論文の概要: Bird-Inspired Spatial Flapping Wing Mechanism via Coupled Linkages with Single Actuator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.07677v1
- Date: Thu, 09 Apr 2026 00:44:20 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-10 18:34:05.617103
- Title: Bird-Inspired Spatial Flapping Wing Mechanism via Coupled Linkages with Single Actuator
- Title(参考訳): 単一アクチュエータを用いた連結リンクによる鳥の羽ばたき機構
- Authors: Daniel Huczala, Sun-Pill Jung, Frank C. Park,
- Abstract要約: 本稿では, 単一モータで駆動する2つの連結空間4バーから鳥に触発された羽ばたき機構について述べる。
3Dプリントしたプロトタイプを組み立ててテストし、意図された空間的なストロークと受動的な折りたたみ動作を示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.582101184758528
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Spatial single-loop mechanisms such as Bennett linkages offer a unique combination of one-degree-of-freedom actuation and nontrivial spatial trajectories, making them attractive for lightweight bio-inspired robotic design. However, although they appear simple and elegant, the geometric task-based synthesis is rather complicated and often avoided in engineering tasks due to the mathematical complexity involved. This paper presents a bird-inspired flapping-wing mechanism built from two coupled spatial four-bars, driven by a single motor. One linkage is actuated to generate the desired spatial sweeping stroke, while the serially coupled linkage remains unactuated and passively switches between extended and folded wing configurations over the stroke cycle. We introduce a simplified kinematic methodology for constructing Bennett linkages from quadrilaterals that contain a desired surface area and further leverage mechanically induced passive state switching. This architecture realizes a coordinated sweep-and-fold wing motion with a single actuation input, reducing weight and control complexity. A 3D-printed prototype is assembled and tested, demonstrating the intended spatial stroke and passive folding behavior.
- Abstract(参考訳): ベネットリンクのような空間的な単一ループ機構は、一自由度運動と非自明な空間軌道のユニークな組み合わせを提供しており、軽量なバイオインスパイアされたロボット設計にとって魅力的である。
しかし、それらは単純でエレガントに見えるが、幾何学的なタスクベースの合成はかなり複雑であり、数学的な複雑さのために工学的なタスクでは避けられることが多い。
本稿では, 単一モータで駆動する2つの連結空間4バーから鳥に触発された羽ばたき機構について述べる。
1つのリンケージは所望の空間スイーピングストロークを生成するために作動し、シリアル結合されたリンケージはいまだに不安定であり、ストロークサイクル上で伸縮翼と折り畳み翼の間を受動的に切り替える。
所望の表面積を含む四辺形からベネットリンクを構築するための簡易なキネマティック手法を導入し、さらに機械的に誘導される受動状態切替を活用する。
このアーキテクチャは、単一のアクティベーション入力で、重みと制御の複雑さを低減し、協調したスイープ・アンド・フォールド・ウィング運動を実現する。
3Dプリントしたプロトタイプを組み立ててテストし、意図された空間的なストロークと受動的な折りたたみ動作を示す。
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