CN113335520A - 一种可悬停仿生机械蜻蜓飞行器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可悬停仿生机械蜻蜓飞行器及其控制方法，属于微型飞行器技术领域。飞行器包括机身、翅翼和翅翼驱动机构。翅翼驱动机构包括电机、蜗轮蜗杆传动机构和曲柄摆动导杆机构。蜗轮蜗杆传动机构包括蜗杆和蜗轮。曲柄摆动导杆机构包括安装在蜗轮顶部的连接轴、设置在连接轴上端一侧的摇臂和安装在摇臂的外端上方的摇把。翅翼的内端位于摇臂的上方，翅翼的内端开设有条孔，摇把的上端伸入至条孔中。该飞行器采用四组扑翼作为飞行器驱动部件，具有结构紧凑、运行噪声低等特点，且该飞行器能够在悬停状态下实现俯仰、横滚、偏航全自由度的姿态控制，具有灵活的机动性能，能够在小尺寸下保持有效的飞行驱动与操控性能。

Description

一种可悬停仿生机械蜻蜓飞行器及其控制方法

技术领域

本发明涉及微型飞行器技术领域，具体涉及一种可悬停仿生机械蜻蜓飞行器及其控制方法。

背景技术

微型飞行器是指体积小于20cm，飞行距离大于5km，且滞空能力大于15min的微小飞行器。微型飞行器具有体积小、质量轻、隐蔽性高与机动灵活等优势，广泛应用于军事侦查、目标搜索、通信中继等关键的敏感应用。与旋翼式、固定翼式微型飞行器相比，扑翼式飞行器由于具有形象的仿生外形与突出的低噪声优势，因此能够实现优异的隐蔽性能。此外，由于当飞行器几何尺寸减小时，小尺度下低雷诺数空气动力学特性会造成旋翼、固定翼气动效率的降低，因此，旋翼式、固定翼式微型飞行器难以实现更进一步的微型化，且小尺寸下飞行器运行效率低、噪声大。扑翼系统在小尺度下能够有效规避低雷诺数空气动力学特性带来的负面影响，甚至能够在昆虫尺寸下保持较高的气动效率实现低噪声、高能效运行。

扑翼式微型飞行器中，具备悬停能力的飞行器能够实现前飞、倒飞、侧飞等灵活的机动动作，具备更为广阔的应用价值。传统的具备悬停能力的扑翼式仿生飞行器主要采用尾翼上的气动舵面或扑翼倾转结构来产生姿态调节力矩实现稳定悬停。具有尾翼及舵面结构的扑翼式飞行器一般通过控制舵面的倾角产生气动力矩实现姿态调节，为使舵面产生足够的气动力矩，须保持较大的舵面尺寸，因此，这类扑翼式飞行器无法实现微型化。扑翼倾转结构通过倾转扑翼的扑动平面更改升力的作用方向，进而产生往对应方向倾转的姿态调节力矩，最终实现悬停飞行状态下的姿态控制。这类具有扑翼倾转结构的飞行器无需保持较大尺寸的零部件即可保持高效的姿态调节性能，但多自由度的扑翼倾转机构需要额外的驱动部件，且机械结构复杂降低了运行可靠性，同时减小了飞行器搭载能力和滞空时间，大幅降低了运行的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可悬停仿生机械蜻蜓飞行器及其控制方法，该飞行器采用四组扑翼作为飞行器驱动部件，具有结构紧凑、运行噪声低等特点，且该飞行器能够实现俯仰、横滚、偏航全自由度的姿态控制，具有灵活的机动性能，能够在小尺寸下保持有效的飞行驱动与操控性能。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种可悬停仿生机械蜻蜓飞行器，包括机身、对称分布在机身两侧的四个翅翼和安装在机身上且与四个翅翼一一对应设置的四个翅翼驱动机构。所述翅翼驱动机构包括电机、蜗轮蜗杆传动机构和曲柄摆动导杆机构。所述蜗轮蜗杆传动机构包括安装在电机输出轴上的蜗杆和与蜗杆啮合相连的蜗轮。所述曲柄摆动导杆机构包括安装在蜗轮顶部的连接轴、设置在连接轴上端一侧的摇臂和安装在摇臂的外端上方的摇把。所述翅翼的内端位于摇臂的上方，且其内端开设有条孔，摇把的上端伸入至条孔中。

