Diseño y construcción de un robot volador bio-inspirado

Abstract

Las nuevas tecnologías de fabricación digital, permiten producir elementos complejos de manera rápida y eficiente. Una aplicación de estas tecnologías es el desarrollo de vehículos voladores no tripulados. En particular, en el último tiempo interesan los micro vehículos aéreos que se asemejan a los pequeños insectos debido a las ventajas que estos presentan. Estos últimos, entre las características que exhiben es una mayor maniobrabilidad y estabilidad, además que se pueden pilotar en lugares de difícil acceso o peligrosos para una persona. El objetivo de esta memoria es diseñar y construir un mecanismo inspirado en características biológicas de aves o insectos y estudiar perfiles de alas que presenten mejores propiedades aerodinámicas. Para lograr el objetivo se cuenta con diversas fuentes de financiamiento (Fondecyt, ANR-Conicyt, etc.), además de los equipos, software e impresoras de fabricación digital disponibles en el laboratorio de robótica del departamento de ingeniería mecánica de la Universidad de Chile. La metodología consiste en una etapa de recopilación de información y antecedentes relacionados con la aerodinámica, materiales y construcción de robots similares. Luego se diseñarán los distintos componentes mecánicos involucrados, poniendo principal énfasis en el diseño y construcción de las alas del vehículo. Se estudiaron dos perfiles de alas para determinar cual presenta mejores propiedades aerodinámicas. Se midieron experimentalmente el empuje y sustentación que son capaces de generar y se modificaron parámetros en el diseño que influyen en la flexión y torsión de las alas para medir como estos afectan en su desempeño. Se midió en un túnel de viento la sustentación que genera el paso del aire a través de las alas para distintas velocidades de circulación del viento. Con el sistema mecánico definitivo, se realizaron pruebas de vuelo para estudiar la capacidad de vuelo del MAV. Se traslado el centro de masa y el ángulo de ataque de las alas para lograr condiciones de vuelo mas estables. Finalmente se construyó un micro vehículo aéreo el cual logro volar por unos instantes, pero que no fue capaz de mantener un vuelo estable.