课程项目展示

项目展示

仿生蝴蝶

指导教师:李祥 项目成员:谢健、夏侯瑄瑜、吴一晨、李佳翰

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项目简介

项目概述

本项目是《设计与制造》课程的实践项目,由谢健、夏侯瑄瑜、吴一晨、李佳翰组成团队完成。项目聚焦微型飞行器在低雷诺数环境下气动效率降低的问题,瞄准当前高端科研仿生飞行平台成本高昂与消费级玩具技术含量低的市场断层,以蝴蝶飞行的非定常气动原理和柔性翼被动变形原理为核心理论支撑,开展面向低成本遥控飞行的仿生蝴蝶设计与制造工作,旨在打造一款兼具科研深度与工程实用性的仿生蝴蝶工程样机,为微型仿生飞行器的工程化应用提供技术参考。


项目目标

1.  课程项目要求:本项目作为课程实践项目,核心要求是结合课程所学的设计与制造知识,完成仿生蝴蝶的全流程设计、制作与验证,实现理论知识与工程实践的深度融合,提升团队的工程设计与项目协作能力。

2.  核心设计:依据Weis-Fogh“拍合-剥离机制,优化扑动轨迹与翼面结构;采用轻量化材料组合实现极致减重,同时保证结构强度;开发低成本控制板+接收器+遥控器协同控制系统,实现飞行姿态与扑动频率的精准调控。

项目成果

1.  完整技术方案落地:完成全流程方案调研与设计,确定双舵机驱动+锂电池供电的动力系统、碳纤维骨架+风筝布翅面的核心结构方案,形成可落地的材料选型(碳纤维复合材料、聚酯薄膜等)与加工装配方案。

2.  样机制作与功能实现:成功完成全部核心零件的建模、加工与整机装配,样机结构稳定;开发电控代码实现精准控制,通过飞行测试验证了样机稳定的直线飞行与转向能力,复现了蝴蝶飞行的拍合机制,验证了柔性翼低频扑动的高升力特性。

3.  理论与实践融合:系统梳理蝴蝶飞行核心气动原理,形成完整的项目报告与结题汇报材料,明确了结构仿生优化、极致轻量化集成、非定常气动应用三大创新点,为相关领域研究提供了实验依据与工程参考。


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