鳥型羽ばたきラジコン 試作

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Festoの鳥形ロボット「SmartBird」を参考に羽ばたきラジコンを作ってみました。
参考にしたといってもyoutubeの動画くらいしか参考資料がないので手探りでの作製です。
機体の設計、加工はもちろん、サーボのミキシング回路まで自作するはめに・・・

飛んでいる姿はこちらを参考に↓
鳥型羽ばたきラジコン 試作一号機


※使用BGM Senses Circuit

鳥型羽ばたきラジコン 試作二号機

こちらは今回作製した試作一号機の図面のキャプチャです。
鳥型ラジコン図面

図面を元に加工データを作り、NCフライスで部品を作製します。
これはCFRPを切削し、パーツを作っているところ
CFRPの切削

CFRPの穴加工

切り抜いたCFRPや、サーボなどを組み立てて行きます。
組み立ては、あらかじめ作った組み立て冶具を使い、正確に作っていきました。

翼のリブ

組み立て風景


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最終的にはメインギヤも自作することになりました
市販のPOM製のギヤは強度に問題が発生。
作製当初は思い通りの推進力が出ず、苦肉の策で電圧を上げて出力を上げていましたが、そうすると歯車に負荷がかかりすぎて歯こぼれしてしまいました。
そのため、高強度のPEEK材からギヤを削りだして使うことになりました。ただ、のちに翼の形状やギヤ比を最適化し、2セルのLipoで動くようになっています。

特に翼の形状とフラッピングが重要。本家のSmartBird同様、羽ばたきに合わせて羽の角度を変化させています。
また、この機能を追加することで、飛行機のエルロンのようにバンクさせることにも使えます。さらに、羽ばたきによる推進力に意図的に差を付けることでラダー(垂直尾翼)なしでも方向転換することができます。
羽の形状

本体のメカ部の配置まで気を配っていないので、適当に押し込んでいます。

飛ぶ機体を作ることが第一目標。
機体の塗装は後回しです。
本体完成

完成機体

完成機体その2

試作一号機機体データ

翼幅 1422mm
全長 610mm
本体重量 149g
自重+Lipo200mAh 163g
平均飛行時間(Lipo200mAh) 5~6分
モーター enPower1804-2700
バッテリー Lipo 2-Cell 200mAh
RC 5ch(モーター、エレベータ、ラダー、モーション制御1、モーション制御2)
サーボ 4.7g サーボ×2 、2.5gサーボ×2
素材 CFRPEPP

PEEK

POM

など

モーション制御用マイコン PIC12f1822
平均飛行出力 18W

試作二号機機体データ

翼幅 1430mm
全長 610mm
本体重量 154g
自重+Lipo120mAh 166g
平均飛行時間(Lipo200mAh) 3~4分
モーター enPower1804-2700
バッテリー Lipo 2-Cell 120mAh
RC 5ch(モーター、エレベータ、ラダー、モーション制御1、モーション制御2)
サーボ 4.7g サーボ×4
素材 CFRPEPP

PEEK

POM

など

モーション制御用マイコン PIC12f1822
平均飛行出力 18W
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コメント

  1. Kuirta より:

    hiroさん、はじめまして。
    YSFCのブログにコメントをいただき、ありがとうございました。
    すばらしい羽ばたき機を開発されましたね、驚きました。
    ラジコン飛行機のご経験がどれほどおありなのかわかりませんが、製作、フライトコントロール共にパーフェクトだと感じました。
    いろいろ質問したいことがありますが、まずはご成功、おめでとうございます。

    • hiro より:

      早速のコメントありがとうございます。
      まだまだ改良の余地があるので開発はこれからですが、資金面の確保が出来ないので保留中です。
      ラジコン飛行機の経験はほとんどありません(^^;) EPPの入門機を飛ばした事がある程度です。
      ご質問もお待ちしております。

  2. Kuirta より:

    質問の内容が長くなってしまい、メールにてお送りしました。
    お忙しいところ、申し訳ありませんが、答えられる範囲でけっこうです。
    回答を楽しみにお待ちしております。

  3. rama より:

    Wow… such a great work… Once proved that japanese are great engineers… i wonder how you made the gear system…

  4. Kihiro より:

    はじめして!
    本物の鳥に近い動きで飛ぶ動画に感動しました!

