RANCANG BANGUN MEKANISME FLAPPING-WING MENIRU KUPU-KUPU UNTUK PENGEMBANGAN MICRO AERIAL VEHICLE (MAV)

Abstract

Pada penelitian ini kami melakukan studi untuk merancang mekanisme flapping-wing yang meniru kupu-kupu Monarch. Hasil dari penelitian ini akan menjadi dasar untuk pengembangan Micro Aerial Vehicle (MAV) berkonfigurasi sayap kepak. Serangga terbang telah mengambil perhatian khusus dari para peneliti, terutama sebagai inspirasi dalam pengembangan flapping-wing MAV. Secara umum, serangga terbang menggunakan tiga kombinasi mekanisme: delayed stall, rotational circulation dan wake capture [5]. Beberapa serangga juga menggunakan mekanisme clap and fling untuk meningkatkan gaya aerodinamikanya. Kupu-kupu adalah salah satu serangga terbang yang memiliki jumlah spesies terbesar di dunia. Pemilihan kupu-kupu sebagai referensi desain adalah karena ukuran sayapnya yang besar, sehingga mudah untuk diobservasi, dan frekuensi kepakan sayapnya yang relatif rendah. Desain mekanisme flapping-wing yang berhasil dihasilkan dari penelitian ini menggunakan mekanisme four-bar linkage, dengan dua buah reduction gear untuk masing-masing sayap. Gerakan mekanisme flapping-wing dibangkitkan oleh DC motor berukuran diameter 7 mm. Rasio pinion dan reduction gear yang digunakan adalah 9:1. Pembuatan desain dan simulasi mekanisme dilakukan pada perangkat lunak CAD. Pembuatan prototipe mekanisme flapping-wing dan sayap tiruan dilakukan dengan 3D printer. Pada akhir penelitian dilakukan pengukuran sudut kepakan mekanisme flapping-wing yang sudah dibuat pada frekuensi kepakan 10 Hz. Hasil pengukuran menunjukkan prototipe yang dibuat memberikan sudut kepakan sebesar 125^o, dengan sudut upstroke sebesar 75^o dan sudut downstroke sebesar 50^o.