Ερευνητές στην Κίνα δημιούργησαν αυτόνομο ιπτάμενο ρομπότ που μιμείται ακριβείς κινήσεις πραγματικών πουλιών

Η Pesquisadores της Northwestern Polytechnical University ανέπτυξε το RoboFalcon 2.0. Το ίδρυμα τριτοβάθμιας εκπαίδευσης βρίσκεται στην πόλη Xi’an, στην επαρχία Shaanxi, China. Η συσκευή αποτελείται από ένα προηγμένο βιομιμητικό ρομπότ. Το Ele μπορεί να εκτελεί απογειώσεις εντελώς αυτόνομα. Το μηχάνημα αναπαράγει τα ακριβή μοτίβα πτήσης που παρατηρούνται στη φύση σε πτηνά και νυχτερίδες κατά τη διάρκεια των κινήσεών τους. Το έργο αντιπροσωπεύει μια σημαντική πρόοδο στην αεροδιαστημική μηχανική που επικεντρώνεται στη βιολογία που εφαρμόζεται στην τεχνολογία.

Το πρωτότυπο χρησιμοποιεί έναν περίπλοκο μηχανικό μηχανισμό. Το σύστημα ενσωματώνει το πτερύγιο, το σκούπισμα και το δίπλωμα των φτερών. Η λειτουργία γίνεται σε συνεχή και αδιάκοπο κύκλο κατά την κίνηση στον αέρα. Η καινοτομία Essa επιλύει ιστορικές προκλήσεις βιομιμητικής εναέριας ρομποτικής που αντιμετωπίζουν οι επιστήμονες εδώ και δεκαετίες. Τα προηγούμενα Modelos βασίζονταν σε επιφάνειες εκτόξευσης ή εξωτερική βοήθεια. Η νέα μορφή επιτρέπει τον εξαιρετικά ακριβή έλεγχο κατεύθυνσης ακόμη και σε πολύ χαμηλές ταχύτητες.

Arquitetura πρωτότυπη μηχανική και υλικά

Ο εξοπλισμός έχει φυσικό βάρος περίπου 800 γραμμάρια. Το άνοιγμα των φτερών φτάνει τα 1,2 μέτρα από άκρη σε άκρη. Το κεντρικό σύστημα μετάδοσης κίνησης χρησιμοποιεί έναν ενιαίο κινητήρα υψηλής χωρητικότητας και γρήγορης απόκρισης. Το κύριο εξάρτημα Este συνδέεται με έναν κωνικό μηχανισμό μετάδοσης κίνησης. Το εξάρτημα λειτουργεί ως άμεσα υπεύθυνο για τη μεταφορά συνεχούς κίνησης στα φτερά του ρομπότ. Η κατασκευή απαιτεί εξαιρετικά ελαφριά υλικά για τη διατήρηση της αεροδυναμικής βιωσιμότητας.

Τα φτερά της συσκευής χωρίζονται σε τρία διακριτά δομικά τμήματα. Μια πολυεστερική μεμβράνη υψηλής μηχανικής αντοχής καλύπτει ολόκληρη την επιφάνεια στήριξης του εξοπλισμού. Το συνθετικό υλικό εγγυάται την απαραίτητη ευελιξία κατά τη διάρκεια γρήγορων και επαναλαμβανόμενων κύκλων χτυπήματος. Τα εσωτερικά στοιχεία αποσύνδεσης Mecanismos επιτρέπουν ανεξάρτητη και ταυτόχρονη διακύμανση στην κάμψη και το σκούπισμα. Η διαμόρφωση δημιουργεί κεκλιμένα εντυπωσιακά επίπεδα. Το σχήμα μιμείται τέλεια τα πουλιά σε αργή πτήση.

Η ανάπτυξη μηχανών που αναπαράγουν τη βιολογική πτήση απαιτεί ακρίβεια χιλιοστών στη συναρμολόγηση. Η ενσωμάτωση μικροσκοπικών μηχανικών και ηλεκτρονικών εξαρτημάτων απαιτεί εξαντλητική δοκιμή κόπωσης υλικού. Η ομάδα Κινέζων μηχανικών εξέλιξε το σχέδιο από ένα αρχικό μοντέλο. Η πρώτη έκδοση εμφανίστηκε το 2021. Ο προηγούμενος εξοπλισμός είχε σοβαρούς επιχειρησιακούς περιορισμούς και εκτελούσε μόνο πτήσεις κρουαζιέρας σε ευθεία γραμμή. Το επίκεντρο της τρέχουσας εργασίας είναι η ικανότητα ελιγμών σε περιορισμένους χώρους και η ικανότητα κάθετης απογείωσης.

