論文の概要: Characterizing pitch and roll torque coupling in insect-sized flapping-wing robots using a microfabricated gimbal
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.22121v1
- Date: Thu, 23 Apr 2026 23:46:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-27 15:36:26.292804
- Title: Characterizing pitch and roll torque coupling in insect-sized flapping-wing robots using a microfabricated gimbal
- Title（参考訳）: マイクロファブリケートジンバルを用いた昆虫サイズの羽ばたきロボットのピッチとロールトルクの結合特性
- Authors: Aaron Weber, Daksh Dhingra, Sawyer B. Fuller,
- Abstract要約: ロールとピッチトルクのアクティベーションのカップリング効果は測定されていない。
ロールトルクとピッチトルクと推力を正確に同時に測定できるマイクロファブリックジンバルデザイン。
結果は,音高と音高が独立に制御可能であるという仮定を検証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3955252961896318
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Sub-gram flapping-wing flying insect robots (FIRs) are challenging to model because of mechanical complexity in their wings, unsteady aerodynamic flow, and the difficulty of making precise measurements at a small scale. Coupling effects between roll and pitch torque actuation have not previously been measured because a two-axis sensor that is sensitive enough has not been realized. To address this shortcoming, we introduce a microfabricated gimbal design capable of precisely and simultaneously measuring roll and pitch torques as well as thrust. We then used it to measure the extent to which a pitch torque command affects roll torque and vice versa on a 180 mg piezo-actuated flapping-wing flying platform. Our results show a high coefficient of determination in the linear regression for both pitch (0.95) and roll (0.98) and low cross-correlation coefficients (-0.001 and -0.085, respectively) across the full range of simultaneous torque commands, indicating negligible cross-axis coupling. Similarly, thrust force deviates by a maximum of only 5.8% from the mean thrust value. These results validate the assumption that pitch and toll can be considered independently in control and will inform future models of how inputs affect the aerodynamics of resonant flapping-wing systems.
- Abstract（参考訳）: サブグラムの羽ばたき昆虫ロボット(FIR)は、翼の機械的複雑さ、不安定な空気力学の流れ、そして小さなスケールでの正確な測定が難しいため、モデル化が難しい。
ロールとピッチトルクのアクティベーションのカップリング効果は, 十分に敏感な2軸センサが実現されていないため, これまで測定されていない。
この欠点に対処するため, ロールトルク, ピッチトルク, 推力の高精度かつ同時測定が可能なマイクロファブリケードジンバルの設計を提案する。
次に,180 mg ピエゾ作動式羽ばたき飛行プラットフォーム上で,ピッチトルクコマンドがロールトルクに与える影響を計測した。
これらの結果から, ピッチ (0.95), ロール (0.98) および低相関係数 (-0.001, -0.085) の線形回帰係数が高い値を示し, クロス軸結合が無視できることを示す。
同様に、推力は平均推力値から最大で5.8%しか逸脱しない。
これらの結果は、ピッチとトーラスを独立に制御できるという仮定を検証し、入力が共振羽ばたき系の空気力学にどう影響するかを将来のモデルに知らせる。
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