WO2010034899A1 - Device for moving a fluid and method for making same - Google Patents

Device for moving a fluid and method for making same Download PDF

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Publication number
WO2010034899A1
WO2010034899A1 PCT/FR2009/001111 FR2009001111W WO2010034899A1 WO 2010034899 A1 WO2010034899 A1 WO 2010034899A1 FR 2009001111 W FR2009001111 W FR 2009001111W WO 2010034899 A1 WO2010034899 A1 WO 2010034899A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wing
actuating arm
wings
support
actuator
Prior art date
Application number
PCT/FR2009/001111
Other languages
French (fr)
Inventor
Eric Maurice Cattan
Thomas Serge Maurice Dargent
Sébastien GRONDEL
Jean-Bernard Paquet
Original Assignee
Centre National De La Recherche Scientifique
Universite De Valenciennes Et Du Hainaut-Cambresis
Office National D'etudes Et De Recherches Aerospatiales
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National De La Recherche Scientifique, Universite De Valenciennes Et Du Hainaut-Cambresis, Office National D'etudes Et De Recherches Aerospatiales filed Critical Centre National De La Recherche Scientifique
Publication of WO2010034899A1 publication Critical patent/WO2010034899A1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D33/00—Non-positive-displacement pumps with other than pure rotation, e.g. of oscillating type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C33/00—Ornithopters
    • B64C33/02—Wings; Actuating mechanisms therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/80—UAVs characterised by their small size, e.g. micro air vehicles [MAV]

Definitions

  • the invention relates to a device for moving a fluid and to a manufacturing method. More particularly, the device for moving a fluid is a flying object setting in motion the gas in which the object is flying.
  • the present invention aims to provide a device for moving a fluid, simple, small, energy-saving, quiet and agile.
  • the subject of the invention is a device for moving a fluid comprising a support and at least one wing comprising a wing and a leading edge groove, one end of which is extended by an actuating arm. pivotally mounted on the support, the device further comprising at least one main actuator arranged to control the flapping of the wing in a determined direction.
  • the device may comprise two wings interconnected by an actuating arm in the extension of the leading edge groove of each wing, the actuating arm being mounted on the support at two pivot points distant so that the wings are arranged symmetrically with respect to said at least one main actuator;
  • said at least one actuator can control the flap of the wing / wings at a resonant frequency of the wing / wings;
  • the actuating arm and the wing / wings may comprise SU-8 photoresist;
  • the main actuator may comprise an electromagnetic coil fed with an alternating current and disposed opposite a magnet or a coil arranged on the actuating arm;
  • the actuating arm may comprise magnetic particles, and the main actuator comprises an electromagnetic coil fed with an alternating current and arranged facing the actuating arm;
  • the device may further comprise at least one secondary actuator placed at the pivot (s) of the actuating arm so as to clamp in a controlled manner the actuating arm in use;
  • the device may further comprise a system for modifying the center of gravity of the device;
  • the system for modifying the center of gravity of the device may comprise a displacement sensor able to control means for generating electrostatic effects and a drop of a liquid sensitive to electrostatic effects; and "the displacement sensor may be of the triaxial accelerometer type.
  • the invention also relates to a method for producing a device for moving a previous fluid, comprising the following steps:
  • Step 1 Deposition of a layer of a sacrificial material (eg aluminum) on a silicon substrate to serve as a means of aligning photolithography masks and, optionally, to subsequently release the device;
  • a sacrificial material eg aluminum
  • Step 2 Deposition of a first layer of photoresist (preferably resin SU-8) to make a lower part of the support;
  • Step 3 Masking for the deposition of a layer of a sacrificial material (for example aluminum) located in the pivot zone where the actuating arm must subsequently pass to the junction with the wings, and for protect the non-insolated resin;
  • Step 4 Production of the photosensitive resin wing (for example SU-8 resin);
  • Step 5 Realization of the actuating arm and the leading edge rib of the photosensitive resin wings (for example SU-8 resin);
  • Step 6 Masking of the photoresist (for example SU-8 resin) for deposition of a second layer of a material sacrificial (eg aluminum) sputtering to subsequently release the upper portion of the pivot zone;
  • a material sacrificial eg aluminum
  • Step 7 Realization of the upper part of the support
  • Step 8 Revelation of the photoresist
  • Step 9 Chemical etching of the lower and upper sacrificial material layers for release of the pivot zone actuating arm.
  • FIG. 1 a schematic perspective view of a device according to the invention
  • FIG. 2 is a diagrammatic sectional view of the device of FIG.
  • the invention relates to a Flying Object Mimicking the Insect (OVMI) made from technologies of microelectronics and microsystems.
  • This object is about the size of a flying insect and the technology used allows to consider all sizes of existing insects.
  • This object comprises a pair of wing 20 mounted pivot 12 on a central support 10 also called, thereafter, thorax. It also includes, optionally, a front part called head and a rear part called abdomen.
  • the object according to the invention comprises at least one wing 20 comprising a leading edge groove 21, a trailing edge 22 (edge of the wing opposite the leading edge), and a wing 25, possibly stiffened by secondary grooves 23.
  • the leading edge groove 21 has an end extended by an actuating arm 30.
  • This object comprises one (of) 30-40 actuator (s), preferably ventral (aux), placed (s) in the thorax part, and possibly an actuating system to make dissymmetrical flapping wings.
  • the main actuator is arranged to control the flapping of the wing or each wing in a determined direction of vibration.
  • One of the peculiarities of the device is that the torsion of the wing that induces the lift is passively due to a geometry of the wing, the characteristics of the materials used, and the appropriate distribution of the mass on the wing.
  • the leading edge groove 21 of the wing 20 moves, the wing 25, and in particular the trailing edge 22, beats the air out of phase with the leading edge 21.
  • the actuating arm of the wing or each wing is mounted in free pivot 12 on the support 10 so that the arm can vibrate on the support and beat the wing.
  • the free pivot assembly according to the invention does not include any articulation or hinge.
  • the actuating arm is supported in an opening 10a of the support 10. In other words, when the actuating arm is vibrated by the main actuator, the pivot point allows a lever phenomenon which involves a flap of the wing . Nevertheless, the actuating arm is not fixed on the support, but blocked against it, possibly with a slight deflection, in the opening 10a, by the edges of said opening 10a.
  • a microsystem can be used to achieve the stabilization of the attitude in connection with a triaxial accelerometer type sensor and a microcontroller.
  • the OVMI is supplemented by an energy source and / or a system for energy transfer or energy recovery. It may also include sensors, control software and a man / machine communication system. This concept of creating a flapping movement that circulates a fluid, here air, can also be used to set other fluids in motion for application, for example, in the field of microfluidics.
  • the invention makes it possible to obtain an object the size of a flying insect by the use of microsystems technologies
  • the invention makes it possible to obtain a flying object with flapping wings whose wing shape may be close to that of insects.
  • the invention makes it possible to understand the flight beaten in a low Reynolds situation.
  • the invention makes it possible to understand the aerodynamic effects related to such a structure.
  • the invention provides possible technical solutions for actuation.
  • the invention makes it possible to use a flexible structure with a minimum of instantaneous energy to create efforts.
  • the invention proposes a regulator of the plate from a microsystem and microfluidic technology, such as a triaxial axakiro literature.
  • the invention makes it possible to obtain a flying object with flying wings, capable of flying in a hover.
  • Hovering is the result of a combination of wing flexion movement, passive (non-actuated) wing twisting, and the presence of a trim control system derived from microsystem technology.
  • This set provides a kinematic similar to the theft of the insect.
  • the invention proposes a simple technology for implementing the thorax wing structure.
  • the invention uses lightweight materials to minimize the mass of OVMI.
  • the invention can be manufactured in large series.
  • the invention provides a discrete means of surveillance in the broad sense of the term for a wide range of applications.
  • the principle of the invention can be applied to a fluid other than air, without the need to lift an object.
  • the principle of the invention can be used to obtain the displacement of an object in a liquid (mini-pipes).
  • the principle of the invention can be used to achieve the circulation of a fluid.
  • the device for moving a fluid is a drone the size of a flying insect with a propulsion system copied to that of the insect that is to say by flapping of wing.
  • the system reproduces the kinematics of the flapping movement of the insect wing without the use of complex transmission mechanisms.
  • the MEMS technologies used make it possible to make an object much smaller than anything that currently exists in this field without having to use mechanical assembly technologies.
  • the MEMS technique allows a relatively one-piece realization of the basic component comprising the general structure, the main actuator (s) and possibly other components.
  • the OVMI comprises: a support (or thorax) where the main actuator is located and a pair of wings (which may be of a shape that approximates that of the insect's wings).
  • the OVMI may also include an abdomen where part of the control electronics may be located. MEMS technologies make it possible to consider reproducing fairly accurately the shape of the ribs and wing wings.
  • the electromagnetic actuation system (magnet / coil, coil / coil) initially selected is adjustable and can be optimized depending on changes in size and / or design of the prototypes.
  • the magnet can be replaced by magnetic particles placed directly in the polymer connecting the wings.
  • the actuation may be produced by an electroactive material (such as a polymer) capable of providing actuation with large displacements necessary to vibrate the wings.
  • electroactive material such as a polymer
  • Other actuation systems may be envisaged always with the essential purpose of having the greatest efficiency in the wing flap with the least energy consumed.
