生体模倣の羽ばたき飛行ロボットの羽ばたき変形の測定は、その飛行性能向上に非常に重要です。しかし、現在の数値シミュレーション、立体視カメラ、構造化光投影などの測定方法には、境界条件の特定が難しいことや視覚的な遮蔽といった問題があります。そこで、光ファイバーブラッグ格子を用いた接触式の羽ばたき動的変形測定法が提案されました。ポリイミド薄膜を基板とした光ファイバーブラッグ格子フレキシブルセンサーを設計し、そのセンサーを配列状に羽ばたき翼の表面に配置して、羽ばたき時の翼面のリアルタイムひずみを監視し、曲率に基づく三次元再構成アルゴリズムによりリアルタイムひずみデータを羽ばたき翼の三次元形状に再構成しました。室内での安定した羽ばたき周期内における翼面のひずみ変化を成功裏にモニタリングし、三次元変形解析を行いました。結果は、羽ばたき時の翼面ひずみが主に支持棒周辺で発生し、下降および上昇段階のひずみ最大値がそれぞれ−50.6 μεおよび98.1 μεであり、翼面変形は主に翼後縁で発生し、下降および上昇段階の変形最大値がそれぞれ−2.06 mmおよび4.02 mmであることを示しています。本研究は羽ばたき動的変形測定の技術的支援を提供し、羽ばたき機の飛行性能向上に科学的根拠を提供します。

光ファイバーセンサー; 光ファイバーブラッグ格子; 羽ばたきロボット; 三次元再構成; 変形モニタリング