Manta Ray Inspired Flapping-Wing Blimp

要約

空気より軽い乗り物（飛行船）は、エネルギー効率、衝突抵抗、人間の近くで作業できる能力など、いくつかの有益な特性を持つロボット工学の発展プラットフォームである。既存の飛行船の設計では、主にプロペラを用いた推進力が用いられてきたが、我々は羽ばたき翼という別の運動方法に注目している。具体的には、昆虫や鳥類から着想を得た羽ばたき翼の既存の研究とは対照的に、マンタから着想を得た羽ばたき翼の飛行船を紹介する。この飛行船の全体的な設計と制御スキーム、および翼の性能に関する解析を紹介する。翼の形状と羽ばたき特性が推力発生に及ぼす影響について実験的に研究した。また、羽ばたき翼の飛行船が、プロペラを用いたシステムよりも航続距離で大きな優位性を持つことを実証する。

要約(オリジナル)

Lighter-than-air vehicles or blimps, are an evolving platform in robotics with several beneficial properties such as energy efficiency, collision resistance, and ability to work in close proximity to human users. While existing blimp designs have mainly used propeller-based propulsion, we focus our attention to an alternate locomotion method, flapping wings. Specifically, this paper introduces a flapping-wing blimp inspired by manta rays, in contrast to existing research on flapping-wing vehicles that draw inspiration from insects or birds. We present the overall design and control scheme of the blimp as well as the analysis on how the wing performs. The effects of wing shape and flapping characteristics on the thrust generation are studied experimentally. We also demonstrate that the flapping-wing blimp has a significant range advantage over propeller-based systems.

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