  • the main actuator has the sole role of flapping the wings, that is to say without torsion of the wing. This, necessary to obtain the lift, is obtained passively. This twist is obtained on the one hand because of the properties of the materials used and on the other hand by a Proper positioning of the center of gravity of the wing. Therefore, there is no actuator intended to cause the torsion of the wing which allows a saving on the number of elements to be controlled, the size of the microcontroller, the complexity of the control laws and consequence limits the energy consumption.
  • the wing beats at a resonant frequency.
  • the actuator makes sure to place the wing at its resonant frequency to optimize the flexion and torsion amplitudes of the wing
  • the material must withstand this situation which is the case for the SU-8 resin used preferentially in the manufacture of wings of the OVMI.
  • the main components of the SU-8 resin are a Novolak bisphenol A epoxy oligomer (EPON® SU-8 resin, Shell Chemical) and up to 10% by weight of triarylsulfonium hexafluroantimonate salt (CYRACURE® UV, Union Carbide) as the initiator photo acid.
  • the actuator In order to limit the transmission zones, the actuator is placed on a central beam that connects the leading edges of the two wings. The whole is made of a single block. This beam passes right through the chest in two zones which are called pivot zones. These pivot zones must not limit the movement of the wing and transmit the maximum energy supplied by the actuator to the wings.
  • the self-resonant system makes little noise; there is no mechanical shock generated by the mechanism of movement or a mechanical stop system.
  • the energy gain of the proposed resonant system stems from the absence of a motion transmission mechanism and also from the fact that it is not necessary to provide at every moment the energy necessary to set the wings in motion.
  • the OVMI apart from industrial applications, is also an interesting tool to understand the aerodynamic problems in a low Reynolds operation of a winged wing system, and more generally it allows to better understand the physics of flying wing systems. (forces applying to the wings, optimization of the lift, vortex around the wings, part of the influence of the aerodynamic effects on the flying beaten .7)
  • a particularity of this invention is to use a photosensitive resin (SU -8) to make most of the structure.
  • An advantage is the transparency of the product which makes the object globally transparent and therefore hardly detectable to the eye.
  • This resin is particularly suitable for the manufacture of wings because of its Young's modulus (about 4.6 Giga Pascals) and the value of its Poisson's ratio (about 0.22), close to those that could be measured on insect wings.
  • This resin is compatible with various microelectronics and microsystems processes and is usually used to make structures with a great aspect ratio. This resin makes it easy to obtain objects with variable thicknesses ranging from 0.1 ⁇ m to 1 mm. In the same manufacturing process, parts of the object may have different thicknesses.
  • the resin SU-8 is photosensitive, it is enough to insoler it, with a suitable radiation, locally to modify its properties and during the revelation all the non-insolated resin is dissolved.
  • a particularity of this invention in the sense of decreasing the technological steps, is that during the manufacturing process several insolation steps are performed but it is limited to a single revelation step.
  • a special feature of the technique is that manufacturing is collective for a large part of the proposed system. So in the same manufacturing step can be performed simultaneously identical or different OVMI.
  • the fabrication begins by sputtering a sacrificial coating comprising an aluminum layer (preferably 200 nm) on a silicon substrate. Then a layer of SU-8 resin is deposited to make the lower part of the support.
  • a layer of SU-8 resin of desired thickness is deposited (SU-8 2010, from MICROCHEM, 4000rpm / 2000rpm.s " V30s for a layer of 10 ⁇ m thick) to make the wings of the wing.
  • gentle cooking in the oven at 95 ° C. is carried out for about 4 minutes, then irradiation is carried out at a dose of 150mJ.cm "2 with a mask representing the wing, followed by a PEB aftercooking exposure (95 ° C for 4min).
  • the substrate is baked in the mild oven for about 9 minutes at 95 ° C to remove the solvent. Exposure is usually performed by irradiation with masks with a UV lamp at wavelengths above 350nm. The exposure dose required for a thickness of 30 ⁇ m is about 280mJ.cm -2 .
  • a post-bake exposure (PEB) at 95 ° C is made to increase the degree of crosslinking in the irradiated areas and to stabilize these irradiated areas against the action of the solvents during the subsequent development stage.
  • the development is carried out by immersing the whole in propylene glycol methyl ether acetate at room temperature, followed by a rinsing step for about ten seconds in isopropyl alcohol.
  • the invention therefore also relates to a method for producing a device for moving a previous fluid, comprising the following steps: • Step 1: Deposition of an aluminum layer on a silicon substrate to serve means for aligning photolithography masks and, optionally, for subsequently releasing the device:
  • Step 2 First layer of SU-8 to make a lower part of the support:
  • Step 3 Masking for the deposition of a sacrificial layer of aluminum located in the pivot zone where the actuating arm must subsequently pass to the junction with the wings, and to protect the non-insolated resin;
  • Step 4 Making the sail in SU-8:
  • Step 5 Realization of the actuating arm and leading edge rib of SU-8 wings:
  • Step 6 Masking the second layer of SU-8 for depositing a second aluminum sacrificial layer by spraying cathode to subsequently release the upper portion of the pivot zone;
  • Step 8 Revelation of the SU-8 in the specific developer of the SU-8 by eliminating the non-insolated SU-8; • Step 9: Chemical etching of the lower and upper aluminum sacrificial layers for release of the pivot zone actuator arm.
  • the arm can pivotally vibrate on the support.
  • the material used and the design of the system make it possible to have a weak system.
  • the low damping of the material used makes it possible to have large angular deflections of the wings with very little energy dissipation.
  • Finite element modeling can simulate a relatively complex wing.
  • Finite element modeling can be done on the electromagnetic actuator to optimize its weight and efficiency vis-à-vis the OVMI structure.
  • the resonant frequencies will depend on the geometry of the wings and the material of which they are made. Thanks to the invention, it is possible to obtain all the wing flapping frequencies of insects (from 10 Hz to 1300 Hz) by modifying adequately the geometry of the wing (ribs, wing) and in particular its shape. length.
  • the vibrating wing makes it possible to obtain a phase shift between the actuator and the movement of the trailing edge; the inertia of the wing induced, especially in the vicinity of the resonance, a maximum torsion in the median position of the rising or falling beat. This results in a lift effort.
  • the inertia of the ribs of the wing and the flexibility of the diaphragm makes it possible to have a resultant stress at ⁇ 40 ° with respect to the beat plane.
  • the main actuator (at the central bar) is preferably of the electromagnetic type or based on electroactive polymers. However, it is possible to envisage other actuator solutions. The choice is conditioned by low energy consumption for high efficiency in operation and it may be important to minimize the weight of the actuator.
  • the electromagnetic system may comprise a coil facing a magnet or a coil facing another coil.
  • An alternating current, passing through the coil, produces a magnetic field which alternately will attract and repel the magnet or the coil (traversed by a current out of phase). This actuation is perpendicular to the central beam, that is to say in the direction of the arrow Fl.
  • the weight reduction is envisaged with the replacement of the magnet by magnetic particles directly placed in the SU-8 polymer and by the replacement of the conventional coil by micro-machined windings.
  • the actuation by electroactive polymeric materials allows displacements in the plane by compression and expansion actions causing the curvature of the beam and therefore the wing flap.
  • the energy cost of these materials may be low.
  • the actuator is not required to cause a large deflection in the central zone if it vibrates at a speed that allows the wing to vibrate at its own resonant frequency.
  • the flapping of both wings is simultaneously caused by the central actuator.
  • the wings are positioned as symmetrically as possible vis-à-vis the actuator. This is quite feasible with microsystems technologies.
  • the wings then beat at the same frequency and with the same amplitude.
  • the pivot zones clamp the actuating arm in a controlled manner. This arrangement makes it possible to modify the torsion, the amplitude or the movement of one wing relative to the other without substantially modifying its vibration frequency.
  • the effect of the secondary actuator may be to change the average angular position of one wing relative to the other, to decenter the point of application of the forces in the inner part connecting the two wings. In this way the OVMI makes turns.
  • the order is punctual, so it is not greedy energy.
  • Another solution is also to have two main actuators, integrated in the thorax part, to control this asymmetry.
  • the wings are independent, that is to say they are not connected to each other by a single actuating arm, but they each have an actuating arm. It can be two electromagnetic actuations.
  • the regulation of the OVMI plate can be done by a very original microsystem.
  • a calibrated microgout in order to minimize the weight on board, moves on the upper chest of the OVMI in different directions in order to counterbalance a right or left turn or a descent or a climb.
  • the drop moves thanks to electrostatic effects (EWOD: electrowetting on dielectric). Any liquid sensitive to electrostatic effects can be used. By way of example, mention may be made of water.
  • EWOD electrowetting on dielectric
  • Any liquid sensitive to electrostatic effects can be used. By way of example, mention may be made of water.
  • This method applied to mechanical movements makes it possible to reach reaction times of less than 1 ms, which is compatible with the control of an OVMI. It is preferably associated with a triaxial accelerometer type displacement sensor.
  • the swing wing system allows great maneuverability and is robust to atmospheric disturbances.
  • Several sources of energy are conceivable, such as a micro-fuel cell, energy transmission (microwaves, etc.), energy recovery (solar, vibration, etc.), biological energies, etc.
