nghiên cứu cải thiện khả năng tạo lực nâng của phương tiện bay kích cỡ nano,loại cánh đập

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN KHẢ NĂNG TẠO LỰC NÂNG CỦA PHƯƠNG TIỆN BAY KÍCH CỠ NANO, LOẠI CÁNH ĐẬP Mã số: T2019-06-116 Chủ nhiệm đề tài: TS ĐOÀN LÊ ANH Đà Nẵng, 08/2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN KHẢ NĂNG TẠO LỰC NÂNG CỦA PHƯƠNG TIỆN BAY KÍCH CỠ NANO, LOẠI CÁNH ĐẬP Mã số: T2019-06-116 Xác nhận quan chủ trì đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) Danh sách thành viên tham gia nghiên cứu đề tài L.A Doan received the B.S degree in mechatronic engineering from Danang University of Technology, Danang, Vietnam, in 2008 and the M.S degree in mechanical engineering from National Kaohsiung University of Applied Sciences, Kaohsiung, Taiwan, in 2012 He received the Ph.D degree in micro and nanotechnologies, acoustics and telecommunications at Polytechnic University of Hauts-de-France, Valenciennes, France From 2012 to 2014, he was a lecturer at the University of Technology and Education - The University of Danang, Danang, Vietnam His research interest includes the mobiles robots, micro and nano air vehicles S Grondel (IEMN) received the M.S and Ph.D degrees in electronical and acoustical Engineering from Valenciennes University, France, in 1997 and 2000, respectively Between 2001 and 2010, he worked as a research Associate at the Electronic, Microelectronic and Nanoelectronic department of Valenciennes University, focusing on health monitoring of aeronautic structures using elastic guided waves and multi-array piezoelectric transducers Since 2011, he is a Professor in the same department and teacher at the engineering school ENSIAME His current research activities include modeling and control of macro- and micro- mechatronic systems through the use of the Bond Graph methodology He contributes on the design and development of a nano flying insect called ``OVMI'' as well as on new ionic polymers actuators He has authored more than 70 published journal and conference papers related to smart material, ultrasonic and mechatronic He is an elected member of the national Research evaluation in Electronics field (CNU 63) and belongs to the Editorial Board of the Horizon Research Publishing Coorporation He is also a fellow member of the French Acoustical(SFA) and Electronic Electrotechnic and Automatic (EEA) Societies E Cattan, 55 years (eric.cattan@uphf.fr) In 1993, he obtained a PhD in optics and photonics at the University of Paris Sud (Orsay), and in 1994, he became a University lecturer in section 28 and was assigned to the laboratory of Advanced Ceramic Materials (UPHF) He has published one hundred and fifty papers in the field of piezoelectric thin film, micro-transducers and NAV After obtaining an accreditation to supervise research in 2001, he was appointed University Professor in 2002 at the University of Polytechnic Hauts de France Since 2002, he has been conducting research at the Institute of Electronics, Microelectronics and Nanotechnology, and since September 2005, his research has focused on bio-inspired microsystems Before that, his research activities concerned the growth and characterization of ferroelectric piezoelectric thin films, as well as their integration in microsystems In 2011, he took over the management of a research group made up of thirteen professors and university lecturers He is leader of the OVMI project (Object Volant Mimant l'Insecte), which was awarded with a golden micron in Besanỗon in 2014 Mục lục: Danh sách thành viên tham gia nghiên cứu đề tài .II Mục lục: II Danh mục hình vẽ: II Danh mục bảng biểu: II Danh sách chữ viết tắt .II THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .II Phần mở đầu Chương : Tổng quan tình hình nghiên cứu Introduction .2 Lựa chọn dạng cánh 2.1 Cánh cố định 2.2 Cánh xoay 2.3 Cánh đập Lựa chọn động học cánh khí động học theo kèm Lựa chọn chế truyền động cánh Chế độ bay .2 5.1 Bay lướt .2 5.2 Đập cánh bay tới 5.3 Bay lượn Chương :Xem xét lựa chọn thành phần cho phương tiện bay .2 Cơ cấu chấp hành tạo chuyển