WikiDer > DelFly

DelFly
DelFly Micro, 3,07-граммовая камера с машущим крылом MAV

В DelFly[1][2][3][4][5][6][7] полностью управляемый оборудованный камерой хлопанье крыло Микро Воздушный Автомобиль или же Орнитоптер разработан в Лаборатория микроавтомобилей Делфтского технологического университета в сотрудничестве с Университет Вагенингена.

В Проект DelFly[8] фокусируется на полностью функционирующих системах и следует нисходящий подход к все меньшему и более автономному машущему крылу МАВ.

В DelFly Micro с размахом крыла 10 см и весом 3,07 грамма является самым маленьким свободно летающим управляемым машущим крылом MAV, оснащенным камера и видеопередатчик.[9] Существуют более мелкие MAV с машущим крылом, но без бортовой камеры. В частности, любитель из Олбани, штат Нью-Йорк, построил машущее крыло MAV массой 920 мг и размахом крыла всего 60 мм, что составляет самая маленькая в мире летающая заслонка до настоящего времени.

28 сантиметров 16 грамм DelFly II был способен выполнять вертикальный взлет и посадку и демонстрировал упрощенные формы автономного полета, в основном с использованием внебортной обработки.[4][6][10]

В DelFly Explorer[11] измеряет 28 сантиметров при весе 20 граммов и оснащен миниатюрной системой стереозрения для автономного полета в зданиях.

DelFly Nimble в режиме зависания

В DelFly Nimble[12] это очень маневренный, машущий без хвоста MAV. Он управляет, изменяя движения крыльев, что позволяет ему выполнять высокоскоростные маневры, такие как сальто на 360 градусов. Одно из его применений - изучение полета насекомых; имитируя чрезвычайно быстрые маневры эвакуации плодовых мух, был обнаружен новый аэродинамический механизм, который помогает совершать быстрые повороты крена. Компания-стартап Дроны-хлопушки разрабатывает коммерческую версию DelFly Nimble для приложений в сфере развлечений (шоу дронов, фестивали, тематические парки).[13]

История

В Проект DelFly началась в 2005 в качестве упражнения по синтезу дизайна для группы студентов бакалавриата Факультет аэрокосмической техники из TU Delft. Конструкцию машущего крыла курировал Университет Вагенингена,[3] пульт дистанционного управления и интеграция микрокамеры Ruijsink Dynamic Engineering, а также обработка изображений в реальном времени Делфтским университетом.[14] Результатом этого упражнения стал DelFly I, 50 см размах крыльев, 21 граммы машущее крыло MAV оснащен камерой. DelFly I мог летать как быстро, так и выполнять медленный полет в зависании, обеспечивая при этом достаточно стабильные изображения камеры.

В 2007, то DelFly II Создано: размах крыла 28 см, машущее крыло MAV 16 грамм, оснащенное бортовой камерой. Эта версия была не только меньше, но и имела гораздо более широкий диапазон полета: от 7 м / с вперед до полета в режиме почти зависания и даже полета назад со скоростью -1 м / с. В отличие от DelFly I, DelFly II мог взлетать и садиться вертикально. Время полета DelFly II составляло около 15 минут.

За DelFly II последовали 2008 посредством DelFly Micro, размах крыла 10 см, машущее крыло MAV 3,07 грамма, также оснащенное камерой.[15] DelFly Micro полностью управляемый с 3-мя элементами управления дроссельной заслонкой, рулем высоты и рулем направления. Учитывая ограниченную бортовую энергию, время полета DelFly Micro составляло от 2 до 3 минут. DelFly Micro занесен в книгу рекордов Гиннеса 2009 как самый маленький самолет в мире, оснащенный камерой.

DelFly участвовал в выпусках 2005, 2007, 2008, 2010 и 2013 годов. Соревнования по микро-авиатехнике и был первым автомобилем, продемонстрировавшим полностью автономный полет в помещении.[16]

В DelFly Explorer был создан в 2013. Он имеет систему стереовидения, которая позволяет автономно избегать препятствий даже в неизвестных и неподготовленных условиях.

В DelFly Nimble, представленный в 2018, это первый бесхвостый DelFly. Он намного маневреннее, чем предыдущие разработки; может парить и летите в любом направлении со скоростью до 7 м / с при прямом полете. Он имеет относительно простой дизайн и основан на коммерческих компонентах полок и деталях, напечатанных на 3D-принтере.

В 2019, технологическое подразделение Делфтского технологического университета Дроны-хлопушки финансировалась разработка коммерческой версии DelFly Nimble.

Влияние

DelFly основан на масштабных соотношениях для аэродинамической конструкции машущих крыльев,[5] которые были обнаружены в лаборатории Дикинсона в Калифорнийском технологическом институте в сотрудничестве с Университетом Вагенингена.[3][17][18] Предыдущие исследования в лаборатории Дикинсона[19] также вдохновил РобобиДизайн роботов и DelFly был основан на исследованиях роботов с моделями летающих насекомых.[20] DelFly повлиял на TechJect Dragonfly БПЛА и FlyTech Стрекоза среди многих других относятся к разработкам DelFly.