  • the OVMI is a micro-robot or micro-drone that can be intended for surveillance in the broadest sense of the term in very different areas.
  • the OVMI can be used during armed combat, the fight against terrorism, during police intervention to make a preventive detection of the position of enemies.
  • OVMI can be considered to serve also intelligence because of major assets that are the very small size, a silent system, the possibility of hovering, agility ....
  • OVMI can be used in civilian applications such as missing persons search and rescue operations.
  • the OVMI can be used for transporting and depositing payloads (camera, microphone ”).
  • the OVMI can be used for the surveillance of works of art (bridges, buildings %)
  • OVMI can be used for environmental monitoring (forest, away from pests for some crops
  • the OVMI can also propel itself into a fluid other than air, like a liquid, and thus make observation in pipes filled with gas or liquid.
  • the OVMI can also be used for attack activities (transport of payloads, explosives, chemicals ).
  • OVMI can be used as a toy.
  • the beat structure that generates lift is also a fluid propulsion system. It may therefore be envisaged that the generated beat shape may set in motion fluids other than air in the field of microfluidics for example.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a method for moving a fluid that is simple, small, economical in terms of energy, silent, and flexible. To this end, the invention relates to a device for moving a fluid that comprises a substrate (10) and at least one wing (20) with an airfoil (25) and a leading edge notch (21) having one end extending in the form of an actuation arm (30) pivotally mounted (12) on the substrate (10), wherein the device further includes at least one main actuator (40) arranged so as to control the wing flutter in a predetermined direction (F1).

Description

DISPOSITIF DE MISE EN MOUVEMENT D'UN FLUIDE ET PROCEDE DE DEVICE FOR MOVING A FLUID AND METHOD OF
FABRICATION.MANUFACTURING.
L'invention se rapporte à un dispositif de mise en mouvement d'un fluide et à un procédé de fabrication. Plus particulièrement, le dispositif de mise en mouvement d'un fluide est un objet volant mettant en mouvement le gaz dans lequel vole l'objet.The invention relates to a device for moving a fluid and to a manufacturing method. More particularly, the device for moving a fluid is a flying object setting in motion the gas in which the object is flying.
La présente invention vise à proposer un dispositif de mise en mouvement d'un fluide, simple, petit, peu gourmant en énergie, silencieux et agile.The present invention aims to provide a device for moving a fluid, simple, small, energy-saving, quiet and agile.
A cette fin, l'invention a pour objet un dispositif de mise en mouvement d'un fluide comprenant un support et au moins une aile comprenant une voilure et une rainure de bord d'attaque dont une extrémité est prolongée par un bras d'actionnement monté en pivot sur le support, le dispositif comprenant, en outre, au moins un actionneur principal agencé pour commander le battement de l'aile selon une direction déterminée. Selon d'autres modes de réalisation :To this end, the subject of the invention is a device for moving a fluid comprising a support and at least one wing comprising a wing and a leading edge groove, one end of which is extended by an actuating arm. pivotally mounted on the support, the device further comprising at least one main actuator arranged to control the flapping of the wing in a determined direction. According to other embodiments:
• le dispositif peut comprendre deux ailes reliées entre elles par un bras d'actionnement dans le prolongement de la rainure de bord d'attaque de chaque aile, le bras d'actionnement étant monté sur le support selon deux points de pivots distants de sorte que les ailes sont disposées de manière symétrique par rapport audit au moins un actionneur principal ;The device may comprise two wings interconnected by an actuating arm in the extension of the leading edge groove of each wing, the actuating arm being mounted on the support at two pivot points distant so that the wings are arranged symmetrically with respect to said at least one main actuator;
• ledit au moins un actionneur peut commander le battement de l' aile/des ailes selon une fréquence de résonance de l' aile/des ailes ;• said at least one actuator can control the flap of the wing / wings at a resonant frequency of the wing / wings;
• le bras d'actionnement et l'aile/les ailes peuvent comprendre de la résine photosensible SU-8 ; • P actionneur principal peut comprendre une bobine électromagnétique alimentée avec un courant alternatif et disposée en regard d'un aimant ou d'une bobine agencé(e) sur le bras d'actionnement ;The actuating arm and the wing / wings may comprise SU-8 photoresist; The main actuator may comprise an electromagnetic coil fed with an alternating current and disposed opposite a magnet or a coil arranged on the actuating arm;
• le bras d'actionnement peut comprendre des particules magnétiques, et P actionneur principal comprend une bobine électromagnétique alimentée avec un courant alternatif et disposée en regard du bras d'actionnement ; • le dispositif peut comprendre, en outre, au moins un actionneur secondaire placé au(x) pivot(s) du bras d'actionnement de manière à serrer de manière contrôlée le bras d'actionnement en utilisation ;The actuating arm may comprise magnetic particles, and the main actuator comprises an electromagnetic coil fed with an alternating current and arranged facing the actuating arm; The device may further comprise at least one secondary actuator placed at the pivot (s) of the actuating arm so as to clamp in a controlled manner the actuating arm in use;
• le dispositif peut comprendre, en outre, un système de modification du centre de gravité du dispositif ;The device may further comprise a system for modifying the center of gravity of the device;
• le système de modification du centre de gravité du dispositif peut comprendre un capteur de déplacement apte à commander des moyens de génération d'effets électrostatiques et une goutte d'un liquide sensible aux effets électrostatiques ; et « le capteur de déplacement peut être du type accéléromètre triaxial.The system for modifying the center of gravity of the device may comprise a displacement sensor able to control means for generating electrostatic effects and a drop of a liquid sensitive to electrostatic effects; and "the displacement sensor may be of the triaxial accelerometer type.
L'invention se rapporte également à un procédé de réalisation d'un dispositif de mise en mouvement d'un fluide précédent, comprenant les étapes suivantes :The invention also relates to a method for producing a device for moving a previous fluid, comprising the following steps:
• Étape 1 : Dépôt d'une couche d'un matériau sacrificiel (par exemple de l'aluminium) sur un substrat de silicium pour servir de moyen d'alignement de masques de photolithographie et, optionnellement, pour libérer par la suite le dispositif ;Step 1: Deposition of a layer of a sacrificial material (eg aluminum) on a silicon substrate to serve as a means of aligning photolithography masks and, optionally, to subsequently release the device;
• Étape 2: Dépôt d'une première couche de résine photosensible (de préférence de la résine SU-8) pour réaliser une partie inférieure du support ;Step 2: Deposition of a first layer of photoresist (preferably resin SU-8) to make a lower part of the support;
• Étape 3: Masquage pour le dépôt d'une couche d'un matériau sacrificiel (par exemple de l'aluminium) localisée dans la zone pivot où le bras d'actionnement doit par la suite passer à la jonction avec les ailes, et pour protéger la résine non insolée ; • Étape 4: Réalisation de la voilure en résine photosensible (par exemple de la résine SU-8) ;• Step 3: Masking for the deposition of a layer of a sacrificial material (for example aluminum) located in the pivot zone where the actuating arm must subsequently pass to the junction with the wings, and for protect the non-insolated resin; Step 4: Production of the photosensitive resin wing (for example SU-8 resin);
• Étape 5: Réalisation du bras d'actionnement et de la nervure de bord d'attaque des ailes en résine photosensible (par exemple de la résine SU-8) ; • Étape 6: Masquage de la résine photosensible (par exemple de la résine SU-8) pour un dépôt d'une deuxième couche d'un matériau sacrificiel (par exemple de l'aluminium) par pulvérisation cathodique pour libérer par la suite la partie supérieure de la zone pivot ;Step 5: Realization of the actuating arm and the leading edge rib of the photosensitive resin wings (for example SU-8 resin); Step 6: Masking of the photoresist (for example SU-8 resin) for deposition of a second layer of a material sacrificial (eg aluminum) sputtering to subsequently release the upper portion of the pivot zone;
• Étape 7: Réalisation de la partie supérieure du support ;• Step 7: Realization of the upper part of the support;
• Étape 8: Révélation de la résine photosensible ; • Étape 9: Gravure chimique des couches de matériau sacrificiel inférieure et supérieure pour la libération du bras d'actionnement de la zone pivot.• Step 8: Revelation of the photoresist; • Step 9: Chemical etching of the lower and upper sacrificial material layers for release of the pivot zone actuating arm.
D'autres caractéristiques de l'invention seront énoncées dans la description détaillée ci-après faite en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement : la figure 1, une vue schématique en perspective d'un dispositif selon l'invention ; et la figure 2, une vue schématique en coupe du dispositif de la figure 1.Other characteristics of the invention will be set forth in the following detailed description with reference to the appended figures which represent, respectively: FIG. 1, a schematic perspective view of a device according to the invention; and FIG. 2 is a diagrammatic sectional view of the device of FIG.
L'invention concerne un Objet Volant Mimant l'Insecte (OVMI) réalisé à partir de technologies de la microélectronique et des microsystèmes. Cet objet est de la taille d'un insecte volant et la technologie utilisée permet d'envisager toutes les tailles des insectes existants. Cet objet comporte une paire d'aile 20 montée en pivot 12 sur un support central 10 dénommée également, par la suite, thorax. Il comprend également, de manière optionnelle, une partie à l'avant dénommée tête et une partie à l'arrière dénommée abdomen.The invention relates to a Flying Object Mimicking the Insect (OVMI) made from technologies of microelectronics and microsystems. This object is about the size of a flying insect and the technology used allows to consider all sizes of existing insects. This object comprises a pair of wing 20 mounted pivot 12 on a central support 10 also called, thereafter, thorax. It also includes, optionally, a front part called head and a rear part called abdomen.
Plus précisément, l'objet selon l'invention comprend au moins une aile 20 comprenant une rainure de bord d'attaque 21, un bord de fuite 22 (bord de la voilure opposée au bord d'attaque), et une voilure 25, éventuellement rigidifiée par des rainure secondaires 23. La rainure de bord d'attaque 21 présente une extrémité prolongée par un bras d'actionnement 30.More specifically, the object according to the invention comprises at least one wing 20 comprising a leading edge groove 21, a trailing edge 22 (edge of the wing opposite the leading edge), and a wing 25, possibly stiffened by secondary grooves 23. The leading edge groove 21 has an end extended by an actuating arm 30.
Cet objet comporte un (des) actionneur(s) 30-40, de préférence ventral(aux), placé(s) dans la partie thorax, et éventuellement un système d'actionnement pour rendre dissymétrique le battement des ailes.This object comprises one (of) 30-40 actuator (s), preferably ventral (aux), placed (s) in the thorax part, and possibly an actuating system to make dissymmetrical flapping wings.
L'actionneur principal est agencé pour commander le battement de l'aile ou de chaque aile selon une direction de vibration déterminée. Une des particularités du dispositif est que la torsion de l'aile qui induit la portance se fait de façon passive du fait d'une géométrie de l'aile, des caractéristiques des matériaux utilisés, et de la répartition appropriée de la masse sur l'aile. Ainsi, lorsque la rainure de bord d'attaque 21 de l'aile 20 se déplace, la voilure 25, et en particulier le bord de fuite 22, bat l'air de manière déphasée par rapport au bord d'attaque 21.The main actuator is arranged to control the flapping of the wing or each wing in a determined direction of vibration. One of the peculiarities of the device is that the torsion of the wing that induces the lift is passively due to a geometry of the wing, the characteristics of the materials used, and the appropriate distribution of the mass on the wing. Thus, when the leading edge groove 21 of the wing 20 moves, the wing 25, and in particular the trailing edge 22, beats the air out of phase with the leading edge 21.
Le bras d'actionnement de l'aile ou de chaque aile est monté en pivot libre 12 sur le support 10 de sorte que le bras peut vibrer sur le support et faire battre l'aile. Le montage en pivot libre selon l'invention ne comprend aucune articulation ni charnière. Le bras d'actionnement est en appui dans une ouverture 10a du support 10. Autrement dit, lorsque le bras d'actionnement est mis en vibration par Pactionneur principal, le point de pivot permet un phénomène de levier qui implique un battement de l'aile. Néanmoins, le bras d'actionnement n'est pas fixé sur le support, mais bloqué contre lui, éventuellement avec un léger débattement, dans l'ouverture 10a, par les rebords de ladite ouverture 10a.The actuating arm of the wing or each wing is mounted in free pivot 12 on the support 10 so that the arm can vibrate on the support and beat the wing. The free pivot assembly according to the invention does not include any articulation or hinge. The actuating arm is supported in an opening 10a of the support 10. In other words, when the actuating arm is vibrated by the main actuator, the pivot point allows a lever phenomenon which involves a flap of the wing . Nevertheless, the actuating arm is not fixed on the support, but blocked against it, possibly with a slight deflection, in the opening 10a, by the edges of said opening 10a.
Ce pivot libre permet de réaliser un objet volant de structure très simple, sans pièces mécaniques à engrainer, et pouvant être réalisé par des techniques de fabrication des MEMS. Un microsystème peut être utilisé pour réaliser la stabilisation de l'assiette en liaison avec un capteur de type accéléromètre triaxial et d'un microcontrôleur. L 'OVMI est complété par une source d'énergie et/ou un système de transfert d'énergie ou de récupération d'énergie. Il peut également comprendre des capteurs, un logiciel de commande et un système de communication homme/machine. Ce concept, consistant à créer un mouvement de battement qui permet de faire circuler un fluide, ici de l'air, peut aussi être utilisé pour mettre en mouvement d'autres fluides pour une application, par exemple, dans le domaine de la microfluidique.This free pivot makes it possible to achieve a flying object of very simple structure, without mechanical parts to engrainer, and can be realized by manufacturing techniques of the MEMS. A microsystem can be used to achieve the stabilization of the attitude in connection with a triaxial accelerometer type sensor and a microcontroller. The OVMI is supplemented by an energy source and / or a system for energy transfer or energy recovery. It may also include sensors, control software and a man / machine communication system. This concept of creating a flapping movement that circulates a fluid, here air, can also be used to set other fluids in motion for application, for example, in the field of microfluidics.
L'invention permet d'obtenir un objet de la taille d'un insecte volant par l'utilisation des technologies microsystèmes L'invention permet d'obtenir un objet volant à ailes battantes, dont la forme des ailes peut-être proche de celle des insectes.The invention makes it possible to obtain an object the size of a flying insect by the use of microsystems technologies The invention makes it possible to obtain a flying object with flapping wings whose wing shape may be close to that of insects.
L'invention permet de comprendre le vol battu dans une situation de bas Reynolds. L'invention permet de comprendre les effets aérodynamiques liés à une telle structure.The invention makes it possible to understand the flight beaten in a low Reynolds situation. The invention makes it possible to understand the aerodynamic effects related to such a structure.
L'invention donne des solutions techniques possibles pour l'actionnement.The invention provides possible technical solutions for actuation.
L'invention permet d'utiliser une structure souple avec un minimum d'énergie instantanée pour créer des efforts.The invention makes it possible to use a flexible structure with a minimum of instantaneous energy to create efforts.
L'invention propose un régulateur de l'assiette à partir d'une technologie microsystème et microfluidique, tel qu'un axéléromètre tri-axe.The invention proposes a regulator of the plate from a microsystem and microfluidic technology, such as a triaxial axéléromètre.
L'invention permet d'obtenir un objet volant à ailes battantes, capable de voler en vol stationnaire. Le vol stationnaire résulte de la combinaison du mouvement de flexion des ailes, de la torsion passive (sans actionnement) des ailes et de la présence d'un système de régulation de l'assiette obtenu à partir d'une technologie microsystème. Cet ensemble permet d'obtenir une cinématique similaire au vol de l'insecte.The invention makes it possible to obtain a flying object with flying wings, capable of flying in a hover. Hovering is the result of a combination of wing flexion movement, passive (non-actuated) wing twisting, and the presence of a trim control system derived from microsystem technology. This set provides a kinematic similar to the theft of the insect.
L'invention propose une technologie simple de mise en œuvre de la structure aile thorax.The invention proposes a simple technology for implementing the thorax wing structure.
L'invention utilise des matériaux légers pour minimiser la masse de l'OVMI.The invention uses lightweight materials to minimize the mass of OVMI.
L'invention peut être fabriquée en grande série.The invention can be manufactured in large series.
L'invention apporte un moyen discret de surveillance au sens large du terme pour un large domaine d'applications.The invention provides a discrete means of surveillance in the broad sense of the term for a wide range of applications.
Le principe de l'invention peut être appliqué aussi à un autre fluide que l'air, sans qu'il s'agisse de soulever un objet.The principle of the invention can be applied to a fluid other than air, without the need to lift an object.
Le principe de l'invention peut être utilisé pour obtenir le déplacement d'un objet dans un liquide (mini-canalisations). Le principe de l'invention peut être utilisé pour réaliser la circulation d'un fluide. Un premier mode de réalisation, le dispositif de mise en mouvement d'un fluide est un drone de la taille d'un insecte volant avec un système de propulsion copié sur celui de l'insecte c'est-à-dire par battement d'aile. Le système reproduit la cinématique du mouvement de battement de l'aile des insectes sans utiliser de mécanismes complexes de transmission. Les technologies MEMS utilisées permettent de réaliser un objet beaucoup plus petit que tout ce qui existe actuellement dans ce domaine sans avoir à utiliser des technologies d'assemblage de pièces mécaniques. La technique MEMS permet une réalisation relativement monobloc du composant de base comprenant la structure générale, le ou les principaux actionneurs et éventuellement d'autres composants.The principle of the invention can be used to obtain the displacement of an object in a liquid (mini-pipes). The principle of the invention can be used to achieve the circulation of a fluid. A first embodiment, the device for moving a fluid is a drone the size of a flying insect with a propulsion system copied to that of the insect that is to say by flapping of wing. The system reproduces the kinematics of the flapping movement of the insect wing without the use of complex transmission mechanisms. The MEMS technologies used make it possible to make an object much smaller than anything that currently exists in this field without having to use mechanical assembly technologies. The MEMS technique allows a relatively one-piece realization of the basic component comprising the general structure, the main actuator (s) and possibly other components.