进一步的，所述机身包括机身主体和沿机身主体外周设置的四个固定机构；所述固定机构包括与机身主体相连的固定底板以及依次设置在固定底板上方的安装部一、安装部二和电机安装板；所述安装部一上开设有轴孔一；所述安装部二上开设有轴孔二；所述电机安装板上开设有电机安装孔，所述电机的机身安装在电机安装孔中。

进一步的，所述翅翼包括翅脉和翅脉运动连接部；所述翅脉包括自上向下依次设置的三条，三条翅脉的内端部汇聚后与翅脉运动连接部相连；所述条孔开设在翅脉运动连接部上，条孔内侧的翅脉运动连接部上开设有轴孔三；所述翅翼通过销钉一安装在安装部一上，销钉一自上向下依次穿过轴孔三和轴孔一，与轴孔三间隙配合，与轴孔一过盈配合。

进一步的，所述连接轴及蜗轮上开设有相贯通的轴孔四；所述连接轴通过销钉二与安装部二相连，销钉二自上向下依次穿过轴孔四和轴孔二，与轴孔四间隙配合，与轴孔二过盈配合。

进一步的，所述蜗杆包括蜗杆主体、开设在蜗杆主体中间部位的蜗杆轴孔以及沿蜗杆主体外周设置的右旋的轮齿；所述电机的输出轴插入至蜗杆轴孔中且二者过盈配合。

本发明还涉及一种上述可悬停仿生机械蜻蜓飞行器在悬停飞行状态下的控制方法，该方法包括以下步骤：

(1)翅翼扑动

电机的输出轴旋转，驱动与输出轴相连的蜗杆同步转动，蜗杆带动与其啮合相连的蜗轮转动，蜗轮带动摇把转动，与此同时，由于摇把与条孔间隙配合，摇把在条孔中发生滑动，因此，在摇把转动时，通过条孔驱动翅翼运动，实现翅翼的扑动，通过调节电机旋转速度还可以控制翅翼的扑动频率。

(2)飞行器横滚运动：当机身左侧的两个电机转速增加，同时机身右侧的两个电机转速减小，机身左侧的两个翅翼的升力大于机身右侧的两个翅翼的升力，进而产生使机身向右倾转的横滚力矩；反之，当机身左侧的两个电机转速减小，同时机身右侧的两个电机转速增加，机身左侧的两个翅翼升力小于机身右侧的两个翅翼升力，进而产生使机身向左倾转的横滚力矩，实现飞行器的横滚运动控制。

(3)飞行器俯仰运动：当机身前侧的两个电机转速增加，同时机身后侧的两个电机转速减小，机身前侧的两个翅翼的升力大于机身后侧的两个翅翼的升力，进而产生使机身向后倾转的俯仰力矩；反之，当机身前侧的两个电机的转速减小，同时机身后侧的两个电机的转速增加，机身前侧的两个翅翼的升力小于机身后侧的两个翅翼的升力，进而产生使机身向前倾转的俯仰力矩，实现飞行器的俯仰运动控制。

(4)飞行器偏航运动：当机身左前侧及右后侧的电机转速增加，同时机身右前侧及左后侧的电机转速减小，机身左前侧的翅翼、右后侧的翅翼产生的顺时针力矩大于右前侧的翅翼、左后侧的翅翼产生的逆时针力矩，进而产生使机首向右偏航的偏航力矩；反之，当机身左前侧的电机、右后侧的电机转速减小，同时右前侧的电机、左后侧的电机转速增加，左前侧的翅翼、右后侧的翅翼产生的顺时针力矩小于右前侧的翅翼、左后侧的翅翼产生的逆时针力矩，进而产生使机首向左偏航的偏航力矩，实现飞行器的偏航运动控制。