động vỗ cánh 2 Đuôi, cánh buồm, không đuôi .2 Number of wings .2 Các phương án điều khiển thiết bị bay loại cánh đập .2 Các phương pháp xoay cánh Xác định khối lượng – chiều dài sải cánh tần số đập cánh Chương : Mô thực nghiệm GIỚI THIỆU 2 Mô hình Bond Graph OVMI .2 2.1 Giới thiệu nguyên mẫu 2.2 Word Bond Graph OVMI 2.3 Mơ hình Bond Graph hệ thống .2 Mô 3.1 Xác định thông số cánh 3.2 Mô động học cánh Kết thực nghiệm Sơ đồ mạch phương pháp chế tạo tiêu 5.1 Sơ đồ mạch 5.2 Mạch in 5.3 Quy trình chế tạo .2 Chương : Kết luận hướng phát triển Danh mục hình v Hình 1 Cánh cố định loại cứng mềm dẻo, (a) Black Widow suốt chế tạo AeroVironment [12], (b) cánh mềm dẻo phát triển University of Florida [13] Hình 2: Các cấu hình phương tiện bay loại cánh xoay: a) conventional, b) ducted coaxial, c) conventional coaxial, d) side-by-side rotors, e) synchropter, f) conventional tandem, g) quadrotor [20], [21] Hình 3: Ví dụ MAV NAV loại cánh xoay, (a) the Black Hornet, (b) Crazyflie, (c) Mesicopter, (d) Picoflyer Hình 4:Khoảng hệ số Reynolds cho sinh vật phương tiện bay, hình tích hợp từ tài liệu tham khảo [26] Hình 5: Mối quan hệ trọng lượng thời gian bay MAV có (số liệu năm 2014) Tên phương tiện có cánh cố định, quay cánh đập có màu tím, xanh lam đỏ Chỉ kích thước tương ứng với loại cánh hiển thị để kích phương tiện Ví dụ: sải cánh mơ tả kích thước MAV có cánh đập cánh cố định, kích thước 3D đường kính quadrotor rotor sử dụng cho phương tiện cánh quay khác Hình 6: Xếp chồng nhiều khung ảnh để hiển thị thao tác hạ cánh linh hoạt ong mật [30] Hình 7: Chuỗi video sử dụng lăng kính cho thấy cách ruồi nhảy khỏi nguy hiểm Các chấm trắng hình ảnh đánh dấu điểm đầu bụng dùng để xác định khối tâm ruồi (vòng tròn đen trắng) ba thời điểm: bắt đầu kích thích (), trước nhảy (), thời điểm cất cánh () Dấu chấm màu đỏ đánh dấu điểm tiếp xúc phần đoạn cuối chân côn trùng với bề mặt [31].2 Hình 8: Động học cánh vỗ bản: Đường cánh mô tả quỹ đạo dây cung cánh; b) Ảnh chụp nhanh hợp dây cung cánh hành trình cánh lên xuống thể chuyển động tịnh tiến đảo chiều hành trình cuối hành trình; [34] [10] Hình 9: a) bird flight apparatus [37], insects and their flight apparatus: b) direct and c) indirect muscles [38] [40] .2 Hình 10: Thiết bị tăng lực nâng máy bay lấy cảm hứng từ sinh vật bay, [44], [45] Hình 11: Cơ cấu tạo luồng xốy sử dụng máy bay (trái) lấy cảm hứng từ thiên nhiên, a) Protruding digit on a bat wing, b) Serrated leading-edge feather of an owl, c) Corrugated dragonfly wing, adapted from [44], [45] Hình 12: Hình chiếu cạnh chuyển động đập cánh minh họa đường đầu cánh (vòng to) cổ tay (vịng trịn mở) thích ứng với tốc độ bay ổn định khác [46] Hình 13: Quỹ đạo đầu đầu cánh so với phần thân - biểu diễn mũi tên cho nhiều loại sinh vật bay khác a) chim hải âu, bay nhanh; b) chim bồ câu, bay chậm; c) dơi móng ngựa, bay nhanh; d) dơi móng ngựa, bay chậm; e) đom đóm; f) châu chấu; g) Bọ tháng sáu; h) ruồi giấm [47] .2 Hình 14: Cấu trúc dịng chảy cho a) bay tới đập cánh chậm b) nhanh [46] .2 Hình 15: Cấu trúc xốy ba chiều dịng chảy chu kỳ hành trình chim ruồi ruby, dấu thời gian từ (a) đến (d) 0,37, 0,51, 0,58 0,78T (T chu kỳ hành trình) Các đường đứt nét đánh dấu vịng xốy từ kỳ hạ cánh xuống Mũi tên dày (d) cho biết vị trí mà LEV bị chụm lại [50] Y Hình 1: Các thiết kế đuôi khác nhau: a) đuôi máy bay [70], b) DelFly I đuôi chữ V, c) DelFly II đuôi chữ V ngược [28] Hình 2: MAV buồm: a) Mentor [2007]; b) Richter and Lipson [2011]; c) Robot sứa [2014] Hình 3: Các cấu hình cánh khác nhau: (I) cánh bản, Robo Raven; (II) BionicOpter Dragonfly; cánh không tiêu chuẩn DelFly II với cấu tạo hiệu ứng “clap and fling” (IIIa), Delfly Micro với cấu tạo hai hiệu ứng “clap-and-fling” (IIIb), Mentor nhiều cấu tạo hiệu ứng [28] .2 Hình 4: Các thông số chuyển động cánh theo chu kỳ: a) biên độ hành trình, tần số nhịp đập cánh đối xứng không đối xứng góc lệch hành trình cánh, b) góc nghiêng mặt phẳng hành trình, c) d) góc hành trình xuống hành trình lên Hình 5: Điều chế tần số chu kỳ không đổi theo chu kỳ, chiến lược điều khiển vỗ MAV: a) Dịch dọc, b) Dịch ngang, c) Chuyển