Dans ce mode de réalisation, l'OVMI comprend: un support (ou thorax) où se trouve l'actionneur principal et une paire d'ailes (pouvant être de la forme qui se rapproche de celle des ailes des insectes). L'OVMI peut également comprendre un abdomen où une partie de l'électronique de commande pourra se trouver. Les technologies MEMS permettent d'envisager de reproduire assez fidèlement la forme des nervures et de la voilure des ailes.In this embodiment, the OVMI comprises: a support (or thorax) where the main actuator is located and a pair of wings (which may be of a shape that approximates that of the insect's wings). The OVMI may also include an abdomen where part of the control electronics may be located. MEMS technologies make it possible to consider reproducing fairly accurately the shape of the ribs and wing wings.
Le système d'actionnement électromagnétique (aimant/bobine, bobine/bobine) choisi dans un premier temps est ajustable et optimisable en fonction des modifications de taille et ou de design des prototypes. L'aimant pourra être remplacé par des particules magnétiques placées directement dans le polymère reliant les ailes.The electromagnetic actuation system (magnet / coil, coil / coil) initially selected is adjustable and can be optimized depending on changes in size and / or design of the prototypes. The magnet can be replaced by magnetic particles placed directly in the polymer connecting the wings.
L'actionnement pourra être produit par un matériau (comme un polymère) électroactif capable de fournir un actionnement avec de grands déplacements nécessaires pour mettre en vibrations les ailes. D'autres systèmes d'actionnement pourront être envisagés toujours avec pour but essentiel d'avoir la plus grande efficacité dans le battement d'aile avec le moins d'énergie consommée.The actuation may be produced by an electroactive material (such as a polymer) capable of providing actuation with large displacements necessary to vibrate the wings. Other actuation systems may be envisaged always with the essential purpose of having the greatest efficiency in the wing flap with the least energy consumed.
Une particularité du système proposé est que l'actionneur principal a pour seul rôle de faire battre les ailes, c'est-à-dire sans torsion de l'aile. Celle-ci, nécessaire à l'obtention de la portance, est obtenue de façon passive. Cette torsion est obtenue d'une part en raison des propriétés des matériaux utilisés et d'autre part par un positionnement adéquat du centre de gravité de l'aile. De ce fait il n'y a pas d'actionneur destiné à provoquer la torsion de l'aile ce qui permet une économie sur le nombre d'éléments à commander, sur la taille du microcontrôleur, sur la complexité des lois de commande et en conséquence limite la consommation d'énergie. De préférence, l'aile bat à une fréquence de résonance. L'actionneur fait en sorte de placer l'aile à sa fréquence de résonance afin d'optimiser les amplitudes de flexion et de torsion de l'aile Le matériau doit résister à cette situation ce qui est le cas pour la résine SU-8 utilisée préférentiellement dans la fabrication des ailes de l'OVMI. Les principaux éléments de la résine SU-8 sont un oligomère époxy bisphénol A Novolak (EPON ® SU-8 résine, Shell Chemical) et jusqu'à 10% en poids de sel triarylsulfonium hexafluroantimonate (CYRACURE ® UV, Union Carbide) comme photo initiateur acide.A particularity of the proposed system is that the main actuator has the sole role of flapping the wings, that is to say without torsion of the wing. This, necessary to obtain the lift, is obtained passively. This twist is obtained on the one hand because of the properties of the materials used and on the other hand by a Proper positioning of the center of gravity of the wing. Therefore, there is no actuator intended to cause the torsion of the wing which allows a saving on the number of elements to be controlled, the size of the microcontroller, the complexity of the control laws and consequence limits the energy consumption. Preferably, the wing beats at a resonant frequency. The actuator makes sure to place the wing at its resonant frequency to optimize the flexion and torsion amplitudes of the wing The material must withstand this situation which is the case for the SU-8 resin used preferentially in the manufacture of wings of the OVMI. The main components of the SU-8 resin are a Novolak bisphenol A epoxy oligomer (EPON® SU-8 resin, Shell Chemical) and up to 10% by weight of triarylsulfonium hexafluroantimonate salt (CYRACURE® UV, Union Carbide) as the initiator photo acid.
Afin de limiter les zones de transmission, l'actionneur est placé sur une poutre centrale qui relie les bords d'attaque des deux ailes. L'ensemble est fait d'un seul bloc. Cette poutre traverse de part en part le thorax en deux zones qui sont appelées zones pivots. Ces zones pivots ne doivent pas limiter le débattement de l'aile et transmettent le maximum d'énergie fournie par l'actionneur vers les ailes.In order to limit the transmission zones, the actuator is placed on a central beam that connects the leading edges of the two wings. The whole is made of a single block. This beam passes right through the chest in two zones which are called pivot zones. These pivot zones must not limit the movement of the wing and transmit the maximum energy supplied by the actuator to the wings.
Le système auto-résonant fait peu de bruit ; il n'y a pas d'à coup mécanique engendré par le mécanisme de mise en mouvement ou un système de butée mécanique. Le gain en énergie du système résonant proposé provient de l'absence de mécanisme de transmission du mouvement et aussi du fait qu'il n'est pas nécessaire de fournir à chaque instant l'énergie nécessaire à la mise en mouvement des ailes.The self-resonant system makes little noise; there is no mechanical shock generated by the mechanism of movement or a mechanical stop system. The energy gain of the proposed resonant system stems from the absence of a motion transmission mechanism and also from the fact that it is not necessary to provide at every moment the energy necessary to set the wings in motion.
L'OVMI, en dehors des applications industrielles, est aussi un outil intéressant pour comprendre les problèmes aérodynamiques dans un fonctionnement à bas Reynolds d'un système à ailes battantes, et plus généralement cela permet de mieux comprendre la physique des systèmes volants à ailes battantes (forces s'appliquant sur les ailes, optimisation de la portance, vortex autour des ailes, part de l'influence des effets aérodynamiques sur le vol battu....) Une particularité de cette invention est d'utiliser une résine photosensible (SU-8) pour fabriquer la plus grande partie de la structure. Un avantage est la transparence du produit qui rend l'objet globalement transparent et donc difficilement détectable à l'œil. Cette résine est particulièrement adaptée pour la fabrication des ailes en raison de son module d'Young (environ 4,6 Giga Pascals) et de la valeur de son coefficient de Poisson (environ 0,22), proches de ceux qui ont pu être mesurées sur des ailes d'insectes. Cette résine est compatible avec différents procédés de la microélectronique et des microsystèmes et est habituellement utilisée pour réaliser des structures avec un grand rapport d'aspect. Cette résine permet d'obtenir facilement des objets avec des épaisseurs variables allant de 0.1 μm à 1 mm. Dans un même procédé de fabrication, des parties de l'objet peuvent avoir des épaisseurs différentes.The OVMI, apart from industrial applications, is also an interesting tool to understand the aerodynamic problems in a low Reynolds operation of a winged wing system, and more generally it allows to better understand the physics of flying wing systems. (forces applying to the wings, optimization of the lift, vortex around the wings, part of the influence of the aerodynamic effects on the flying beaten ....) A particularity of this invention is to use a photosensitive resin (SU -8) to make most of the structure. An advantage is the transparency of the product which makes the object globally transparent and therefore hardly detectable to the eye. This resin is particularly suitable for the manufacture of wings because of its Young's modulus (about 4.6 Giga Pascals) and the value of its Poisson's ratio (about 0.22), close to those that could be measured on insect wings. This resin is compatible with various microelectronics and microsystems processes and is usually used to make structures with a great aspect ratio. This resin makes it easy to obtain objects with variable thicknesses ranging from 0.1 μm to 1 mm. In the same manufacturing process, parts of the object may have different thicknesses.
Un autre avantage de la technologie utilisée est que la résine SU- 8 est photosensible, il suffit de l'insoler, avec un rayonnement adéquat, localement pour modifier ses propriétés et lors de la révélation toute la résine non insolée est dissoute. Une particularité de cette invention, allant dans le sens de diminuer les étapes technologiques, est que lors du procédé de fabrication plusieurs étapes d'insolation sont effectuées mais l'on se limite à une seule étape de révélation.Another advantage of the technology used is that the resin SU-8 is photosensitive, it is enough to insoler it, with a suitable radiation, locally to modify its properties and during the revelation all the non-insolated resin is dissolved. A particularity of this invention, in the sense of decreasing the technological steps, is that during the manufacturing process several insolation steps are performed but it is limited to a single revelation step.
Une particularité de la technique est aussi que la fabrication est collective pour une grande partie du système proposé. Donc dans une même étape de fabrication peuvent être réalisés simultanément des OVMI identiques ou différents. Sont présentées, ci-dessous, les grandes lignes de fabrication de la structure de base et des ailes:A special feature of the technique is that manufacturing is collective for a large part of the proposed system. So in the same manufacturing step can be performed simultaneously identical or different OVMI. The following are the main lines of manufacture of the basic structure and wings:
La fabrication commence par déposer par pulvérisation un revêtement sacrificiel comprenant une couche d'aluminium (de préférence 200nm) sur un substrat de silicium. Puis une couche de résine SU-8 est déposée pour réaliser la partie inférieure du support.The fabrication begins by sputtering a sacrificial coating comprising an aluminum layer (preferably 200 nm) on a silicon substrate. Then a layer of SU-8 resin is deposited to make the lower part of the support.
