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北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:仿生扑翼机
学校名称:厦门大学嘉庚学院
参赛队伍:开心超人
参赛学生:杨星语 张洪瑞 何星雨  
指导老师:邱玥 黄荣  

详细说明

人类的飞天梦想便是从仿照鸟类飞行开始的,扑翼机无需跑道且机械效率高,这使得人们开始进行了对扑翼机的了解与研究,但由于目前对于空气动力学了解不足、相关材料和结构研究较少等限制导致扑翼机的研究发展尚补成熟。我国对扑翼机的研究起步较晚,成果较少,但目前已有很多家高等院校和科研机构对扑翼机开展了研究,并且一旦扑翼机突破了上述的限制就能够完全投入军事或民用等多领域发挥其作用。

为了制作仿鸟类的仿生扑翼机,首先我们要了解鸟类扑翼飞行的机理。鸟类的翅膀各不相同,各有特点,但基本结构相同。翅膀整体由三部分组成,即骨骼、肌肉以及羽毛。本文中说明的仿生扑翼飞行器的扑翼驱动机构是利用机械结构来代替鸟类的骨骼和肌肉来做出类似的扑翼动作仿生扑翼机目前作用在儿童玩具及教师教具等方面较为广泛,但是大多数市面上出售的类似产品都不够具有仿生结构。本文根据国内外研究现状以及国内市场的了解自主设计一架能够面倾向于玩具与教具并具有较高仿生结构的扑翼机。通过对该扑翼机的原理了解、扑翼机起降距离、巡航时间、最大飞行高度等数据的收集为今后设计更为复杂的仿生扑翼机项目打下研究基础。

对此,我们对扑翼机进行了如下的结构设计:

(1)采用简单的齿轮曲柄摇杆机构,实现更加仿生的双级扑动,提高机翼效率;

(2)采用外端翼可折叠伸缩设计,更加贴近鸟类空中飞行时的姿态改变和翅膀形态随速变化;

 

(3)采用二折翼扑动,相比于传统扑翼机的一折翅膀,我们的扑翼机采用二折翼扑动,更接近于大自然鸟类的飞行运动。在二折翼中,我们在大翼和小翼的联结处安装一个小型舵机,巧妙的利用舵机从而来控制小翼的转向,从而实现一个二折翼完整扑动的过程。

(4)用舵机控制尾翼的运动,我们在扑翼机靠近尾部的地方,提前预设好舵机的位置,确定尾翼能通过一根纤细的碳纤维杆实现我们想要的功能,然后安装好。通电后,利用舵机带动碳纤维杆摆动,从而控制尾翼的转向,进而达到仰冲或俯冲的效果。

(5)在电池仓下方预留空位作配件槽,可以添加相应的配件,满足任务需求。

 

应用功能由以下两方面:

(1)军事方面:由于扑翼机小巧轻便隐蔽性强不易被发现,可以在制作完成后加装摄像机或窃听器等潜入敌国进行情报的获取。或者通过改变外形模仿鸟类直接对敌方发起空中打击。

(2)民用方面:扑翼机可以应用在日常的交通出行中,与传统飞机和直升机,扑翼机既无需起飞滑落的跑道耗油量和噪音程度也很低,日后很有可能会出现在日常通行之中为我们的交通带来极大的便利。

 

 

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