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人造羽毛让仿生飞燕在空中成群飞舞

Festo 推出最新仿生项目“BionicSwift(仿生飞燕)”

2020-07-03 06:58

借助带超宽带技术(UWB)的室内无线GPS,一群BionicSwift可在定义的空域内以协调的方式安全飞行。为了能尽量真实地复现这些飞行机动能力,机器鸟的翅膀以鸟类的羽翼为模型。这些人造鸟的灵活性不仅源自于其轻量化的设计和空气动力学的运动机构,也来自于功能集成的赋能。

 

Festo 仿生学习网络从自然飞行模式中汲取灵感的传统由来已久。BionicSwift(仿生飞燕)的诞生标志着Festo在开发仿生飞行器领域中翻开了新篇章。与在生物模型中一样,轻量化结构的使用是机器鸟的核心。因为在工程领域以及自然界,移动的重量越少,所需材料就越少,耗能也就越低。这就是为什么BionicSwift (仿生飞燕)在身体长度达到 44.5 厘米而翼展达到 68 厘米的情况下,重量只有42 克。轻盈的身姿让机器鸟的飞行非常灵活、灵巧,能绕圈飞行和急转弯。通过与室内无线导航系统的交互,机器鸟能在定义的空域内以协调的方式自主控制飞行。

 

符合空气动力学的羽毛 

 

为了能尽可能贴近自然鸟类的飞行,BionicSwifts (仿生飞燕)的翅膀基于鸟类的羽翼。羽片采用了超轻量化、高弹性、高强度的发泡材料,一片叠着一片。连接着一根碳纤维翎羽管,翎羽管与鸟类一样与实际的手翼和臂翼连接在一起。在机器鸟翅膀处于向上行程时,每片羽毛会向外张开,让气流穿过翅膀。这意味着,机器鸟在向上振翅的时候所需功耗变少了。在翅膀向下的行程时,羽片向内收紧,增加机器鸟的飞行力。这种贴近鸟类翅膀的复刻让 BionicSwift (仿生飞燕)与之前的扑翼飞行器相比有着更好的飞行运动曲线。 

 

在最为紧凑的空间内实现功能集成 

 

机器鸟的灵巧不仅来自于轻量化的结构和符合空气动力学的运动机构,也来自于功能集成的赋能。机器鸟身上包括了最为紧凑的扑翼机构、通信技术、扑翼控制元件和升降舵、尾翼。在极小的空间内安装了一个无刷式电机、两个伺服电机、电池、齿轮和各种电路板。通过电机与机械系统的智能交互,可精确调节振翅的频率以及各种机动飞行的升降舵。 

 

GPS 协调飞行操纵

 

通过带超宽带技术(UWB)的室内无线GPS,机器鸟可实现协调的安全飞行。在空间内安装多个无线模块,构成相互定位的固定锚点,定义了受控空域。每只机器鸟配备了一个无线电信标,给锚点发送信号,然后可以确定鸟的精确位置,锚点再将采集的数据传回一台中央主机,主机的功能就是一个导航系统。该系统可用编程好的路径来规划和确定鸟的飞行线路。如果因为环境发生突发变化,如风和高温,造成有鸟偏离航线,机器鸟可自主介入,纠正飞行路线 – 无需任何人类飞行员的控制。无线电通信可实现位置感测,即使有障碍物或视线部分被阻挡。超宽带无线电技术确保了安全而无干扰的飞行。

 

为内部物流带去新灵感

 

飞行器和GPS路由组成的智能网络形成了一个3D导航系统,可用在未来的互联工厂内。例如,通过精确定位材料和货物,可改进工作流程,预测瓶颈。此外,自主飞行机器人可用于运输材料,他们的飞行走廊可被用作优化工厂内空间的途径。 

 

说明: 飞行器和GPS路由组成的智能网络形成了一个3D导航系统,可用在未来的互联工厂内。

 

说明: BionicSwift 在身体长度达到 44.5 厘米而翼展达到 68 厘米的情况下,重量只有42 克。轻盈的身姿让机器鸟的飞行非常灵活、灵巧,能绕圈飞行和急转弯。

 

说明: 这种贴近鸟类翅膀的复刻让 BionicSwift 与之前的扑翼飞行器相比有着更好的飞行运动曲线。

 

 

关于费斯托

 

费斯托成立于1925年,是自动化技术和技术培训领域的世界领先供应商。公司总部位于德国埃斯林根,是一家独立的家族企业。费斯托集团业务遍及全球200个行业,为超过30万的客户提供领先的气动和电驱动技术及全面解决方案。同时,Festo Didactic为全球超过4万名客户提供先进的工程培训设备及课程。Festo 集团在2018财年的销售额达到32亿欧元,在全球250个地区设立分支机构,员工总数达21,200 人。 8%的年销售额用于研发领域的投资。

 

Festo在中国的业务始于1985年。目前在大中华区设有超过200个销售办公室和授权经销商网点。位于上海的亚太技术中心和大中华区解决方案中心为区域内客户提供定制产品和方案,在济南的全球生产中心和中国物流中心、位于上海的华东配送中心、以及位于广州的华南配送中心为提升中国市场供应和服务提供保障。费斯托为中国市场提供工厂自动化和过程自动化的气动和电动技术及全面解决方案,主要服务于汽车、橡塑、电子和轻型装配行业,食品饮料包装、水/污水处理以及生物技术/制药等行业。费斯托体验中心,激发创新的运动控制实验室,费斯托在这里携手客户共同开发最具价值的工业自动化前沿解决方案。同时,Festo Didactic(教育培训部门)为大中华地区1000多家企事业单位、高校、职业院校与实训基地提供工业培训的整体解决方案——从实验室建设到课程体系建设,并能够向我们的学员提供资格认证和就业指导。目前公司在中国有约2,100名员工。 

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关键字:Festo / “BionicSwift(仿生飞燕)”
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