和现有技术相比，本发明的优点为：

(1)本发明采用涡轮蜗杆传动，通过简洁的机械结构和更小的尺寸、更轻的重量能够产生较大的减速比，实现驱动电机转矩的放大。同时，本发明提出了一种采用曲柄摆动导杆机构来实现扑翼摆动形式的往复运动，其结构简单、零件数量较少更利于机械结构微型化与轻量化设计从而提升飞行器载荷能力与滞空时间，提升飞行器整体运行效率。因为小尺寸的零部件加工难度较大，成本高，且运行过程中存在磨损、振动、噪音等技术性缺陷，蜗轮蜗杆结构和曲柄摆动导杆机构在扑翼式飞行器领域未曾有过应用。本发明中所述涡轮蜗杆采用PE、POM等自润滑材质通过精密铸造等工艺一体加工成型，克服了这些技术难题，采用的蜗轮蜗杆结构只需蜗杆、涡轮两个部件即可实现较大的传动比，能够起到降低转速、增大转矩的作用。与之相比，传统的行星减速组、多级齿轮减速组则需要4个以上齿轮才能实现同样的传动比；本发明采用的曲柄摆动导杆机构只需曲柄、摆动导杆两个机构即可将旋转运动转化成扑翼所需的摆动运动，且其中曲柄、摆动导杆结构简单易于实现，传统的多连杆机构则需要更多、更复杂的零部件。蜗轮蜗杆结构和曲柄摆动导杆机构两种机构相得益彰，极大地简化了扑翼驱动机构，为飞行器微型化集成和轻量化设计创造了有利条件。本发明将蜗轮蜗杆结构和曲柄摆动导杆机构相结合作为扑翼驱动机构分别解决了动力传动与机械运动转化的实际问题，同时简化了机械结构、减少零部件数量，具有更大的微型化、轻量化设计潜力。

(2)针对飞行器结构布局提出了一套飞行运动操纵控制方法，能够实现俯仰、横滚、偏航全自由度的姿态控制，具有灵活的机动性能，且能够在小尺寸下保持有效的飞行驱动与操控性能。该控制方法具有逻辑清晰、流程简单、易于实现计算机程序化设计等特点，并且能够实现扑翼式飞行器悬停飞行。该控制方法只需四个独立控制的电机，分别调节电机转速实现对翅翼扑动频率的调节即可实现悬停状态下俯仰、横滚、偏航全自由度的姿态控制，具有突出的可控性与机动性。与借助尾翼舵面或扑翼倾转机构的控制方法相比，该控制方法不依赖额外的驱动器与机械辅助结构即可实现悬停状态下全自由度的姿态控制，使飞行器整机结构更加紧凑。

附图说明

图1是本发明中可悬停仿生机械蜻蜓飞行器的结构示意图；

图2是机身的结构示意图；

图3是翅翼的结构示意图；

图4是曲柄摆动导杆机构及蜗轮的装配结构示意图；

图5是电机的结构示意图；

图6是蜗杆的结构示意图；

图7是销钉的结构示意图；

图8是扑动机构的结构示意图；

图9是飞行操纵控制方法的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示的一种可悬停仿生机械蜻蜓飞行器，包括机身1-7、对称分布在机身1-7两侧的四个翅翼(1-1a、1-1b、1-1c、1-1d)和安装在机身上且与四个翅翼一一对应设置的四个翅翼驱动机构。所述翅翼驱动机构包括电机(1-4a、1-4b、1-4c、1-4d)、蜗轮蜗杆传动机构和曲柄摆动导杆机构。所述电机、蜗轮蜗杆传动机构和曲柄摆动导杆机构的数量均为四个，和四个翅翼一一对应。图1中机身1-7中心位置所绘箭头指向为机首方向。翅翼驱动机构通过蜗轮蜗杆传动机构和曲柄摆动导杆机构，实现翅翼的驱动，进而实现翅翼摆动形式的往复运动。

如2所示，所述机身包括机身主体和沿机身主体外周设置的四个固定机构。所述固定机构包括与机身主体相连的固定底板以及依次设置在固定底板上方的安装部一、安装部二和电机安装板。四个固定机构的安装部一上分别开设有一个轴孔一，四个轴孔一分别为2-1a、2-1b、2-1c、2-1d。四个固定机构的安装部二上分别开设有一个轴孔二，四个轴孔二分别为2-2a、2-2b、2-2c、2-2d。四个固定机构的电机安装板上分别开设有一个电机安装孔，四个电机安装孔分别为2-3a、2-3b、2-3c、2-3d。

如图3所示，四条翅翼1-1a、1-1b、1-1c、1-1d的结构相同，均包括翅脉3-3和翅脉运动连接部。所述翅脉3-3包括自上向下依次设置的三条，三条翅脉的内端部汇聚后与翅脉运动连接部相连。所述翅脉运动连接部上开设有条孔3-1和轴孔三3-2，轴孔位于条孔的内侧。所述翅翼通过销钉一安装在安装部一上，销钉一自上向下依次穿过轴孔三和轴孔一，与轴孔三间隙配合，与轴孔一过盈配合。销钉一包括图1中的1-2a、1-2b、1-2c、1-2d。

