新的突破!祝贺中国科学家

05-21 04:38

我国研究团队实现仿生“昆虫”微型动力技术突破


仿生机“昆虫”在灾后救援、大型机械设备维修等场景中取得了巨大成就,行业一直在寻找适应的高效动力设备。北京航空航天大学科研团队成功实现了微型动力技术的新突破,并在此基础上开发了仿生“昆虫”,完成了昆虫尺寸(2厘米)机器人脱线可控爬行。相关成果近日在国际学术期刊《自然通信》发布。


图为北航科研团队开发的微型机器“昆虫”。(受访者提供图片)


在一堆小石头之间,这种四足机“昆虫”行动强大,穿梭自如,就像甲壳虫一样。共同通信作者、北航能源与动力工程学院教授闫晓军表示,该机“昆虫”体长2厘米,宽1厘米,重1.76克,垂直投影面积只有2个指甲盖,具有快速移动、高负荷、无线可控等特点。


虽然尺寸小,但有各种各样的“五脏”。其中,动力装置是机器人的“心脏”。一般机器人一般由电机驱动,对供能要求较高。但微型机器人的室内空间不足以承载大容量电池,需要连接电线才能持续供电,因此其自由移动受到限制。经过多年的研究,北航科研团队开发了一种基于直线驱动和软铰链驱动的新型动力系统,使微型机器人能够成功摆脱电机和外部电线。


图为北航科研团队开发的微型机器“昆虫”爬行动图。(受访者提供图片)


我们将能源、控制、通信和传感系统植入机器‘昆虫’中。直线驱动器将‘体内’小电池输入电能,转化为机械能,向外输出机械振动;软铰链传动装置将机械振动转化为机器的‘昆虫’腿部周期振动,从而带动整个身体实现高频弹跳。”团队成员、北航助理教授刘志伟说:“一般来说,‘体内’微电池可以完成电生磁,促进一侧磁铁的振动,然后促进腿部关节的运动。”


北航博士生和团队成员詹文成表示,研究团队还设计了模仿生命的飞行姿势,通过机器“昆虫”步频和步幅的自适应调整,在高负荷下实现快速爬行;基于机器“昆虫”腿部振动频率差的控制措施,提出了精确控制运动轨迹的措施。


闫晓军表示,这项微型动力技术的成功研发有望促进微型机器人的大规模开发和应用,帮助灾后救援、大型机械设备和基础设施损坏检查等。


题目:“新突破!祝贺我们的科学家”


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