新型迷你扑翼无人机仅蜻蜓大小 比昆虫更有效地拍打翅膀
无论我们人类的设计多么出色,进化已经领先了 40 亿年,所以抄袭大自然的功课并不丢人。布里斯托大学的工程师们已经做到了这一点——甚至对其进行了改进——开发了一种微型飞行机器人,它使用独特的静电“拉链”机制比昆虫更有效地扇动翅膀。
多年来,受鸟类和昆虫启发的无人机已经风靡一时,例如哈佛的 RoboBee或DelFly Nimble。但是,虽然它们能够进行一些漂亮的空中机动,但它们通常通过齿轮和电机等复杂的传动系统进行飞行。
布里斯托尔团队的新型无人机使用了一种人工肌肉系统,他们称之为液体放大拉链致动器 (LAZA),不需要传输。蜻蜓大小的无人机的每个机翼都由一个电极组成,该电极从底部的另外两个较小电极之间伸出。高压以交替模式通过每个基电极发送,依次将翼电极吸引到每个基电极。这样做的速度足够快,它会产生拍打运动,该运动会被电极之间的液体电介质放大。
“通过 LAZA,我们直接在机翼上施加静电力,而不是通过复杂、低效的传输系统,”该研究的主要作者 Tim Helps 说。“这将带来更好的性能、更简单的设计,并将为未来的应用(如海上风力涡轮机的自主检查)解锁一种新型的低成本、轻量级的微型飞行器。”
该团队表示,LAZA 系统可以让用户精细控制拍动翅膀的频率和幅度,并且可以提供比同等大小的哺乳动物或昆虫飞行肌肉更大的动力。在测试中,它能够以大约 2.5 公里/小时(1.6 英里/小时)或每秒 18 个身体长度的速度飞越房间。它扇动的翅膀持续了超过一百万次,性能没有下降,这表明它应该能够长距离飞行。
该团队表示,LAZA 系统最终可能会产生更小、更灵活的无人机,可用于环境监测、探索、搜索和救援,甚至植物授粉。
该研究发表在《科学机器人》杂志上。
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