động yaw d) Chuyển động roll từ Doman Oppenheimer [2014] Hình 6: Mối quan hệ a) chiều dài cánh tổng khối lượng, b) chiều dài cánh tốc độ vỗ cánh, chỉnh sửa từ [81] Hình 1: Nguyên mẫu OVMI với khối lượng 22 mg sải cánh 22 mm Hình 2: a) sơ đồ cánh mềm dẻo với hai bậc tự do, b) chế độ uốn mô phỏng, c) chế độ xoắn mô .2 Hình 3: Word Bond Graph OVMI Hình 4: Mơ hình Bond Graph tạo sóng Hình 5: Biểu diễn cấu chấp hành điện từ, a) thông qua sơ đồ mạch điện tương đương b) thông qua ngôn ngữ Bond Graph .2 Hình 6: Biểu diễn Bond Graph cho giá trị trung bình từ trường Hình 7: Sơ đồ “Cánh”, màu sắc dùng để phân biệt liền kề Hình 8: Biểu diễn Bond Graph cho cánh .2 Hình 9: Ảnh chụp mẫu thử nghiệm đặt buồng chân không sử dụng để xác định ảnh hưởng áp suất xung quanh lên hành vi động nguyên mẫu .2 Hình 10: Sự thay đổi hệ số chất lượng theo áp suất .2 Hình 11: Mô Bond Graph biên độ đáp ứng tần số nguyên mẫu a) biên độ đầu tự tia (1) thành phần tương ứng bao gồm chuyển động uốn (2) xoắn (3); b) giai đoạn uốn (2) xoắn (3) khác biệt chúng (4) Hình 12: Chế độ uốn (f = 132.5 Hz), chế độ xoắn (f = 151.4 Hz) Hình 13: Chế độ quadrature (f = 135.5 Hz), chế độ quadrature (f = 148.0 Hz) Hình 14: Thí nghiệm độ biến dạng tần số cộng hưởng: (a) chế độ uốn; (b) chế độ xoắn (c) FRF nguyên mẫu lấy nam châm đầu mút cạnh dẫn cánh bên trái, khoảng tần số khảo sát (d) Đường cong đa thức xấp xỉ [10] Hình 15: Một số khung hình chụp camera tốc độ cao tần số chế độ quadrature thứ hai (190,8 Hz) Đường đứt nét màu xanh lam: vị trí dây cung cánh ban đầu; Đường đứt nét màu cam: vị trí dây cung cánh Đảo cánh xảy xung quanh khung [10] Hình 16 Sơ đồ mạch phát triển cho phương tiện bay MAV Hình 17: Layout phát triển cho phương tiện bay MAV Hình 18: Sơ đồ quy trình quang khắc sử dụng để sản xuất cấu trúc OVMI (liên kết, khung cánh lồng ngực) [93] 90o Thêm vào đó, thay đổi góc chế độ hoạt động chế độ xoắn (Hình 12 c)) tạo lực nâng âm nửa đầu lần đập cánh (Hình 12 d)) Kết tổng lực nâng lần đập cánh bé Nguyên nhân vấn đề nằm chỗ, hai chế độ hoạt động tập trung cho xoắn uốn Chúng thiếu phối kết hợp hai loại chuyển động Để giải vấn đề này, ta sử dụng đáp ứng tần số hệ thống để tìm kiếm chế độ hoạt động khác phù hợp Tại 135.5 Hz 148 Hz, tồn hai chế độ mà có lệch pha 90 o uốn xoắn, ta đặt tên cho chúng chế độ quadrature Động học hai chế độ miêu tả Error: Reference source not found Ở hai chế độ hoạt động này, uốn xoắn kích hoạt Uốn nhiều xoắn chế độ thứ 1, chế độ gần với vị trí xảy cộng hưởng uốn Giải thích tương tự sử dụng cho xoắn chế độ quadrature Có thể thấy hai chế độ mang lại quỹ đạo cánh côn trùng bao gồm đập cánh, xoay cánh lùi cánh Tóm lại, với hai chế độ quadrature này, ta tin quỹ đạo cánh nhận phù hợp cho việc tạo lực nâng 45 Hình 12: Chế độ uốn (f = 132.5 Hz), chế độ xoắn (f = 151.4 Hz) Hình 13: Chế độ quadrature (f = 135.5 Hz), chế độ quadrature (f = 148.0 Hz) Kết thực nghiệm Khái niệm đề xuất xác nhận thông qua kết thực nghiệm thu nghiên cứu trước [10] Trong phần này, chúng tơi tóm tắt chứng chứng minh tồn hai chế độ cộng hưởng lợi ích việc vận hành 46 chế độ quadrature Tốt nên nhắc hai thí nghiệm cụ thể phát triển để theo dõi thay đổi lực nâng theo động học cánh mô tả [10] Hai FRFs độ lệch khung (một nam châm and cạnh dẫn cánh trái miêu tả Hình Hình 14 (c) cho ta thấy hai đỉnh 140 Hz 195 Hz Thơng qua mơ hình hóa lại thực nghiệm hình dạng độ võng, người ta chứng minh hai đỉnh ứng với chế độ uốn xoắn Ảnh chụp nhanh hai hình dạng biến dạng Hình Hình 14 a) b), rõ ràng củng cố xác nhận Tiếp theo, liên quan đến phép đo lực nâng trung bình Hình 14 d), tồn hai cực đại cục 133,5 Hz 190,8 Hz Cả hai xảy tần số cộng hưởng Bằng cách quan sát chuyển động cánh camera tốc độ cao, minh họa Hình 15, hai giá trị lớn tương ứng với chuyển động cánh dự kiến với cạnh dẫn mép sau cánh theo phương vng góc pha, tương tự dự đốn lý thuyết (Hình 13) 47 Hình 14: Thí nghiệm độ biến dạng tần số cộng hưởng: (a) chế độ uốn; (b) chế độ xoắn (c) FRF nguyên mẫu lấy nam châm đầu mút cạnh dẫn cánh bên trái, khoảng tần số khảo sát (d) Đường cong đa thức xấp xỉ [10] Tóm lại, tồn hai chế độ quadrature chứng minh cách sử dụng máy ảnh tốc độ cao Trong đoạn video ghi lại, chuyển động cạnh đầu cạnh sau theo phương vng góc với pha tương tự dự đốn lý thuyết (Hình 13), có khác biệt tần số làm việc thu thực nghiệm thông qua mô Những khác biệt giải thích thực tế hiệu ứng khối lượng thêm vào bị bỏ qua mơ hình, điều làm thay đổi tần số cộng hưởng 48 Hình 15: Một số khung hình chụp camera tốc độ cao tần số chế độ quadrature thứ hai (190,8 Hz) Đường đứt nét màu xanh lam: vị trí dây cung cánh ban đầu; Đường đứt nét màu cam: vị trí dây cung cánh Đảo cánh xảy xung quanh khung [10] Sơ đồ mạch phương pháp chế tạo tiêu 49 5.1 Sơ đồ mạch 5.2 Mạch in Hình 17: Layout phát triển cho phương tiện bay MAV Hình 16 Sơ đồ mạch phát triển cho phương tiện bay MAV 50 5.3 Quy trình chế tạo Quá trình chế tạo cánh SU-8 phụ thuộc chủ yếu vào kỹ thuật quay phủ in thạch Một ví dụ quy trình quang khắc sử dụng để sản xuất cấu trúc OVMI (liên kết, khung cánh lồng ngực) mô tả Hình 3.18 Hình 18: Sơ đồ quy trình quang khắc sử dụng để sản xuất cấu trúc OVMI (liên kết, khung cánh lồng ngực) [93] Lấy wafer lắp lớp nhôm lên nó, SU-8 lắng đọng tráng quay đến độ dày mong muốn Sau đó, cách nhiệt với tia cực tím thơng qua mặt nạ thích hợp đại diện cho cấu trúc SU-8 liên kết chéo nơi phần tiếp xúc không liên kết chéo bị hòa tan ngâm vào dung môi Bằng cách lặp lại bước nhiều lần cho độ dày hình dạng mặt nạ khác nhau, cấu trúc SU-8 (cánh, ngực, v.v.) chế tạo dễ dàng Độ dày từ μm đến 400 μm hình dạng mặt nạ lên đến 7,5 cm [94] 51 Chương : Kết luận hướng phát triển Trong báo cáo này, xây dựng thành cơng mơ hình Bond Graph dành cho FWNAV Mơ hình trình bày mang tính xây dựng cho vật thể bay kích cỡ nhỏ lại cịn loại có khung xương mềm dẻo Từ mơ hình bốn chế độ hoạt động tìm thấy Thơng qua phân tích, hai số chúng kh thích hợp cho việc tạo lực nâng, hai chế độ lại thành cơng việc tái tạo quỹ đạo cánh trùng qua thấy khả cải tạo lực nâng chúng Trong nghiên cứu tiếp theo, chúng tơi tiếp tục tìm hiểu phương pháp để nâng cao lực nâng cải thiện cấu truyền động hay lựa chọn cấu trúc tối ưu để khiến vật thể bay kích cỡ NAV bay 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] “nature | Definition of nature in English by Oxford Dictionaries,” Oxford Dictionaries | English https://en.oxforddictionaries.com/definition/nature (accessed Sep 26, 2018) [2] Unmanned aircraft systems: (UAS) Montréal: International Civil Aviation Organization, 2011 [3] J W Gerdes and S K Gupta, “A REVIEW OF BIRD-INSPIRED FLAPPING WING MINIATURE AIR VEHICLE DESIGNS,” p 16 [4] L Petricca, P Ohlckers, and C Grinde, “Micro- and Nano-Air Vehicles: State of the Art,” Int J Aerosp Eng., vol 2011, pp 1–17, 2011, doi: 10.1155/2011/214549 [5] S K Banala, Y Karakaya, S McIntosh, Z Khan, and S K Agrawal, “Design and Optimization of a Mechanism for Out of Plane Insect Wing Like Motion With Twist,” p 7, 2004 [6] S P Sane, “The aerodynamics of insect flight,” J Exp Biol., vol 206, no 23, pp 4191–4208, Dec 2003, doi: 10.1242/jeb.00663 [7] M H Dickinson and K G Götz, “Unsteady aerodynamic performance of model wings at low reynolds numbers,” p 21 [8] “IEMN – Institut d’Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie.” https://www.iemn.fr/ (accessed Sep 26, 2018) [9] C H Greenewalt, Hummingbirds Dover Publication, INC., New York, 1990 [10] D Faux, O Thomas, E Cattan, S Grondel, and L A Doan, “Two modes resonant combined motion for insect wings kinematics reproduction and lift generation,” EPL Europhys Lett., vol 121, no 6, p 66001, Mar 2018, doi: 10.1209/0295-5075/121/66001 [11] “UNMANNED AERIAL VEHICLES,” Jul 24, 2009 https://web.archive.org/web/20090724015052/http://www.airpower.maxwell.af.m il/airchronicles/apj/apj91/spr91/4spr91.htm (accessed Jun 18, 2017) [12] J Grasmeyer and M Keennon, “Development of the Black Widow Micro Air Vehicle,” Jan 2001, doi: 10.2514/6.2001-127 [13] D Gyllhem, K Mohseni, D Lawrence, and P Geuzaine, “Numerical simulation of flow around the Colorado micro aerial vehicle,” in AIAA Fluid Dynamics Conference and Exhibit, 2005, pp 6–9, Accessed: Jul 09, 2017 [Online] Available: https://arc.aiaa.org/doi/pdf/10.2514/6.2005-4757 [14] W Shyy, B Mats, and L Daniel, “Flapping and fexible wings for biological and micro air vehicles,” Prog Aerosp Sci., vol 35, no 5, pp 455–506, 1999 [15] M R Waszak, L N Jenkins, and P Ifju, “Stability and control properties of an aeroelastic fixed wing micro aerial vehicle,” AIAA Pap., vol 4005, p 2001, 2001 [16] V Brion, M Aki, and S Shkarayev, “Numerical simulation of low Reynolds number flows around micro air vehicles and comparison against wind tunnel data,” in AIAA Applied Aerodynamics Conference, 2006, pp 5–8, Accessed: Jul 09, 2017 [Online] Available: https://arc.aiaa.org/doi/pdfplus/10.2514/6.20063864 [17] Y Lian and W Shyy, “Numerical Simulations of Membrane Wing Aerodynamics for Micro Air Vehicle Applications,” J Aircr., vol 42, no 4, pp 865–873, Jul 2005, doi: 10.2514/1.5909 53 [18] B Stanford, D Viieru, R Albertani, W Shyy, and P Ifju, “A numerical and experimental investigation of flexible micro air vehicle wing deformation,” 2006, Accessed: Jul 09, 2017 [Online] Available: https://arc.aiaa.org/doi/pdfplus/10.2514/6.2006-440 [19] D Viieru, R Albertani, W Shyy, and P G Ifju, “Effect of Tip Vortex on Wing Aerodynamics of Micro Air Vehicles,” J Aircr., vol 42, no 6, pp 1530–1536, Nov 2005, doi: 10.2514/1.12805 [20] A Datta, “The martian autonomous rotary-wing vehicle (MARV).” Tech Rep., University of Maryland, College Park, Md, USA, 2000 [21] L Petricca, P Ohlckers, and C Grinde, “Micro- and Nano-Air Vehicles: State of the Art,” Int J Aerosp Eng., vol 2011, pp 1–17, 2011, doi: 10.1155/2011/214549 [22] “Black Hornet Nano,” Wikipedia Aug 23, 2018, Accessed: Sep 18, 2018 [Online] Available: https://en.wikipedia.org/w/index.php? title=Black_Hornet_Nano&oldid=856221024 [23] “Crazyflie 2.0.” https://www.seeedstudio.com/Crazyflie-2.0-p-2103.html (accessed Jul 12, 2017) [24] I Kroo et al., “The Mesicopter: A Miniature Rotorcraft Concept Phase II Final Report,” p 138 [25] P Muren, “Picoflyer description,” 2005 http://www.proxflyer.com/pi_meny.htm [26] H Dong, A T Bode-Oke, and C Li, “Learning from Nature: Unsteady Flow Physics in Bioinspired Flapping Flight,” in Flight Physics - Models, Techniques and Technologies, K Volkov, Ed InTech, 2018 [27] C Galiński and R Żbikowski, “Some problems of micro air vehicles development,” Bull Pol Acad Sci Tech Sci., vol 55, no 1, 2007, Accessed: Jul 15, 2017 [Online] Available: http://www.ippt.gov.pl/~bulletin/(55-1)91.pdf [28] G C H E de Croon, M Perỗin, B D W Remes, R Ruijsink, and C De Wagter, The DelFly Dordrecht: Springer Netherlands, 2016 [29] J W Kruyt, E M Quicazan-Rubio, G F van Heijst, D L Altshuler, and D Lentink, “Hummingbird wing efficacy depends on aspect ratio and compares with helicopter rotors,” J R Soc Interface, vol 11, no 99, pp 20140585–20140585, Jul 2014, doi: 10.1098/rsif.2014.0585 [30] C Evangelista, P Kraft, M Dacke, J Reinhard, and M V Srinivasan, “The moment before touchdown: landing manoeuvres of the honeybee Apis mellifera,” J Exp Biol., vol 213, no 2, pp 262–270, Jan 2010, doi: 10.1242/jeb.037465 [31] G Card and M H Dickinson, “Visually Mediated Motor Planning in the Escape Response of Drosophila,” Curr Biol., vol 18, no 17, pp 1300–1307, Sep 2008, doi: 10.1016/j.cub.2008.07.094 [32] B Singh, M Ramasamy, I Chopra, and J G Leishman, “Experimental studies on insect-based flapping wings for micro hovering air vehicles,” AIAA Pap., vol 2293, p 2005, 2005 [33] S A Ansari, R Żbikowski, and K Knowles, “Aerodynamic modelling of insectlike flapping flight for micro air vehicles,” Prog Aerosp Sci., vol 42, no 2, pp 129–172, Feb 2006, doi: 10.1016/j.paerosci.2006.07.001 [34] P Seshadri, M Benedict, and I Chopra, “A novel mechanism for emulating insect wing kinematics,” Bioinspir Biomim., vol 7, no 3, p 036017, Sep 2012, doi: 10.1088/1748-3182/7/3/036017 54 [35] V Arabagi and M Sitti, “Simulation and analysis of a passive pitch reversal flapping wing mechanism for an aerial robotic platform,” in Intelligent Robots and Systems, 2008 IROS 2008 IEEE/RSJ International Conference on, 2008, pp 1260–1265, Accessed: Feb 12, 2016 [Online] Available: http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=4651003 [36] P Zdunich et al., “Development and Testing of the Mentor Flapping-Wing Micro Air Vehicle,” J Aircr., vol 44, no 5, pp 1701–1711, Sep 2007, doi: 10.2514/1.28463 [37] “Inside a wing,” DK Find Out! https://www.dkfindout.com/us/animals-andnature/birds/inside-wing/ (accessed Nov 01, 2018) [38] C T Bolsman, B Palsson, H Goosen, R Schmidt, and F van Keulen, “The use of resonant structures for miniaturizing FMAVs,” 2007, Accessed: Jul 20, 2017 [Online] Available: http://aeromav.free.fr/MAV07/session/plenary/SESSION %203/MAV07-PLEN%203-2%20Bolsman/Bolsman.pdf [39] S M Walker et al., “In Vivo Time-Resolved Microtomography Reveals the Mechanics of the Blowfly Flight Motor,” PLoS Biol., vol 12, no 3, p e1001823, Mar 2014, doi: 10.1371/journal.pbio.1001823 [40] “Animal Physiology 4e.” https://animalphys4e.sinauer.com/boxex2002.html (accessed Nov 01, 2018) [41] “Gliding flight,” Wikipedia Sep 15, 2018, Accessed: Sep 26, 2018 [Online] Available: https://en.wikipedia.org/w/index.php? title=Gliding_flight&oldid=859696363 [42] J M Wakeling and C P Ellington, “Dragonfly flight i Gliding flight and steadystate aerodynamic forces,” p 14 [43] W Shyy, H Aono, C Kang, and H Liu, An introduction to flapping wing aerodynamics Cambridge ; New York: Cambridge University Press, 2013 [44] U M Lindhe Norberg, “Structure, form, and function of flight in engineering and the living world,” J Morphol., vol 252, no 1, pp 52–81, Apr 2002, doi: 10.1002/jmor.10013 [45] M Karasek and A Preumont, “Robotic hummingbird: Design of a control mechanism for a hovering flapping wing micro air vehicle,” PhD Thesis Univ., 2014, Accessed: Jul 20, 2017 [Online] Available: https://www.researchgate.net/profile/Matej_Karasek/publication/271077692_Rob otic_hummingbird_Design_of_a_control_mechanism_for_a_hovering_flapping_ wing_micro_air_vehicle/links/54bd8e660cf218da9391b3c5/Robotichummingbird-Design-of-a-control-mechanism-for-a-hovering-flapping-wingmicro-air-vehicle.pdf [46] B Tobalske and K Dial, “Flight kinematics of black-billed magpies and pigeons over a wide range of speeds,” J Exp Biol., vol 199, no 2, pp 263–280, 1996 [47] Alexander, “Nature’s flyers: birds, insects, and the biomechanics of flight,” Choice Rev Online, vol 40, no 02, pp 40-0906-40–0906, Oct 2002, doi: 10.5860/CHOICE.40-0906 [48] W Shyy, Y Lian, J Tang, D Viieru, and H Liu, “Aerodynamics of Low Reynolds Number Flyers,” p 213, 2007 [49] Wild West Nature, Osprey hovers like a hummingbird hunting in Yellowstone National Park 2013 55 [50] J Song, H Luo, and T L Hedrick, “Three-dimensional flow and lift characteristics of a hovering ruby-throated hummingbird,” J R Soc Interface, vol 11, no 98, pp 20140541–20140541, Jul 2014, doi: 10.1098/rsif.2014.0541 [51] L Ristroph and S Childress, “Stable hovering of a jellyfish-like flying machine,” J R Soc Interface, vol 11, no 92, pp 20130992–20130992, Jan 2014, doi: 10.1098/rsif.2013.0992 [52] L Hines, D Campolo, and M Sitti, “Liftoff of a motor-driven, flapping-wing microaerial vehicle capable of resonance,” Robot IEEE Trans On, vol 30, no 1, pp 220–232, 2014 [53] W Trimmer and R Jebens, “Actuators for micro robots,” Proc 1989 Int Conf Robot Autom Scottsdale AZ, vol 3, pp 1547–1552, 1989 [54] “Servomoteurs C.C sans balais 0308 B.” https://www.faulhaber.com/fr/produits/series/0308b/ (accessed Oct 22, 2017) [55] A Bontemps, F Valenciennes, S Grondel, S Dupont, T Vanneste, and E Cattan, “Modeling and evaluation of power transmission of flapping wing nano air vehicle,” in 2014 IEEE/ASME 10th International Conference on Mechatronic and Embedded Systems and Applications (MESA), Sep 2014, pp 1–6, doi: 10.1109/MESA.2014.6935524 [56] W Shyy, C Kang, P Chirarattananon, S Ravi, and H Liu, “Aerodynamics, sensing and control of insect-scale flapping-wing flight,” Proc R Soc A, vol 472, no 2186, p 20150712, Feb 2016, doi: 10.1098/rspa.2015.0712 [57] R D Kornbluh et al., “Electroelastomers: applications of dielectric elastomer transducers for actuation, generation, and smart structures,” San Diego, CA, Jul 2002, pp 254–270, doi: 10.1117/12.475072 [58] G.