| 研究実績の概要 |
昨年度までに開発した蝶型はばたきロボットについて，翼面積を増やすことでペイロードを増加させた翼幅200mm，質量2gの機体を開発し，運動解析を行った．これまでの機体は，モデルとしているアゲハチョウと同等の翼幅100mm程度の翅であったが，1.2gの機体重量ではペイロードが足りずに飛翔することはできなかった．よって，翼幅と翼弦長をそれぞれ2倍にした翅を有する新たなモデルを開発した．このモデルが生成する揚力を測定するため，初年度開発した3軸力覚センサに取り付け，3台の高速度カメラを用いて運動解析を行った．はばたき角を50°（翅打ち下ろし角40°, 翅打ち上げ角-10°），はばたき周波数約10Hzで運動させた結果，翅の打ち下ろし時に自重を支えられる21mNの揚力を生成できていることが確認できた．これに対し，蝶と同等の翼面積をもつ翼幅100mmの機体ではわずか5mNの揚力であった．よって，アゲハチョウの2倍スケールの翼面積で10Hzのはばたき周波数であれば，モータを実装した本モデルは，自重を支えるだけの揚力を生成できることが明らかになった．また，同じはばたき周波数であれば，生成される揚力の大きさは翼面積に関係し，本手法によりその定量的な解析が可能であることも示された．
次に，昨年度はばたき1周期のみの解析であった3種のモデルについて，飛び立ち後のはばたき2周期分のCFD解析を行った．翅の打ち下ろし角と打ち上げ角の中立角が異なるモデル（0°: 地面の水平，10°:上反角，-10°: 下反角）の揚力，抗力，ボディ重心周りのピッチ回転モーメントを解析した結果，上昇方向の揚力の最大値に大きな差は見られなかったが，中立角が10°のモデルのピッチ回転モーメントは，ボディを起き上がらせる（機首上げ）方向により大きな値を示していることが明らかになった．
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