Puis une couche de résine SU-8 d'épaisseur désirée est déposée (SU- 8 2010, à partir de MICROCHEM, 4000rρm/2000rpm.s"V30s pour une couche de lOμm d'épaisseur) pour réaliser la voilure de l'aile. Une cuisson douce au four à 950C est effectuée pendant environ 4 min. Puis, une irradiation est effectuée à une dose de 150mJ.cm"2 avec un masque représentant la voilure, suivie d'une exposition postcuisson PEB (95°C pour 4min).Then a layer of SU-8 resin of desired thickness is deposited (SU-8 2010, from MICROCHEM, 4000rpm / 2000rpm.s " V30s for a layer of 10 μm thick) to make the wings of the wing. Gentle cooking in the oven at 95 ° C. is carried out for about 4 minutes, then irradiation is carried out at a dose of 150mJ.cm "2 with a mask representing the wing, followed by a PEB aftercooking exposure (95 ° C for 4min).
Puis une couche de résine SU-8 est déposée en une seule étape (SU-Then a layer of SU-8 resin is deposited in a single step (SU-
8 2035, de MICROCHEM, 4000rpm/2000rpm.s-l/30s) pour obtenir une couche de préférence de 30μm. Un bon mouillage du substrat par la résine SU-8 est important pour obtenir une couche homogène et stable. Après le processus de revêtement, le substrat est cuit au four doux pendant environ 9 minutes à 95°C, afin d'éliminer le solvant. L'exposition est généralement effectuée par irradiation avec masques avec une lampe UV à des longueurs d'onde au-dessus de 350nm. La dose d'exposition requise pour une épaisseur de 30μm est d'environ 280mJ.cm"2.8 2035, from MICROCHEM, 4000rpm / 2000rpm.sl / 30s) to obtain a layer preferably of 30 .mu.m. A good wetting of the substrate by the SU-8 resin is important to obtain a homogeneous and stable layer. After the coating process, the substrate is baked in the mild oven for about 9 minutes at 95 ° C to remove the solvent. Exposure is usually performed by irradiation with masks with a UV lamp at wavelengths above 350nm. The exposure dose required for a thickness of 30μm is about 280mJ.cm -2 .
Après irradiation, une exposition post-cuisson (PEB) à 95 °C est faite pour augmenter le degré de réticulation dans les zones irradiées et pour stabiliser ces zones irradiées contre l'action des solvants au cours de l'étape ultérieure de développement. Le développement est effectué en plongeant l'ensemble dans le propylène glycol méthyl éther acétate à température ambiante, suivie d'une étape de rinçage pendant environ dix secondes dans l'alcool isopropylique.After irradiation, a post-bake exposure (PEB) at 95 ° C is made to increase the degree of crosslinking in the irradiated areas and to stabilize these irradiated areas against the action of the solvents during the subsequent development stage. The development is carried out by immersing the whole in propylene glycol methyl ether acetate at room temperature, followed by a rinsing step for about ten seconds in isopropyl alcohol.
Il ne reste plus alors, sur le substrat, que des structures de résine SU- 8 avec la géométrie souhaitée. Afin de libérer le ou les bras d'actionnement du support, on dissout la couche sacrificielle de l'aluminium, dans le MF319.There then remains on the substrate only SU-8 resin structures with the desired geometry. In order to release the actuating arm (s) of the support, the sacrificial layer of aluminum is dissolved in the MF319.
L'invention se rapporte donc également à un procédé de réalisation d'un dispositif de mise en mouvement d'un fluide précédent, comprenant les étapes suivantes : • Étape 1 : Dépôt d'une couche d'aluminium sur un substrat de silicium pour servir de moyen d'alignement de masques de photolithographie et, optionnellement, pour libérer par la suite le dispositif :The invention therefore also relates to a method for producing a device for moving a previous fluid, comprising the following steps: • Step 1: Deposition of an aluminum layer on a silicon substrate to serve means for aligning photolithography masks and, optionally, for subsequently releasing the device:
- Pulvérisation d'aluminium sur un support de silicium, - Masquage de l'aluminium par de la résine photosensible, - Insolation de la résine photosensible à travers un masque de photolithographie optique représentant les motifs d'alignement,- Spraying of aluminum on a silicon support, - Masking of aluminum with photosensitive resin, Insolation of the photosensitive resin through an optical photolithography mask representing the alignment patterns,
- Révélation de la résine puis gravure chimique de l'aluminium par une base,- Revelation of the resin then chemical etching of aluminum by a base,
- Retrait total de la résine dans un solvant,- total removal of the resin in a solvent,
• Étape 2: Première couche de SU-8 pour réaliser une partie inférieure du support :• Step 2: First layer of SU-8 to make a lower part of the support:
- Dépôt d'une première couche de 30μm d'épaisseur de résine SU-8,- Deposition of a first layer of 30μm thick resin SU-8,
- Insolation de la SU-8 à travers un masque de photolithographie optique représentant la forme inférieure du support- Insolation of the SU-8 through an optical photolithography mask representing the lower form of the support
• Étape 3: Masquage pour le dépôt d'une couche sacrificielle d'aluminium localisée dans la zone pivot où le bras d'actionnement doit par la suite passer à la jonction avec les ailes, et pour protéger la résine non insolée ;• Step 3: Masking for the deposition of a sacrificial layer of aluminum located in the pivot zone where the actuating arm must subsequently pass to the junction with the wings, and to protect the non-insolated resin;
• Étape 4: Réalisation de la voilure en SU-8 :• Step 4: Making the sail in SU-8:
- Deuxième dépôt d'une couche de résine SU-8 selon une fine épaisseur,Second deposit of a layer of resin SU-8 in a thin thickness,
- Insolation de la SU-8 à travers un masque de photolithographie optique représentant la voilure des ailes- Insolation of the SU-8 through an optical photolithography mask representing wing wings
• Étape 5: Réalisation du bras d'actionnement et de la nervure de bord d'attaque des ailes en SU-8 :• Step 5: Realization of the actuating arm and leading edge rib of SU-8 wings:
- Troisième dépôt d'une couche de résine SU-8,- Third deposit of a layer of SU-8 resin,
- Insolation de la SU-8 à travers un masque de photolithographie optique représentant le bras d'actionnement et la nervure de bord d'attaque des ailes. • Étape 6: Masquage de la deuxième couche de SU-8 pour un dépôt d'une deuxième couche sacrificielle d'aluminium par pulvérisation cathodique pour libérer par la suite la partie supérieure de la zone pivot ;- Insolation of the SU-8 through an optical photolithography mask representing the actuating arm and the leading edge rib of the wings. • Step 6: Masking the second layer of SU-8 for depositing a second aluminum sacrificial layer by spraying cathode to subsequently release the upper portion of the pivot zone;
• Étape 7: Réalisation de la partie supérieure du support :• Step 7: Realization of the upper part of the support:
- Quatrième dépôt d'une couche de résine SU-8, - Insolation de la SU-8 à travers un masque de photolithographie optique représentant la forme supérieure du support,- Fourth deposit of a layer of SU-8 resin, - Insolation of the SU-8 through an optical photolithography mask representing the upper form of the support,
• Étape 8: Révélation de la SU-8 dans le développeur spécifique de la SU-8 en éliminant la SU-8 non-insolée ; • Étape 9: Gravure chimique des couches sacrificielles d'aluminium inférieure et supérieure pour la libération du bras d'actionnement de la zone pivot.• Step 8: Revelation of the SU-8 in the specific developer of the SU-8 by eliminating the non-insolated SU-8; • Step 9: Chemical etching of the lower and upper aluminum sacrificial layers for release of the pivot zone actuator arm.
Ainsi, en libérant la surface supérieure et la surface inférieure du bras d'actionnement 30 du support 10 au niveau des pivots 12, le bras peut vibrer en pivot sur le support.Thus, by releasing the upper surface and the lower surface of the actuating arm 30 of the support 10 at the pivots 12, the arm can pivotally vibrate on the support.
Le matériau utilisé et la conception du système permettent d'avoir un système peu fragile. Le faible amortissement du matériau utilisé permet d'avoir de grands débattements angulaires des ailes avec une très faible dissipation d'énergie.The material used and the design of the system make it possible to have a weak system. The low damping of the material used makes it possible to have large angular deflections of the wings with very little energy dissipation.
Une modélisation par éléments finis peut permettre de simuler une aile relativement complexe.Finite element modeling can simulate a relatively complex wing.
Une modélisation par éléments finis peut être faite sur l'actionneur électromagnétique afin d'optimiser son poids et son efficacité vis-à-vis de la structure OVMI.Finite element modeling can be done on the electromagnetic actuator to optimize its weight and efficiency vis-à-vis the OVMI structure.
Les fréquences de résonance vont dépendre de la géométrie des ailes et du matériau dont elles sont constituées. Grâce à l'invention, il est possible d'obtenir l'ensemble des fréquences de battement d'ailes des insectes (de 10Hz à 1300Hz) en modifiant de façon adéquate la géométrie de l'aile (nervures, voilure) et en particulier sa longueur.The resonant frequencies will depend on the geometry of the wings and the material of which they are made. Thanks to the invention, it is possible to obtain all the wing flapping frequencies of insects (from 10 Hz to 1300 Hz) by modifying adequately the geometry of the wing (ribs, wing) and in particular its shape. length.