如图1所示，所述蜗轮蜗杆传动机构包括安装在电机输出轴上的蜗杆和与蜗杆啮合相连的蜗轮。四个蜗杆分别为1-5a、1-5b、1-5c、1-5d，四个蜗轮分别为1-6a、1-6b、1-6c、1-6d。如图6所示，四个蜗杆的结构相同，均包括蜗杆主体、开设在蜗杆主体中间部位的蜗杆轴孔6-1以及沿蜗杆主体外周设置的右旋的轮齿6-2。所述电机的输出轴插入至对应的蜗杆的蜗杆轴孔6-1中。

如图4所示，所述曲柄摆动导杆机构包括安装在蜗轮顶部的连接轴、设置在连接轴上端一侧的摇臂4-2和安装在摇臂4-2的外端上方的摇把4-3。摇把4-3的上端伸入至对应的翅翼的条孔中且与条孔间隙配合。所述连接轴及蜗轮上开设有相贯通的轴孔四。所述连接轴通过销钉二与安装部二相连，销钉二自上向下依次穿过轴孔四和轴孔二，与轴孔四间隙配合，与轴孔二过盈配合。销钉二包括图1中的1-3a、1-3b、1-3c、1-3d。

如图5所示，四个电机1-4a、1-4b、1-4c和1-4d的结构相同，均包括机身5-2和与机身5-2相连的输出轴5-1。四个电机的机身5-2分别安装在各自对应的电机安装孔中，机身5-2与电机安装孔过盈配合。

本发明中提到的销钉的结构均相同，图1中的销钉1-2a、1-2b、1-2c、1-2d、1-3a、1-3b、1-3c、1-3d的结构如图7所示，包括销钉轴7-1和设置在销钉轴7-1顶部的钉头7-2。

上述可悬停仿生机械蜻蜓飞行器的装配过程为：

如图1所示，销钉一1-2a、1-2b、1-2c、1-2d上的销钉轴7-1分别与翅翼1-1a、1-1b、1-1c、1-1d上的轴孔三3-2间隙配合，并分别插入四个电机机身1-7上的轴孔一2-1a、2-1b、2-1c和2-1d中，并通过过盈配合与之固定。同理，销钉二1-3a、1-3b、1-3c、1-3d上的销钉轴7-1分别与蜗轮1-6a、1-6b、1-6c、1-6d及蜗轮对应的连接轴上的轴孔4-1间隙配合，并分别插入机身1-7上的轴孔二2-2a、2-2b、2-2c和2-2d中，并通过过盈配合与之固定。电机1-4a、1-4b、1-4c、1-4d的机身5-2分别插入四个电机安装板上的电机安装孔2-3a、2-3b、2-3c和2-3d中，并通过过盈配合进行固定，在电机1-4a、1-4b、1-4c、1-4d的输出轴5-1分别插入蜗杆1-5a、1-5b、1-5c、1-5d的蜗杆轴孔6-1中，同时通过过盈配合连接。蜗杆1-5a、1-5b、1-5c、1-5d上的轮齿6-2分别与蜗轮1-6a、1-6b、1-6c、1-6d上的轮齿4-4啮合。四个翅翼驱动机构中的摇把分别插入至四个翅翼的条孔中，与条孔间隙配合。

在上述可悬停仿生机械蜻蜓飞行器中，翅翼、蜗轮蜗杆传动机构和曲柄摆动导杆机构构成扑动机构，其中蜗轮蜗杆传动机构和曲柄摆动导杆机构为扑翼驱动结构。所述扑动机构的构造及原理如图8所示，其中，图8-a为翅翼1-1a的局部视图，8-b为扑动机构运动副设计简图。图8-b中的8-8对应8-a中的电机1-4a的输出轴5-1，8-7对应蜗杆1-5a，8-6对应涡轮1-6a的轮齿4-4，8-5对应涡轮1-6a的摇臂4-2，8-3对应摇臂4-2上的摇把4-3，8-4对应翅翼1-1a上的条孔3-1，虚线圆8-1为摇把4-3的旋转轨迹，8-2为翅翼1-1a，其箭头所指方向为翅脉3-3伸展方向。

