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智能型机器鸟 破解鸟类飞行的秘密

Festo研发团队成功揭开鸟类飞行的秘密,智能型机器鸟具备超轻量设计,可自动起飞、飞行和降落。

Festo研发的智能型机器鸟,就像取法的银鸥一样,能在空中飞行、滑行和翱翔,没有额外的驱动机械装置。翅膀里面有具结合复杂控制系统的绞链连接扭转驱动装置,不只能上下拍动,也能在特定的角度下转动,使飞行操作达到前所未有的高效率。Festo效法自然,首次成功将其应用至能源效率的技术。

智能型机器鸟其中一项特点,是翅膀可主动旋转,并且没有使用额外起降装置。智能型机器鸟,以最小的总重量,同时功能性集成翅膀的推进和升降、以及在躯干及尾翼的飞行控制单元,达成整体结构资源和能源耗损量的减少。优异的空气力学、用于推进的高能量密度以及用于飞行器的最佳灵敏度,成就智能型生物机电系统。

智能型机器鸟总重约450公克,翅膀展开后达2公尺,推进和升降只靠拍动的翅膀,而翅膀只需23瓦的电量。测量显示电机效率约达到45%,而空气力学效率高达80%。智能型机器鸟是功能性集成和能源效率之轻量设计的最佳范例,是气流现象的最佳使用方式,这为未来新一代的气压缸和阀提供重要的创新方向。

智能型机器鸟身上的电子系统,确保精确的翅膀控制。此外,在实际飞行时可调整旋转控制参数,并在几毫秒之间,就能操控翅膀拍动和旋转顺序,使翅膀附近的气流达到最佳状态。智能型机器鸟的外部没有旋转部位,因此不会造成损害。智能型机器鸟已被列入Festo未来导向技术的清单,并将进行实际应用,例如从能源领域的风翼产生器到用于制程自动化的驱动器。

人类最古老的梦想之一,就是能够像鸟一样在空中飞行─随意朝不同方向飞行─并用鸟类的视野看世界。鸟类只需使用翅膀的肌肉力量,产生所需推力以克服空气阻力,就能起飞并在空中自由飞行,没有任何旋转“元件”。长久以来,许多科学家尝试破解鸟类飞行的秘密,但都以失败收场。来自Festo公司的研究团队,在2011年成功解开这个秘密,关键就在于独特的运动,使得智能型机器鸟能与先前机械拍动的翅膀结构有所不同,并因具备超轻量设计,可自动起飞、飞行和降落。

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