他们甚至买来蜜蜂,在实验室里观察它的翅膀如何扇动。
“蜜蜂的话,我们主要是收集翅膀的振动参数,比如翅膀来回摆动的最大角,一般是120度。还有它摆动的频率,一秒大概是200多赫兹。它的翅膀不但会振动,还会扭动,我们也会统计它的扭转角,大概是45度。”詹文成说。
然而,团队尽最大努力,仿制的翅膀仍然未能实现像蜜蜂翅膀那么大的升力。
“还有成员不小心,被蜜蜂蜇了。”闫晓军苦笑着说,“一开始,我们以为是翅膀振动的轨迹有问题。研究过昆虫纪录片之后,轨迹做对了,升力还是不够。我们现在就卡在了这个环节。电路之类的,我们都已经用到极致了,都是非常小的。”
尽管不能飞,团队的这只“甲虫”仍然在微型机器人领域实现了重大突破。
传统微型机器人内部空间不足以承载大容量电池,必须通过外接电源持续供电,无法自由移动。而北航科研团队开发出了基于直线式驱动、柔性铰链传动的新型动力系统,“甲虫”摆脱了尾巴一样的电线,每充电2分钟,就可以自由奔跑10分钟。
在研究的路上不断试错
团队没有放弃让昆虫机器人飞起来的梦想。
整个课题组分成了几个不同的小组,分别研究不同的技术方案,以寻求最优的工程解决方案。团队成员、北航副教授刘志伟带着博士生詹文成继续研究昆虫机器人,漆明净则转向了静电电机方向的研究。
“在我们学校,每个学生可能都会对飞行有一些憧憬,但是想自己研发出飞行的系统真的很难。我们尝试了很多种驱动方式,都比较难。最后我们尝试了静电电机的构建,这个不是像微梁那样来回振动,而是旋转式。这样的话,功率输出就不受限了。”申威解释。
据介绍,微型飞行器小体积、轻质量、高机动,能够在狭小空间执行拍照、探测和运输等特种任务,在国民经济领域拥有广泛应用前景。
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