Dinâmica του ολοκληρωμένου κύκλου κίνησης

Το σχέδιο κίνησης γνωστό ως beat-sweep-fold συνδυάζει τρεις βασικές μηχανικές ενέργειες σε κάθε πλήρη κύκλο. Η πρόσθια κοιλιακή κίνηση δημιουργεί το μεγαλύτερο μέρος της ανυψωτικής δύναμης. Η δράση συμβαίνει κατά την απότομη κάθοδο του φτερού. Η ανοδική κίνηση λαμβάνει χώρα με τη δομή μερικώς ανασυρμένη για να ελαχιστοποιηθεί η αεροδυναμική αντίσταση στον άνεμο. Ο ακριβής συντονισμός μεταξύ αυτών των ενεργών και ανενεργών φάσεων καθορίζει τη συνολική ενεργειακή απόδοση του ιπτάμενου εξοπλισμού.

Leia Tambem

Πιθανή ενδεκάδα PSG εναντίον Arsenal στον τελικό του UEFA Champions League

Πού να παρακολουθήσετε ζωντανά την PSG εναντίον της Άρσεναλ στον τελικό του UEFA Champions League αυτό το Σάββατο

Η ευρωπαϊκή απόφαση μεταξύ PSG και Arsenal ορίζει τον μεγάλο πρωταθλητή του Champions League αυτό το Σάββατο

Η γωνία σάρωσης πτερυγίων κυμαίνεται μεταξύ 5 και 25 μοιρών κατά την κανονική λειτουργία. Η συνεχής διαμόρφωση αλλάζει τη ροπή pitching με τρόπο αυστηρά ελεγχόμενο από τον κεντρικό επεξεργαστή του συστήματος. Η μεγαλύτερη κίνηση του Amplitudes ενισχύει τη λεγόμενη δίνη αιχμής στις επιφάνειες των φτερών. Το φυσικό φαινόμενο βελτιώνει ουσιαστικά την ανυψωτική απόδοση του ρομπότ σε χαμηλές ταχύτητες ταξιδιού. Η εγγενώς ασταθής αεροδυναμική των αργών πτήσεων απαιτεί αποκρίσεις κλασμάτων δευτερολέπτου από μηχανικούς ενεργοποιητές.

Η στρατηγική αναδίπλωση των φτερών συμβάλλει άμεσα στη διατήρηση της σταθερότητας στις ανενεργές φάσεις του κύκλου πτήσης. Η ρευστή ενσωμάτωση των τριών κινήσεων παρέχει ελιγμούς υψηλής ακρίβειας στη λειτουργία hover. Το ρομπότ μεταβαίνει σε οριζόντια κατευθυνόμενη πτήση χωρίς να χάσει ύψος ή πλευρική σταθερότητα. Δυναμική προσομοίωση Το Modelos εφάρμοσε έναν αναλογικό ολοκληρωμένο παράγωγο έλεγχο για τη διαχείριση της διαδικασίας απογείωσης. Τα συνεχή αυτόματα συστήματα Ajustes διατήρησαν τον εξοπλισμό σταθερό σε ταχύτητες ανέμου κάτω από τρία μέτρα ανά δευτερόλεπτο.

Ensaios αεροδυναμική σε αεροδυναμική σήραγγα

Οι ερευνητές πραγματοποίησαν μια σειρά από πρακτικά πειράματα σε μια μεγάλη ανοιχτή αεροδυναμική σήραγγα. Οι τεχνικές αξιολογήσεις υπέβαλαν το πρωτότυπο σε ελεγχόμενες ταχύτητες που κυμαίνονταν από μηδέν έως επτά μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Μια κυψέλη φορτίου έξι συστατικών κατέγραψε αυστηρά όλες τις φυσικές δυνάμεις που ασκήθηκαν στη δομή του ρομπότ. Οι μετρήσεις επιβεβαίωσαν μια σταθερή και τεκμηριωμένη αύξηση της μέσης ανύψωσης με αυξημένο πλάτος σάρωσης.

Η καθαρή ώθηση που παράγεται από το μηχάνημα παρέμεινε αξιοσημείωτα σταθερή σε διαφορετικές συχνότητες λειτουργίας του κινητήρα. Η ροπή ρίψης έγινε θετική όταν η ροή της σήραγγας έφτασε σε υψηλότερες ταχύτητες κατά τη διάρκεια των δοκιμών. Η αεροδυναμική συμπεριφορά υποδηλώνει επαρκή κατευθυντικό έλεγχο ακόμη και υπό συνεχή πίεση από ρεύματα αέρα. Τα τελικά αποτελέσματα έδειξαν πολύ χαμηλές τυπικές αποκλίσεις στα γραφήματα απόδοσης που δημιουργούνται από τους υπολογιστές. Η συνέπεια των δεδομένων που συλλέχθηκαν επιβεβαίωσε την επαναληψιμότητα των μετρήσεων σε αυστηρά ελεγχόμενο εργαστηριακό περιβάλλον.

Το τεχνικό έργο παρουσίασε συγκεκριμένα λειτουργικά χαρακτηριστικά που επικυρώθηκαν κατά τη διάρκεια εργαστηριακών δοκιμών:

• Capacidade αποδεδειγμένη συνδεδεμένη πτήση με σταθερή και πλήρως προβλέψιμη τροχιά.
• Ajuste μηχανικό ανεξάρτητο από το πλάτος για ακριβή έλεγχο της γωνίας του