    前提知識はなく単なる興味なのですが、
    ぜひ一度お話を聞かせて頂くことはできませんでしょうか?

    よろしくお願いします!

  5. 青野礼旺 より:

    ひろ様

    初めまして。
    突然のメールで失礼致します。
    私はブレアアカデミー高校三年生の青野と申します。

    今現在、高校でのプロジェクトとして2号のレプリカ作成に挑戦しています。
    プロジェクトに臨むにあたってこのサイトと出会い、とても関心を持って拝読致しました。

    さて、2号レプリカ作成に関しまして、もう少し詳しく2号のメカニズムやラジコンのシステムを明確に教えてくださることは可能でしょうか?
    私が最も知りたい内容は、羽ばたきに関する詳細、そして2号の滑空するメカニズムに関する詳細です。
    この件に関して内容を教えてくださることは可能でしょうか?
    さらに、2号の羽ばたきによって上下運動が可能になることは解るのですが、羽ばたきがどのようにして進行へとつながるのかを教えて下さいますでしょうか。
    このサイトでは、翼の角度を変えることによる進行に関しての説明が書かれていますが、この件に関してもう少し掘り下げて詳細を伺うことは可能でしょうか?

    是非一度、ひろ様のお話を伺わせていただきたいと思い、メール致しました。
    お返事をお待ちしております。
    よろしくお願いいたします。

    高校三年  青野

    • hiro より:

      初めまして。
      管理人です。

      早速ですがアドバイスの材料として、プロジェクトの目的(具体的に)を教えてください。
      プロジェクトチームの人数と予算。加工機の情報も教えてもらえるとアドバイスしやすいです。

      以下質問の回答
      羽ばたきによる飛行システムは基本的にプロペラと同じです。
      プロペラは一方向に回転して空気を後方へ押し出して推進力にしていますが、
      羽ばたきの場合、一方向ではなく単振動することで同様の機能を有しているだけです。
      難しく考える必要はありません。

      次は翼の角度を変える件について。
      単純な膜状の翼を上下運動すると、受動的に翼がプロペラ状に変形し、プロペラのような機能を発揮します。
      ところが、私の作成した羽ばたき機は翼の強度が比較的強く、受動的に翼が変形しにくい特徴があります。
      そこで、能動的に翼をねじってプロペラのような機能を発揮する翼形状にする必要があったわけです。
      この件は、翼が変形するだけの十分な力強さを持った羽ばたきをさせることでも同様の効果があるので必ずしも必要ありません。

      たぶん、まだ分からない点もあると思います。
      具体的に質問してくれれば答えられる範囲でお答えします。
      ちなみに、図面などは販売するつもりなので無償公開できません。
      ご理解ください。

  6. 村山 より:

    動画をみて感動しました。
    これは偉業だと思います。SmartBirdの動画を見ただけでここまでのことができるものでしょうか?
    全くの素人の私ですが、もし時間とお金が確保できるなら、どの位の期間で実現可能なものでしょうか?
    想像もつきません。。。

    IT技術と組み合わせると、色々な産業にも応用ができるような気がします。
    とても面白いと思います。
    一度ご返信いただけると幸いです。

    村山 2015/4/15

  7.  YASU.SASAKI より:

    hiro様
    はじめまして。
    動画を拝見し、大変驚いております。
    是非、一度ご相談させて頂きたいことがあります。
    お手数ですが、ご連絡尽きますでしょうか?
    宜しくお願いいたします。

  8. ゴン より:

    こんなに精巧な鳥飛行機初めて見ました・・ありがとうございます!!
    この様な 鳥飛行機が出来ると思いませんでした・・
    世の中に・・キットで売りに出して下さい!!私 ほしいです!!