-K Lau, H.-T Lim, J.-Y Teo, and Y.-W Chin, “Lightweight mechanical amplifiers for rolled dielectric elastomer actuators and their integration with bioinspired wing flappers,” Smart Mater Struct., vol 23, no 2, p 025021, Feb 2014, doi: 10.1088/0964-1726/23/2/025021 [59] C Zhang, “Design and Control of Flapping Wing Micro Air Vehicles,” Technical University of Mandrid, 2016 [60] Z Liu, X Yan, M Qi, and L Lin, “Electrostatic flapping wings with pivot-spar brackets for high lift force,” in 2016 IEEE 29th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS), Shanghai, China, Jan 2016, pp 1133–1136, doi: 10.1109/MEMSYS.2016.7421835 [61] X Yan, M Qi, and L Lin, “Self-lifting artificial insect wings via electrostatic flapping actuators,” Jan 2015, pp 22–25, doi: 10.1109/MEMSYS.2015.7050876 [62] Y Zou, W Zhang, and Z Zhang, “Liftoff of an Electromagnetically Driven Insect-Inspired Flapping-Wing Robot,” IEEE Trans Robot., vol 32, no 5, pp 1285–1289, Oct 2016, doi: 10.1109/TRO.2016.2593449 [63] Z E Teoh and R J Wood, “A bioinspired approach to torque control in an insectsized flapping-wing robot,” in 5th IEEE RAS/EMBS International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics, Sao Paulo, Brazil, Aug 2014, pp 911–917, doi: 10.1109/BIOROB.2014.6913897 [64] K Y Ma, P Chirarattananon, and R J Wood, “Design and fabrication of an insect-scale flying robot for control autonomy,” in 2015 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Hamburg, Germany, Sep 2015, pp 1558–1564, doi: 10.1109/IROS.2015.7353575 56 [65] B M Finio and R J Wood, “Distributed power and control actuation in the thoracic mechanics of a robotic insect,” Bioinspir Biomim., vol 5, no 4, p 045006, Dec 2010, doi: 10.1088/1748-3182/5/4/045006 [66] K Y Ma, P Chirarattananon, S B Fuller, and R J Wood, “Controlled Flight of a Biologically Inspired, Insect-Scale Robot,” Science, vol 340, no 6132, pp 603– 607, May 2013, doi: 10.1126/science.1231806 [67] Z E Teoh, S B Fuller, P Chirarattananon, N O Prez-Arancibia, J D Greenberg, and R J Wood, “A hovering flapping-wing microrobot with altitude control and passive upright stability,” in 2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Vilamoura-Algarve, Portugal, Oct 2012, pp 3209–3216, doi: 10.1109/IROS.2012.6386151 [68] T Dargent et al., “Micromachining of an SU-8 flapping-wing flying microelectro-mechanical system,” J Micromechanics Microengineering, vol 19, no 8, p 085028, Aug 2009, doi: 10.1088/0960-1317/19/8/085028 [69] J F Goosen, H J Peters12, Q Wang, P Tiso, and F van Keulen, “Resonance B Resonance Based Flapping Wing Micro Air Vehicle.,” Accessed: Mar 08, 2017 [Online] Available: https://www.researchgate.net/profile/Qi_Wang72/publication/283452608_Resona nce_Based_Flapping_Wing_Micro_Air_Vehicle/links/5787f65908aecf56ebcb57a b.pdf [70] C.-K Hsu, J Evans, S Vytla, and P G Huang, “Development of flapping wing micro air vehicles-design, CFD, experiment and actual flight,” in 48th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition, 2010, p 1018 [71] M Keennon, K Klingebiel, and H Won, “Development of the Nano Hummingbird: A Tailless Flapping Wing Micro Air Vehicle,” Jan 2012, doi: 10.2514/6.2012-588 [72] “BionicOpter | Festo Corporate.” https://www.festo.com/group/en/cms/10224.htm (accessed Jul 20, 2017) [73] “New RoboBee flies, dives, swims, and explodes out the of water,” Wyss Institute, Oct 25, 2017 https://wyss.harvard.edu/new-robobee-flies-dives-swims-andexplodes-out-the-of-water/ (accessed Sep 24, 2018) [74] A J Bergou, S Xu, and Z J Wang, “Passive wing pitch reversal in insect flight,” J Fluid Mech., vol 591, Nov 2007, doi: 10.1017/S0022112007008440 [75] R J Wood, “The First Takeoff of a Biologically Inspired At-Scale Robotic Insect,” IEEE Trans Robot., vol 24, no 2, pp 341–347, Apr 2008, doi: 10.1109/TRO.2008.916997 [76] C Richter and H Lipson, “Untethered hovering flapping flight of a 3D-printed mechanical insect,” Artif Life, vol 17, no 2, pp 73–86, 2011 [77] H V Phan et al., “Stable