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仿生蝴蝶

指导教师:李祥 项目成员:吕景轩、解宇轩、姜昱辰、龙定瑜

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项目简介

项目概述

仿生蝴蝶是一种高度仿生的机器人技术,在多个领域都展现出显著的应用价值。

在教育领域,仿生蝴蝶可以作为教具使用。学生可以通过编程和遥控器控制蝴蝶完成特定飞行动作,直观理解飞行和操控的原理。

在科研领域,仿生蝴蝶为昆虫飞行机制的研究提供了有效的实验平台。通过对仿生蝴蝶飞行姿态与动作的分析,科研人员可以更深入地探究真实蝴蝶的飞行原理,推动相关理论的发展。

在民用领域,仿生蝴蝶的应用也非常广泛。仿生蝴蝶在艺术表演中多次亮相,如《梁祝》音乐会等,为艺术表演增添了科技元素,使表演更加丰富多样。在环境监测与救援方面,仿生蝴蝶可用于灾后幸存者搜查、危险建筑物检测及有毒气体监测等。

在军事领域,仿生蝴蝶可用于低空侦察与监视,执行目标搜索、通讯干扰等任务。通过红外或热成像等技术,仿生蝴蝶能够监测敌军建筑内部情况,检测化学、核或生物武器的存在,为军事行动提供关键信息支持。

在企业方面,德国费斯托公司(Festo )在仿生机器人领域具有重要影响力。其开发的仿生机械蝴蝶仅重32克,翅膀翼展50厘米,通过场地上的摄像头辅助飞行,最大限度地减轻处理器负担,保持蝴蝶体型轻巧。这些企业的成功案例表明,仿生蝴蝶技术不仅在科研、军事等领域具有重要价值,在商业应用中也具有巨大的价值潜力。

综上所述,仿生蝴蝶在教育、科研、民用及军事等多个领域都展现出了广泛的应用价值。在推动相关技术进步的同时,它也可以为社会生活带来诸多便利与创新。随着技术的持续发展,仿生蝴蝶的应用前景将更为广阔,有望在更多领域发挥重要作用。

我们的项目是自己制作一只能够飞行的仿生蝴蝶,通过自己实操装配、调试等各个环节,对仿生蝴蝶的制作、调试的过程和飞行有更深刻的体会。


项目目标

 通过自行确定各个部件的所需的参数,选定型号并完成蝴蝶整体结构的制作装配;通过代码控制和遥控器与接收器对频连接,经过多次参数的修改和调试,实现稳定操控蝴蝶的起飞、自主降落、一定半径内转弯、较长续航等功能。

详细来说,通过修改翼展尺寸和扑翼频率、幅度,实现蝴蝶的手持式起飞;并通过遥控器调整翅膀角度,操控起飞和降落,实现蝴蝶的自主降落;通过遥控器改变两边翅膀的角度差异,使两侧受力不同,从而在5m以内的半径实现转弯;通过计算电池容量和放电功率,实现蝴蝶能较长时间持续飞行。

项目成果

经过多次的试飞、调整代码参数、重新调整翼展宽度和制作翅膀、尝试和练习操控方法后,我们的项目基本实现了预期功能。蝴蝶能够在手持式的起飞方式下正常飞行,并能够通过遥控器控制翅膀的角度和扑翼的幅度,从而实现转弯和起飞降落的目标功能。经过多次测试后,蝴蝶的飞行时长也与预期相符,具有较长的续航能力。

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