如图8-b所示，电机轴8-8按其上箭头所指逆时针方向旋转，电机轴8-8驱动蜗杆8-7同步转动，蜗杆8-7的右旋轮齿6-2与涡轮1-6a的轮齿4-4相互啮合，从而驱动涡轮8-6按其上箭头所指顺时针方向旋转。同时，涡轮8-6上摇臂8-5末端摇把8-3按照虚线圆8-1所示轨迹顺时针旋转。摇把8-3与条孔8-4间隙配合，故摇把8-3可在条孔8-4自由滑动，当摇把8-3从实线位置开始顺时针转动至对应虚线位置时，通过条孔8-4将翅翼8-2由翅翼右极限位置驱动至翅翼左极限位置，此时摇把8-3继续顺时针转动至实线位置，则将翅翼8-2由翅翼左极限位置驱动至翅翼右极限位置，至此，扑动机构完成一个扑动周期。

电机1-4a的输出轴8-8匀速逆时针旋转，扑动机构将翅翼8-2从翅翼右极限位置驱动至翅翼左极限位置速度大于由翅翼左极限位置驱动至翅翼右极限位置，故在一个扑动周期内，翅翼8-2将产生顺时针方向的力矩。同理，翅翼1-1c的机械结构与翅翼1-1a相同，故电机1-4c匀速逆时针旋转，在一个扑动周期内，将产生顺时针方向的力矩；翅翼1-1b中电机1-4b和涡轮1-6b相对安装位置与翅翼1-1a中相反，故当电机1-4b匀速逆时针旋转时其对应的涡轮8-6逆时针旋转，因此其对应的扑动机构将翅翼8-2从翅翼右极限位置驱动至翅翼左极限位置速度小于由翅翼左极限位置驱动至翅翼右极限位置，故在一个扑动周期内，翅翼8-2将产生逆时针方向的力矩。同理，翅翼1-1d的机械结构与翅翼1-1b相同，故电机1-4c匀速逆时针旋转，在一个扑动周期内，将产生逆时针方向的力矩。

基于上述机构，本发明还提出了一套与上述仿生机械蜻蜓飞行器相匹配的飞行操纵控制方法。本发明所述的可悬停仿生机械蜻蜓飞行器的扑动机构在一个扑动周期内能够产生延扑动转轴轴线向上的气动升力与绕扑动转轴轴线顺时针或逆时针方向的气动力矩。通过控制电机1-4a、1-4b、1-4c、1-4d的转速能够调节翅翼1-1a、1-1b、1-1c、1-1d的扑动频率，通过同步调节前后、左右与对角位置翅翼的扑动频率能够产生使机身俯仰、横滚、偏航的姿态控制力矩，进而实现俯仰、横滚、偏航全自由度的姿态控制。其具体实施方法如图9所示：

横滚运动：如图9-a所示，当机身左侧的电机1-4a、1-4d转速增加，同时机身右侧的电机1-4b、1-4c转速减小，机身左侧的翅翼1-1a、1-1d升力大于机身右侧的翅翼1-1b、1-1c升力进而产生使机身向右倾转的横滚力矩；反之，当机身左侧的电机1-4a、1-4d转速减小，同时机身右侧的电机1-4b、1-4c转速增加，机身左侧的翅翼1-1a、1-1d升力小于机身右侧的翅翼1-1b、1-1c升力进而产生使机身向左倾转的横滚力矩。

俯仰运动：如图9-b所示，当机身前侧的电机1-4a、1-4b转速增加，同时机身后侧的电机1-4d、1-4c转速减小，机身前侧的翅翼1-1a、1-1b升力大于机身后侧的翅翼1-1d、1-1c升力进而产生使机身向后倾转的俯仰力矩；反之，当机身前侧的电机1-4a、1-4b转速减小，同时机身后侧的电机1-4d、1-4c转速增加，机身前侧的翅翼1-1a、1-1b升力小于机身后侧的翅翼1-1b、1-1c升力进而产生使机身向前倾转的俯仰力矩。

偏航运动：如图9-c所示，当电机1-4a、1-4c转速增加，同时电机1-4b、1-4d转速减小，翅翼1-1a、1-1c产生的顺时针力矩大于翅翼1-1b、1-1d产生的逆时针力矩进而产生使机首向右偏航的偏航力矩；反之，当电机1-4a、1-4c转速减小，同时电机1-4b、1-4d转速增加，翅翼1-1a、1-1c产生的顺时针力矩小于翅翼1-1b、1-1d产生的逆时针力矩进而产生使机首向左偏航的偏航力矩。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种可悬停仿生机械蜻蜓飞行器，其特征在于：包括机身、对称分布在机身两侧的四个翅翼和安装在机身上且与四个翅翼一一对应设置的四个翅翼驱动机构；所述翅翼驱动机构包括电机、蜗轮蜗杆传动机构和曲柄摆动导杆机构；所述蜗轮蜗杆传动机构包括安装在电机输出轴上的蜗杆和与蜗杆啮合相连的蜗轮；所述曲柄摆动导杆机构包括安装在蜗轮顶部的连接轴、设置在连接轴上端一侧的摇臂和安装在摇臂的外端上方的摇把，所述翅翼的内端位于摇臂的上方，其内端开设有条孔，摇把的上端伸入至条孔中。