Vertical Takeoff of an Insect-Mimicking Flapping-Wing System Without Guide Implementing Inherent Pitching Stability,” J Bionic Eng., vol 9, no 4, pp 391–401, Dec 2012, doi: 10.1016/S1672-6529(11)60134-0 [78] F Leys, D Reynaerts, and D Vandepitte, “Outperforming hummingbirds’ loadlifting capability with a lightweight hummingbird-like flapping-wing mechanism,” Biol Open, vol 5, no 8, pp 1052–1060, Aug 2016, doi: 10.1242/bio.014357 [79] J Zhang, B Cheng, J A Roll, X Deng, and B Yao, “Direct drive of flapping wings under resonance with instantaneous wing trajectory control,” in Robotics 57 and Automation (ICRA), 2013 IEEE International Conference on, 2013, pp 4029–4034 [80] D Coleman and M Benedict, “On the Development of a Robotic Hummingbird,” Jan 2016, doi: 10.2514/6.2016-0144 [81] C H Greenewalt, “The Flight of Birds: The Significant Dimensions, Their Departure from the Requirements for Dimensional Similarity, and the Effect on Flight Aerodynamics of That Departure,” Trans Am Philos Soc., vol 65, no 4, p 1, 1975, doi: 10.2307/1006161 [82] W Borutzky, Bond Graph Methodology London: Springer London, 2010 [83] S G Ponnambalam, J Parkkinen, and K C Ramanathan, Eds., Trends in Intelligent Robotics, Automation, and Manufacturing, vol 330 Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2012 [84] M R Hossain, D G Rideout, and D N Krouglicof, “Bond graph dynamic modeling and stabilization of a quad-rotor helicopter,” in Proceedings of the 2010 Spring Simulation Multiconference on - SpringSim ’10, Orlando, Florida, 2010, p 1, doi: 10.1145/1878537.1878761 [85] A Mersha, “Modeling and robust control of an unmanned aerial vehicle,” Master thesis, University of Twente, 2010 [86] S V Ragavan, M Shanmugavel, B Shirinzadeh, and V Ganapathy, “Unified modelling framework for UAVs using Bond Graphs,” in 2012 12th International Conference on Intelligent Systems Design and Applications (ISDA), Nov 2012, pp 21–27, doi: 10.1109/ISDA.2012.6416507 [87] S Dupont, S Grondel, A Bontemps, E Cattan, and D Coutellier, “Bond graph model of a flapping wing micro-air vehicle,” in 2014 IEEE/ASME 10th International Conference on Mechatronic and Embedded Systems and Applications (MESA), Sep 2014, pp 1–6, doi: 10.1109/MESA.2014.6935565 [88] Z Jahanbin and S Karimian, “Modeling and parametric study of a flexible flapping-wing MAV using the bond graph approach,” J Braz Soc Mech Sci Eng., vol 40, no 2, Feb 2018, doi: 10.1007/s40430-018-1002-2 [89] Z Jahanbin, A Selk Ghafari, A Ebrahimi, and A Meghdari, “Multi-body simulation of a flapping-wing robot using an efficient dynamical model,” J Braz Soc Mech Sci Eng., vol 38, no 1, pp 133–149, Jan 2016, doi: 10.1007/s40430015-0350-4 [90] X Q Bao, A Bontemps, S Grondel, and E Cattan, “Design and fabrication of insect-inspired composite wings for MAV application using MEMS technology,” J Micromechanics Microengineering, vol 21, no 12, p 125020, Dec 2011, doi: 10.1088/0960-1317/21/12/125020 [91] S N Fry, R Sayaman, and M H Dickinson, “The Aerodynamics of Free-Flight Maneuvers in Drosophila,” vol 300, p 5, 2003 [92] L Meirovitch, Fundamental of Vibration Waveland, 2000 [93] D Faux, “Couplage modal pour la reproduction de la cinématique d’une aile d’insecte et la génération de portance d’un nano-drone bio-inspiré,” VALENCIENNES ET DU HAINAUT-CAMBRESIS, 2017 [94] T Vanneste, “Développement d’un outil de modélisation aéroélastique du vol battu de l’insecte appliqué la conception d’un nano-drone résonant,” VALENCIENNES ET DU HAINAUT-CAMBRESIS, 2017 58 59 ... CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN KHẢ NĂNG TẠO LỰC NÂNG CỦA PHƯƠNG TIỆN BAY KÍCH CỠ NANO, LOẠI CÁNH ĐẬP Mã số: T2019-06-116 Xác nhận quan chủ trì đề tài... - Tự - Hạnh phúc THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: nghiên cứu cải thiện khả tạo lực nâng phương tiện bay kích cỡ nano, loại cánh đập - Mã số: T2019-06-116 - Chủ nhiệm:... đập 2.3 Cánh đập Ý tưởng phương tiện bay loại cánh đập lấy cảm hứng từ sinh vật bay bao gồm chim côn trùng, đập cánh để tạo lực nâng lực đẩy MAV nằm phạm vi với lồi chim nhỏ trùng lớn Ở kích thước