an appropriate shape, so we needed to work carefully. This component was made by arranging square pipes on paper on which the pre-designed shape was printed in full and combining them with adhesive. Regarding the tail wing, after making its shape with balsa wood, paper was attached to the surface. The steering systems were made in the same way, and a hard tape was used for that joint. Finally, as for the drive system, the gears were designed by making full use of the CAD software and cut out from the acrylic plate with a laser cutter. The gearbox supporting these gears was also made by using the laser cutter. Regarding the positional relationships and interference of gears, their shafts and gearbox, extreme caution was required at the time of designing and making. Above this gearbox, we installed a brushless motor with a worm gear at its tip to move the drive system and servo motors to move the steering system. As a large load is applied to the brushless motor, we fixed it firmly with screws, and fixed firmly so that the worm gear and the related shafts would not shift. For output to the main wings, light balsa bars were applied. The servo motors were connected with the steering system with carbon rods, and straw-like pipes were provided on the way, so that the force was reliably transmitted.

Tohmu Yoshida 暫くの間多忙につき記事の更新が滞っていたが、羽ばたき機は無事に完成した。どのように作成していったかについて記していきたい。まず我々は主翼を作り始めた。『DOUGLAS LA203A AIRFOIL』という、後縁が直線に近い翼型を選び、その形状を基にリブとなる3Dパーツを設計し、造形した。これらのリブはCFRPの角パイプで串刺しにし、リブには翼型を保つためのバルサ板と針状のCFRP棒が取り付けられている。主翼に存在する関節には、円滑な回転のために玉軸受を用いた。この玉軸受はレーザーカッターによって切り出されるアクリルの部品を用いてCFRPの角パイプと固定される。玉軸受とアクリル部品は接着剤を用いて結合したので、慎重な作業が要求された。リブに新聞紙を貼り付け、主翼の表面を形作った。次に、胴体は3本のCFRPパイプを機軸とし、CFRPの角パイプによってそれらを支持する構造である。このCFRPの角パイプによる構造支持部品は角パイプを適切な長さで切り出し、適切な形状に組み立てる必要があり、慎重な作業が必要であった。この部品は、予め設計した形状を紙に原寸大で印刷し、その上に角パイプを配置して接着剤で結合する、という方法で作成した。尾翼はバルサ材で形状を作成した後に紙を張り付けた。操舵系も同様に作成し、その関節には固いテープを用いた。最後に駆動系についてであるが、ギアはCADソフトを駆使して設計し、レーザーカッターにてアクリル板から切り出して作成した。このギアを支持するギアボックスも同様にレーザーカッターを用いて作成した。ギアやシャフト、ギアボックスの位置関係や干渉の有無については、設計時も製作段階でも細心の注意を要するものであった。このギアボックスの上には駆動系を動かすためにウォームギアが先端についたブラシレスモーターと操舵系を動かすためのサーボモーターを取り付ける。ブラシレスモーターは大きな駆動力に関わるので、ネジでしっかりと固定し、ウォームギアや関係するシャフトは外れないように固定した。主翼への出力には軽量なバルサの棒材を用いた。サーボモーターは操舵系とカーボン棒で結び、途中にはストロー状のパイプを設けて確実に力が伝達されるように工夫した。

吉田透夢

|