开云电竞开云电竞上天入海,这款叫“文鳐”的无人机可随意跨越空水不同介质开展“工作”;爬高上低,这个爬壁机器人专为飞机“体检”……11月22日,在南京航空航天大学第十三届“天宫杯”研究生创新实验竞赛现场,各种“黑科技”亮相。
“飒!”在空中翱翔的“文鳐”突然转变方向来到水里遨游。这种跨介质共轴双旋翼无人机引来大家的喝彩声,细心的观众发现,穿越到水里的时候,“文鳐”头顶的旋翼是变换姿势的,其角度向下调整30度。
“这就是‘文鳐’水空通吃的秘密武器。”南航航空学院研究生、项目组组长罗临远告诉记者,以往,空中无人机和水中无人机在各自的赛道上工作。它俩能不能合为一体从而完成跨介质任务?1年前,在一次研讨中,他大胆想象提出了这样的设想。老师的鼓励让他们立即行动起来。就这样,项目组通过1年的无数次实验,终于设计制作了一款兼具水中与空中航行、能实现空水介质跨越、采用全矢量电机的共轴双旋翼无人机。
“你看,就是这个角度变化,我们就做了无数次试飞。”罗临远说,他们提出了一种全新的适用于水空两栖的共轴动力设计方案,通过改变旋翼角度降低螺旋桨在水下的阻力,同时保证在空中的效率,从根本上减小了由于跨介质无人机工作介质的不同对螺旋桨效率的影响,降低了能量损耗,延长了续航时间。他们采用共轴组合动力系统,优化机械结构的设计,使得无人机体积小、重量轻、通过性好。同时,他们还对飞控进行了二次开发,设计了适用于模式切换的控制策略,实现不同模式的切换。
现场,南航自动化学院团队自主设计欠驱动多体曲率自适应爬壁机器人也吸引了大家的目光。团队队长李惠鹏是一名博士,他告诉记者,飞机经过长期运行后,外壳蒙皮表面可能会出现缺陷,这些潜在的缺陷会威胁飞行安全。以往,主要靠人工检查。“这种爬高上低的工作非常耗时耗力还很危险,我们就想着发明一种机器人。”李惠鹏说,飞机外壳的材料很特别,所以吸盘就非常关键。他们发明的这款机器人是双吸盘负压吸附,保证爬壁机器人的整体稳定运行。他们还设计了轮驱结构,保证了其检测效率。“这个机器人的手臂装上传导器就成了‘飞机体检医生’——机器人吸附力强、稳定性高,能实时捕捉、分析飞机蒙皮表面细微损伤,机器人上的机械臂可携带超声传感器检测蒙皮内部缺陷,20分钟就能完成一台大型客机机身、检测。”
南京航空航天大学研究生院副院长郑祥明介绍,“天宫杯”是南航研究生特色创新实践品牌活动。竞赛举办13年来,参赛队伍已达780余支,参赛研究生3300余人,获得立项的培育项目先后获得全国“挑战杯”大学生课外学术科技竞赛等一系列赛事中最高奖项。今年,有68项年度最新科技创新作品参与精彩角逐,参赛项目依然聚焦在航空航天领域,同时也将目光投到人工智能等相关领域。