    • 中西治男 より:

      ・是非キットで売りに出して下さい!!私 買いたいです。

      • hiro より:

        コメントありがとうございます。
        キットについてもゆくゆくは販売したいと思っています。
        ただ、構造が複雑になっているので安価に提供することが悩ましいところです。

  9. 荒木一成 より:

    はじまして。私ラジコン技術誌で付録DVDを制作しております。
    その中で現在シリーズ化して進めております「巨匠シリーズ」というものがあります。今回貴殿を羽ばたきドローン制作の第一人者として取り上げさせて頂けないでしょうか?
    ご相談可能でしたら、メアドにご連絡頂ければ幸いです。

  10. より:

    数千もある飛行場では飛行機と鳥の衝突 バードストライクに頭を悩ましているとのこと、鷹型にしたものができれば企業として成り立ちます。資金を出したい方は多いでしょう。一機50-100万円、月に数百機 年数十億円を作る企業として構想を練られてはいかがでしょう。

    • 自作工房管理人 より:

      ご提案ありがとうございます。
      実は私もバードストライクの問題にも興味があり、役に立たないかと考えている次第です。
      ただ、鳥の威嚇の方法として、私の羽ばたき機が鷹型の飛行機などと比較して優位な点があるとは思えず、具体的な行動を起こせずにいます。

      ですが、いずれは羽ばたき機の高性能化や鳥の威嚇ができないか挑戦しようと思っています。
      が、開発費が底をついてしまい、中断している状況です。
      資金の面でも、少なくとも、優位性のあるプロモーションビデオ位は作らないと資金を出すような企業は現れないでしょうから。

  11. 森山正博 より:

    はじめまして。
    私は防虫、防鳥工事専門の会社を長年経営しております。
    近年になって、害虫駆除もさることながら、鳩やカラス、ムクドリなどのフン害や畑の作物荒らしで困っている住民の方が多くなってきています。
    なので、この方面の防鳥ニーズは沢山あると踏んでおります。

    ところが、実際は正直なところ、害鳥を追い払う効果的な技術はまだ確立されていないのが現状です。

    唯一、ある程度の効果を上げられそうなのが、鷹匠にきてもらい、鷹を飛ばして威嚇と追い払いをしてもらうというやり方なのですが、なにせ、鷹という非常に神経質でデリケートな生き物に頼るので、一日に飛ばせる作業に限りがあるし、鷹匠という高度な専門職の人の費用も半端でないので、頻繁に頼めないのが現実です。

    hiro様は、ニーズとしてバードストライク対策のほうに目を向けていらっしゃるかもしれませんが、一般の潜在需要は、もっぱら市街地や農地の害鳥対策のほうが遥かに大きいと踏んでおります。

    なので、できればhiro様に頑張っていただき、まずはぜひとも鷹型の羽ばたきドローンを一台でもいいので、作っていただき、高価でもいいので、譲って頂きたく思います。

    • 自作工房管理人 より:

      森山様

      私も害鳥を追い払う効果的な方法を模索しています。私は専門家ではありませんが、効果的な方法が無いのだろうとは予想しておりました。これが確立すれば相当大きなビジネスになります
      わたしの実家は農家という事もあり、鳥の被害はとても興味深い問題です。

      >>できればhiro様に頑張っていただき、まずはぜひとも鷹型の羽ばたきドローンを一台でもいいので、作っていただき、高価でもいいので、譲って頂きたく思います。

      これに関してですが、羽ばたき飛行機は重要な駆動関係の部分は非公開となっています。今のところ特許も取っていませんので技術流出するようなことは控えております。
      ですが、「高価でもいいので、譲って頂きたく思います。」とのことですので、研究開発費のスポンサーになっていただき、技術使用のライセンス契約を結んでいただけるのでしたら全面的にバックアップいたします。

  12. 森山正博 より:

    hiro様
    前向きな御返答をいただき、ありがとうございます。
    正直なところ、実際の機材一機を譲っていただければいいな、という感覚でありましたので、ライセンス契約というところまで考えていなかったのですが、せっかくの御縁なので、私もここで前向きに検討させていただきたいと思います。
    今後のやりとりは、勝手ながら、サイト経由ではなくて、直接のメールのやり取りでご相談させていただければありがたいのですが。
    よろしくお願いいたします。