2.根据权利要求1所述的一种可悬停仿生机械蜻蜓飞行器，其特征在于：所述机身包括机身主体和沿机身主体外周设置的四个固定机构；所述固定机构包括与机身主体相连的固定底板以及依次设置在固定底板上方的安装部一、安装部二和电机安装板；所述安装部一上开设有轴孔一；所述安装部二上开设有轴孔二；所述电机安装板上开设有电机安装孔，所述电机的机身安装在电机安装孔中。

3.根据权利要求2所述的一种可悬停仿生机械蜻蜓飞行器，其特征在于：所述翅翼包括翅脉和翅脉运动连接部；所述翅脉包括自上向下依次设置的三条，三条翅脉的内端部汇聚后与翅脉运动连接部相连；所述条孔开设在翅脉运动连接部上，条孔内侧的翅脉运动连接部上开设有轴孔三；所述翅翼通过销钉一安装在安装部一上，销钉一自上向下依次穿过轴孔三和轴孔一，与轴孔三间隙配合，与轴孔一过盈配合。

4.根据权利要求2所述的一种可悬停仿生机械蜻蜓飞行器，其特征在于：所述连接轴及蜗轮上开设有相贯通的轴孔四；所述连接轴通过销钉二与安装部二相连，销钉二自上向下依次穿过轴孔四和轴孔二，与轴孔四间隙配合，与轴孔二过盈配合。

5.根据权利要求1所述的一种可悬停仿生机械蜻蜓飞行器，其特征在于：所述蜗杆包括蜗杆主体、开设在蜗杆主体中间部位的蜗杆轴孔以及沿蜗杆主体外周设置的右旋的轮齿；所述电机的输出轴插入至蜗杆轴孔中且二者过盈配合。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的可悬停仿生机械蜻蜓飞行器的控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

(1)翅翼扑动

电机的输出轴旋转，驱动与输出轴相连的蜗杆同步转动，蜗杆带动与其啮合相连的蜗轮转动，蜗轮带动摇把转动，与此同时，由于摇把与条孔间隙配合，摇把在条孔中发生滑动，因此，在摇把转动时，通过条孔驱动翅翼运动，实现翅翼的扑动；

(2)飞行器横滚运动：当机身左侧的两个电机转速增加，同时机身右侧的两个电机转速减小，机身左侧的两个翅翼的升力大于机身右侧的两个翅翼的升力，进而产生使机身向右倾转的横滚力矩；反之，当机身左侧的两个电机转速减小，同时机身右侧的两个电机转速增加，机身左侧的两个翅翼升力小于机身右侧的两个翅翼升力，进而产生使机身向左倾转的横滚力矩，实现飞行器的横滚运动控制；

(3)飞行器俯仰运动：当机身前侧的两个电机转速增加，同时机身后侧的两个电机转速减小，机身前侧的两个翅翼的升力大于机身后侧的两个翅翼的升力，进而产生使机身向后倾转的俯仰力矩；反之，当机身前侧的两个电机的转速减小，同时机身后侧的两个电机的转速增加，机身前侧的两个翅翼的升力小于机身后侧的两个翅翼的升力，进而产生使机身向前倾转的俯仰力矩，实现飞行器的俯仰运动控制；

(4)飞行器偏航运动：当机身左前侧及右后侧的电机转速增加，同时机身右前侧及左后侧的电机转速减小，机身左前侧的翅翼、右后侧的翅翼产生的顺时针力矩大于右前侧的翅翼、左后侧的翅翼产生的逆时针力矩，进而产生使机首向右偏航的偏航力矩；反之，当机身左前侧的电机、右后侧的电机转速减小，同时右前侧的电机、左后侧的电机转速增加，左前侧的翅翼、右后侧的翅翼产生的顺时针力矩小于右前侧的翅翼、左后侧的翅翼产生的逆时针力矩，进而产生使机首向左偏航的偏航力矩，实现飞行器的偏航运动控制。

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