Il est important aussi de produire un déphasage entre le bord d'attaque et le bord de fuite de l'aile. L'aile vibrante selon l'invention permet d'obtenir un déphasage entre l'actionneur et le mouvement du bord de fuite ; l'inertie de l'aile induit, surtout au voisinage de la résonance, une torsion maximale dans la position médiane du battement montant ou descendant. Il en résulte un effort de portance. A l'optimum, l'inertie des nervures de l'aile et la souplesse de la membrane permet d'avoir un effort résultant à ± 40° par rapport au plan de battement. L'actionneur principal (au niveau de la barre centrale) est, de préférence, du type électromagnétique ou à base de polymères électroactifs. Il est cependant possible d'envisager d'autres solutions d'actionneurs. Le choix est conditionné par une consommation faible en énergie pour une grande efficacité en actionnement et il peut être important de diminuer au maximum le poids de l'actionneur.It is also important to produce a phase shift between the leading edge and the trailing edge of the wing. The vibrating wing according to the invention makes it possible to obtain a phase shift between the actuator and the movement of the trailing edge; the inertia of the wing induced, especially in the vicinity of the resonance, a maximum torsion in the median position of the rising or falling beat. This results in a lift effort. At the optimum, the inertia of the ribs of the wing and the flexibility of the diaphragm makes it possible to have a resultant stress at ± 40 ° with respect to the beat plane. The main actuator (at the central bar) is preferably of the electromagnetic type or based on electroactive polymers. However, it is possible to envisage other actuator solutions. The choice is conditioned by low energy consumption for high efficiency in operation and it may be important to minimize the weight of the actuator.
Le système électromagnétique peut comprendre une bobine en regard d'un aimant ou d'une bobine en regard d'une autre bobine. Un courant alternatif, passant dans la bobine, produit un champ magnétique qui alternativement va attirer et repousser l'aimant ou la bobine (parcourue par un courant déphasé). Cet actionnement se fait perpendiculairement à la poutre centrale, c'est-à-dire dans le sens de la flèche Fl.The electromagnetic system may comprise a coil facing a magnet or a coil facing another coil. An alternating current, passing through the coil, produces a magnetic field which alternately will attract and repel the magnet or the coil (traversed by a current out of phase). This actuation is perpendicular to the central beam, that is to say in the direction of the arrow Fl.
La diminution du poids est envisagée avec le remplacement de l'aimant par des particules magnétiques directement placées dans le polymère SU-8 et par le remplacement de la bobine classique par des enroulements micro-usinés. L'actionnement par des matériaux polymères électroactifs permet des déplacements dans le plan par des actions de compression et de dilatation provoquant la courbure de la poutre et donc le battement d'aile. Le coût énergétique de ces matériaux peut être faible.The weight reduction is envisaged with the replacement of the magnet by magnetic particles directly placed in the SU-8 polymer and by the replacement of the conventional coil by micro-machined windings. The actuation by electroactive polymeric materials allows displacements in the plane by compression and expansion actions causing the curvature of the beam and therefore the wing flap. The energy cost of these materials may be low.
L'actionneur n'a pas obligation de provoquer dans la zone centrale un débattement important s'il vibre à une vitesse permettant de mettre l'aile en vibration à sa fréquence de résonance propre.The actuator is not required to cause a large deflection in the central zone if it vibrates at a speed that allows the wing to vibrate at its own resonant frequency.
Le battement des deux ailes est simultanément provoqué par l'actionneur central. Les ailes sont positionnées d'une façon la plus symétrique possible vis-à-vis de l'actionneur. Cela est tout à fait réalisable avec les technologies microsystèmes. Les ailes battent alors à la même fréquence et avec la même amplitude. Dans la ou chaque zone de pivot, il est possible de prévoir un actionneur secondaire afin de provoquer une modification au niveau de cette zone, ce qui permet de dissymétriser les mouvements des ailes. Autrement dit, en utilisation, les zones pivot serrent le bras d'actionnement de manière contrôlée. Cet agencement permet de modifier la torsion, l'amplitude ou le mouvement d'une aile par rapport à l'autre sans modifier sensiblement sa fréquence de vibration. L'effet de l'actionneur secondaire peut être de changer la position angulaire moyenne d'une aile par rapport à l'autre, de décentrer le point d'application des efforts dans la partie interne reliant les deux ailes. De cette façon l'OVMI effectue des virages. La commande est ponctuelle, elle est donc peu gourmande en énergie.The flapping of both wings is simultaneously caused by the central actuator. The wings are positioned as symmetrically as possible vis-à-vis the actuator. This is quite feasible with microsystems technologies. The wings then beat at the same frequency and with the same amplitude. In the or each pivot zone, it is possible to provide a secondary actuator to cause a change in this area, which allows to dissymmetrize the movements of the wings. In other words, in use, the pivot zones clamp the actuating arm in a controlled manner. This arrangement makes it possible to modify the torsion, the amplitude or the movement of one wing relative to the other without substantially modifying its vibration frequency. The effect of the secondary actuator may be to change the average angular position of one wing relative to the other, to decenter the point of application of the forces in the inner part connecting the two wings. In this way the OVMI makes turns. The order is punctual, so it is not greedy energy.
Une autre solution est aussi d'avoir deux actionneurs principaux, intégrés dans la partie thorax, pour commander cette dissymétrie. Dans ce cas, les ailes sont indépendantes, c'est-à-dire qu'elles ne sont pas reliées l'une à l'autre par un seul bras d'actionnement, mais qu'elles présentent chacune un bras d'actionnement. Il peut s'agir de deux actionnements électromagnétiques.Another solution is also to have two main actuators, integrated in the thorax part, to control this asymmetry. In this case, the wings are independent, that is to say they are not connected to each other by a single actuating arm, but they each have an actuating arm. It can be two electromagnetic actuations.
La régulation de l'assiette de l'OVMI peut se faire par un microsystème très original.The regulation of the OVMI plate can be done by a very original microsystem.
Il s'agit d'un système mécanique de modification du centre de gravité de l'OVMI. Une microgoutte calibrée, de façon à minimiser le poids embarqué, se déplace sur la partie haute du thorax de l'OVMI dans différentes directions afin de contrebalancer un virage à droite ou à gauche ou une descente ou une montée. La goutte se déplace grâce à des effets électrostatiques (EWOD : electrowetting on dielectric). Tout liquide sensible aux effets électrostatiques peut être utilisé. On peut citer, à titre d'exemple, l'eau. L'utilisation de cette méthode appliquée à des mouvements mécaniques permet d'atteindre des temps de réaction inférieurs à 1 ms ce qui est compatible avec la commande d'un OVMI. Elle est associée, de préférence, à un capteur de déplacement de type accéléromètre triaxial.It is a mechanical system of modification of the center of gravity of the OVMI. A calibrated microgout, in order to minimize the weight on board, moves on the upper chest of the OVMI in different directions in order to counterbalance a right or left turn or a descent or a climb. The drop moves thanks to electrostatic effects (EWOD: electrowetting on dielectric). Any liquid sensitive to electrostatic effects can be used. By way of example, mention may be made of water. The use of this method applied to mechanical movements makes it possible to reach reaction times of less than 1 ms, which is compatible with the control of an OVMI. It is preferably associated with a triaxial accelerometer type displacement sensor.
Le système d'ailes battantes permet une grande manœuvrabilité et est robuste aux perturbations atmosphériques. Plusieurs sources d'énergie sont envisageables comme une micro pile à hydrogène, la transmission d'énergie (micro-ondes....), la récupération d'énergie (solaire, vibration....), les énergies biologiques, etc.The swing wing system allows great maneuverability and is robust to atmospheric disturbances. Several sources of energy are conceivable, such as a micro-fuel cell, energy transmission (microwaves, etc.), energy recovery (solar, vibration, etc.), biological energies, etc.
L'OVMI est un micro-robot ou micro-drone qui peut être destiné à de la surveillance au sens large du terme dans des domaines très variés.The OVMI is a micro-robot or micro-drone that can be intended for surveillance in the broadest sense of the term in very different areas.
Son utilisation peut être envisagée en un essaim d'OVMIs qui communiquent entre eux et qui renvoient de l'information vers l'hommeIts use can be envisaged in a swarm of OVMIs which communicate with each other and which send information back to the man
L'OVMI peut servir lors de combats armés, de la lutte contre le terrorisme, lors d'intervention de police afin de faire une détection préventive de la position d'ennemis. OVMI peut être envisagé pour servir aussi à du renseignement en raison d'atouts majeurs que sont la toute petite taille, un système silencieux, la possibilité de faire du vol stationnaire, l'agilité....The OVMI can be used during armed combat, the fight against terrorism, during police intervention to make a preventive detection of the position of enemies. OVMI can be considered to serve also intelligence because of major assets that are the very small size, a silent system, the possibility of hovering, agility ....
Il peut réaliser des travaux de surveillance et d'alerte dans des domaines industriels comportant des espaces confinés, des espaces difficilement accessibles, des espaces pollués ...It can carry out surveillance and warning work in industrial areas with confined spaces, inaccessible spaces, polluted spaces, etc.
L'OVMI peut être utilisé dans des applications civiles comme des opérations de recherche de personnes disparues, de sauvetage.OVMI can be used in civilian applications such as missing persons search and rescue operations.
L'OVMI peut être utilisé pour le transport et le dépôt de charges utiles (caméra, micro...) L'OVMI peut être utilisé pour la surveillance d'ouvrage d'art (ponts, bâtiments...)The OVMI can be used for transporting and depositing payloads (camera, microphone ...) The OVMI can be used for the surveillance of works of art (bridges, buildings ...)
