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仿生飞行器飞出我校新高度

发布时间：2024-07-27 21:14:32 浏览次数：次【字体：小大】

近几年来，随着我校机电工程学院省级重点专业-机械设计制造及其自动化专业的不断发展与壮大，相应的专业群如机器人工程、电气工程及自动化、自动化控制等专业的相继发展，专业师生在仿生飞行器方向的创新创业，前赴后继，不断创新。

2024年7月15至18日，经过近几年学校创新创业政策的培育、机电工程学院师生的辛勤努力，来自2022级的张方宇同学、林鑫耀、高漫鸿与2021级的王涛叶远望同学的“大二”与“大三”组合，经过一路披荆斩棘、过关斩将，以广东省仿生蝴蝶扑翼飞行器赛道最高分勇夺A2类全国大学生机械创新设计大赛（11届）国赛银奖，创造了我校同类赛事近三年来的历史最佳成绩。

国赛银奖证书

第十一届全国大学生机械创新设计大赛赛场

仿生飞行器研究涉及飞行器设计、空气动力学、结构强度、机构设计、飞行控制、通信导航、任务载荷设计、能源动力系统匹配等多个学科专业。从概念提出到初步设计、详细设计，再到地面实验和飞行测试，全流程和大飞机设计几乎相同。

参赛师生团队成员

仿生蝴蝶扑翼飞行器(Butterfly Inspired Flapping Wing Air Vehicle，BIFAV)主要由机身、机翼、电机和齿轮组成。机身是仿照蝴蝶的身体结构设计的。机翼则模仿了蝴蝶的翅膀结构，包括前后翅膀和翅膀驱动机构。电机则驱动翅膀的扑动运动。

仿生飞行器主要分为扑翼式无人机、?固定翼无人机和多旋翼无人机。?仿生飞行器的研究方向主要包括机器人控制与数字化应用、?滨翱罢传感检测与数据挖掘、?飞行器飞行控制模型及算法开发、?以及飞行器嵌入式设计及硬件系统集成。

团队日常飞控演练

团队队长张方宇说：“起步阶段，团队以查资料为主。抱着电脑出现在自习室、书吧，捧着书经过图书馆的各个座位。从蝴蝶的色彩、形态、飞行原理和生活习性，到仿生学的结构及控制系统等等，都有查阅”。所谓万事开头难，对于团队几个当时只有天马行空想象力的人来说，遇到的困难比想象中还要大得多。初期，无论是在书籍上还是在网络上，有关仿生蝴蝶的资料都不多。团队花费大量时间和精力提取到了一些有用信息，再结合整理，接着筛选讨论，终于有了一个初步的构思。

但是，随着研究的继续深入，一个个新的问题也接踵而来。要完成这个艰难的目标，需要跨学科的知识多、动力系统要求极其精细、控制系统研究极其复杂、材料选择需要考虑众多因素、部件精密程度要求高……时间紧，任务急，加之团队的经验不足，情绪有很大的波动。就在这种艰难情况下，团队加班加点，通过整个团队成员的不懈努力和尝试，团队终于成功地制作出了一款仿生蝴蝶，那时的团队每个人都欣喜若狂。团队等不及马上就要测试仿生蝴蝶的起飞了。

现实却给团队泼了冷水，测试结果与团队想象中的画面相差甚远。团队能够控制蝴蝶翅膀的扇动，但由于动力不足和身体过重无法起飞。另外，蝴蝶结构不够坚固，控制效果不够灵敏。刚测试完的团队显得非常失望，都低着头，沉默不语。

此时，指导老师杨向东与朱颖老师了解情况后，专门给项目团队开会。查找失败原因，建议项目成员机械结构入手，深入研究力学特性，不断优化蝴蝶结构，设计飞行控制系统等。团队在两位指导老师的指导下，不断努力与成长，分工更加明确，制作效率也越来越高。

就这样，在团队的齐心协力和指导老师的辛勤指导下，又经历了许多个日日夜夜后，团队终于将仿生蝴蝶样机制作完成，同时各项飞行参数测试结果十分理想！团队都非常地兴奋，来不及兴奋多久，团队就要着手准备参赛的资料。各种资料经过不断修改和优化，团队一路突围，从校赛第一到省赛第一，从广东省省赛第一到国赛第二。