L'OVMI peut servir pour de la surveillance environnementale (forêt, éloigner des insectes nuisibles pour certaines culturesOVMI can be used for environmental monitoring (forest, away from pests for some crops
L'OVMI peut aussi se propulser dans un fluide autre que de l'air, comme un liquide, et donc faire de l'observation dans des canalisations remplies de gaz ou de liquide.The OVMI can also propel itself into a fluid other than air, like a liquid, and thus make observation in pipes filled with gas or liquid.
L'OVMI peut être aussi utilisé pour des activités d'attaque (transport de charges utiles, d'explosifs, de produits chimiques...)The OVMI can also be used for attack activities (transport of payloads, explosives, chemicals ...)
Une utilisation de type domotique peut être aussi envisagée. L'OVMI peut être utilisé comme un jouet. La structure de battement qui génère de la portance constitue aussi un système de propulsion de fluides. Il peut donc être envisagé que la forme de battement générée puisse mettre en mouvement des fluides autres que l'air dans le domaine de la microfluidique par exemple.Home use can also be considered. OVMI can be used as a toy. The beat structure that generates lift is also a fluid propulsion system. It may therefore be envisaged that the generated beat shape may set in motion fluids other than air in the field of microfluidics for example.
De nombreuses variantes et alternatives peuvent être apportées sans pour cela sortir de l'invention. Many alternatives and alternatives can be made without departing from the invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de mise en mouvement d'un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend un support (10) et au moins une aile (20) comprenant une voilure (25) et une rainure de bord d'attaque (21) dont une extrémité est prolongée par un bras d'actionnement (30) monté en pivot libre (12) sur le support (10) de sorte que le bras peut vibrer en pivot sur le support, le dispositif comprenant, en outre, au moins un actionneur principal (40) agencé pour commander le battement de l'aile selon une direction déterminée (Fl). Device for moving a fluid, characterized in that it comprises a support (10) and at least one wing (20) comprising a wing (25) and a leading edge groove (21) of which an end is extended by an actuating arm (30) mounted in free pivot (12) on the support (10) so that the arm can pivotably vibrate on the support, the device further comprising at least one actuator main gear (40) arranged to control the flapping of the wing in a determined direction (F1).
2. Dispositif selon la revendication 1, comprenant deux ailes reliées entre elles par un bras d'actionnement dans le prolongement de la rainure de bord d'attaque de chaque aile, le bras d'actionnement étant monté sur le support selon deux points de pivots distants de sorte que les ailes sont disposées de manière symétrique par rapport audit au moins un actionneur principal. 2. Device according to claim 1, comprising two wings interconnected by an actuating arm in the extension of the leading edge groove of each wing, the actuating arm being mounted on the support at two pivot points. remote so that the wings are arranged symmetrically with respect to said at least one main actuator.
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel ledit au moins un actionneur commande le battement de l' aile/des ailes selon une fréquence de résonance de Paile/des ailes.3. Device according to any one of claims 1 or 2, wherein said at least one actuator controls the flapping of the wing / wings at a Paile resonant frequency / wings.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le bras d'actionnement et Paile/les ailes comprennent une résine photosensible SU-8.4. Device according to any one of claims 1 to 3, wherein the actuating arm and Paile / wings comprise a SU-8 photoresist.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l' actionneur principal comprend une bobine électromagnétique alimentée avec un courant alternatif et disposée en regard d'un aimant ou d'une bobine agencé(e) sur le bras d'actionnement. 5. Device according to any one of claims 1 to 4, wherein the main actuator comprises an electromagnetic coil fed with an alternating current and disposed opposite a magnet or a coil arranged on the arm of actuation.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le bras d'actionnement comprend des particules magnétiques, et l' actionneur principal comprend une bobine électromagnétique alimentée avec un courant alternatif et disposée en regard du bras d'actionnement.6. Device according to any one of claims 1 to 4, wherein the actuating arm comprises magnetic particles, and the main actuator comprises an electromagnetic coil fed with an alternating current and disposed opposite the actuating arm.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant, en outre, au moins un actionneur secondaire placé au(x) pivot(s) du bras d'actionnement de manière à serrer de manière contrôlée le bras d'actionnement en utilisation.7. Device according to any one of claims 1 to 6, further comprising at least one secondary actuator placed at the (x) pivot (s) of the actuating arm so as to controllably tighten the actuating arm in use.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant, en outre, un système de modification du centre de gravité du dispositif. 8. Device according to any one of claims 1 to 7, further comprising a system for modifying the center of gravity of the device.
9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel le système de modification du centre de gravité du dispositif comprend un capteur de déplacement apte à commander des moyens de génération d'effets électrostatiques et une goutte d'un liquide sensible aux effets électrostatiques.9. Device according to claim 8, wherein the system for modifying the center of gravity of the device comprises a displacement sensor adapted to control means for generating electrostatic effects and a drop of a liquid sensitive to electrostatic effects.
10. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel le capteur de déplacement est du type accéléromètre triaxial.10. Device according to claim 8, wherein the displacement sensor is triaxial accelerometer type.
11. Procédé de réalisation d'un dispositif de mise en mouvement d'un fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :11. A method of producing a device for moving a fluid according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises the following steps:
• Étape 1 : Dépôt d'une couche d'un matériau sacrificiel sur un substrat de silicium pour servir de moyen d'alignement de masques de photolithographie et, optionnellement, pour libérer par la suite le dispositif ;Step 1: Deposition of a layer of a sacrificial material on a silicon substrate to serve as a means for aligning photolithography masks and, optionally, to release the device thereafter;
• Étape 2: Dépôt d'une première couche de résine photosensible pour réaliser une partie inférieure du support ; • Étape 3: Masquage pour le dépôt d'une couche d'un matériau sacrificiel localisée dans la zone pivot où le bras d'actionnement doit par la suite passer à la jonction avec les ailes, et pour protéger la résine non insolée ;• Step 2: Depositing a first layer of photoresist to make a lower part of the support; • Step 3: Masking for depositing a layer of a sacrificial material located in the pivot zone where the actuating arm must subsequently pass to the junction with the wings, and to protect the non-insolated resin;
• Étape 4: Réalisation de la voilure en résine photosensible ; • Étape 5: Réalisation du bras d'actionnement et de la nervure de bord d'attaque des ailes en résine photosensible ;• Step 4: Production of the photosensitive resin wing; • Step 5: Realization of the actuating arm and the leading edge rib of the photosensitive resin wings;
• Étape 6: Masquage de la résine photosensible pour un dépôt d'une deuxième couche d'un matériau sacrificiel par pulvérisation cathodique pour libérer par la suite la partie supérieure de la zone pivot ;Step 6: Masking the photosensitive resin for depositing a second layer of a sacrificial material by sputtering to subsequently release the upper portion of the pivot zone;
• Étape 7: Réalisation de la partie supérieure du support ; • Étape 8: Révélation de la résine photosensible ;• Step 7: Realization of the upper part of the support; • Step 8: Revelation of the photoresist;
• Étape 9: Gravure chimique des couches de matériau sacrificiel inférieure et supérieure pour la libération du bras d'actionnement de la zone pivot. • Step 9: Chemical etching of the lower and upper sacrificial material layers for release of the pivot zone actuating arm.
12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel le matériau sacrificiel est de l'aluminium.The method of claim 11, wherein the sacrificial material is aluminum.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, dans lequel la résine photosensible est de la résine SU-8. The method of any one of claims 11 or 12, wherein the photoresist is SU-8 resin.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016016963A1 (en) * 2014-07-30 2016-02-04 株式会社アールフロー Piezo fan

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2675708A4 (en) * 2011-02-17 2014-09-10 Georgia Tech Res Inst Hovering and gliding multi-wing flapping micro aerial vehicle
CN106184744B (en) * 2016-08-04 2018-06-26 北京航空航天大学 A kind of manufacturing method of the bionical Insect wings of light-high-strength

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6082671A (en) * 1998-04-17 2000-07-04 Georgia Tech Research Corporation Entomopter and method for using same
US20040210344A1 (en) * 2002-12-20 2004-10-21 Keita Hara Group robot system that can obtain detailed overall information of object efficiently

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2580944B1 (en) * 1985-04-26 1987-06-19 Ruymbeke Gerard Van FLYING TOY
DE19910731A1 (en) * 1999-03-11 2000-09-14 Robert Spillner Method and device for a turbomachine with reciprocating parts
US6713942B2 (en) * 2001-05-23 2004-03-30 Purdue Research Foundation Piezoelectric device with feedback sensor
US20070205322A1 (en) * 2006-03-06 2007-09-06 Wei-Hsiang Liao Micro aviation vehicle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6082671A (en) * 1998-04-17 2000-07-04 Georgia Tech Research Corporation Entomopter and method for using same
US20040210344A1 (en) * 2002-12-20 2004-10-21 Keita Hara Group robot system that can obtain detailed overall information of object efficiently

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016016963A1 (en) * 2014-07-30 2016-02-04 株式会社アールフロー Piezo fan
US9932992B2 (en) 2014-07-30 2018-04-03 R-Flow Co., Ltd. Piezoelectric fan

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