Проблемы дизайна

Конструкция автономных легких MAV с машущим крылом весом менее 20 г создает проблемы в различных областях, в том числе: материалы, электроника, контроль, аэродинамика, компьютерное зрение и искусственный интеллект. Все эти домены взаимодействуют друг с другом. Например, исследования конструкции и аэродинамики крыльев повысили эффективность полета и количество создаваемой подъемной силы. Это позволяет брать на борт большую полезную нагрузку, например, больше на борту датчики и обработка. В свою очередь, такая бортовая обработка может использоваться для выполнения автоматических маневров в аэродинамической трубе, помогая создавать лучшие модели DelFly и его низкий Рейнольдс аэродинамика.

Приложения

МАВ с машущим крылом имеют естественный внешний вид и по своей сути безопасны благодаря небольшому весу и низкой скорости крыльев. Это делает их особенно подходящими для полета в помещении, в том числе в присутствии людей. Кроме того, МАВ с машущим крылом могут использоваться как (дополненная реальность) игрушки, но другие возможные применения включают осмотр внутренних промышленных сооружений или видео трансляция толпы во время закрытых мероприятий. DelFly хорошо летает в помещении с выключенным кондиционером и на улице при очень слабом ветре.

Исключительные летные возможности DelFly Nimble в сочетании с присущей ему безопасностью и естественным внешним видом открыли новые возможности в сфере развлечений. Компания-стартап Дроны-хлопушки разрабатывает технологию для шоу дронов во время концертов, фестивалей и в тематических парках.

Рекомендации

  1. ^ Д. Лентинк, Н. Л. Брэдшоу и С. Р. Йонгериус. «Новый микро-самолет, вдохновленный полетом насекомых». Сравнительная биохимия и физиология Часть A: Молекулярная и интегративная физиология 146.4 (2007): S133-S134.
  2. ^ Брэдшоу, Нэнси Л. и Дэвид Лентинк. «Аэродинамическая и структурно-динамическая идентификация микровоздушного аппарата с машущим крылом». Конференция AIAA, Гавайи. 2008 г.
  3. ^ а б c Лентинк, Д. "Изучение биожидкостной динамики плавания и полета". Университет и исследовательский центр Вагенингена, Вагенинген (2008 г.).
  4. ^ а б de Croon, G.C.H.E .; de Clercq, K.M.E .; Ruijsink, R .; Ремес, В .; де Вагтер, К. (1 июня 2009 г.). «Дизайн, аэродинамика и визуальное управление DelFly». Международный журнал микровоздушных транспортных средств 1 (2): 71–97. DOI: 10.1260 / 175682909789498288.
  5. ^ а б Лентинк, Дэвид, Стефан Р. Йонгериус и Нэнси Л. Брэдшоу. «Масштабируемая конструкция машущих микровоздушных аппаратов, вдохновленная полетом насекомых». Летающие насекомые и роботы. Springer Berlin Heidelberg, 2010. 185-205.
  6. ^ а б ^ де Кроон, G.C.H.E .; де Вердт, Э.; Де Вагтер, К.; Ремес, B.D.W. ; Руйсинк, Р. (апрель 2012 г.). "сигнал изменения внешнего вида для избегания препятствий". Робототехника, транзакции IEEE на 28 (2): 529–534. DOI: 10.1109 / TRO.2011.2170754.
  7. ^ de Croon, G.C.H.E., Percin, M., Remes, B.D.W., Ruijsink, R., De Wagter, C., «DelFly: конструкция, аэродинамика и искусственный интеллект робота с машущими крыльями», Springer, (2015).
  8. ^ «ДельФлай».
  9. ^ «Самая маленькая камера-самолет».
  10. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2013-12-14. Получено 2013-12-11.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  11. ^ Де Вагтер К., Таймонс С., Ремес Б. Д. У., Де Кроон, Г. К. Х. Э. , «Автономный полет 20-граммового MAV с машущим крылом с 4-граммовой бортовой системой стереозрения» на Международной конференции IEEE 2014 года по робототехнике и автоматизации (ICRA 2014).
  12. ^ Матей Карасек, Флориан Т. Муйрес, Кристоф Де Вагтер, Барт Д.В. Ремес, Гвидо C.H.E. де Кроон: Бесхвостый воздушный робот-заслонка показывает, что мухи используют крутящий момент в быстрых поворотах по крену. Наука, Том 361, Выпуск 6407, 2018.
  13. ^ "Flapper Drones".
  14. ^ Де Вагтер, Кристоф и Дж. А. Малдер. «На пути к осознанию ситуации с БПЛА на основе видения». Конференция и выставка AIAA по руководству, навигации и управлению. 2005 г.
  15. ^ "Статья Delfly Micro IEEE"
  16. ^ http://www.imavs.org
  17. ^ Лентинк, Дэвид и Майкл Х. Дикинсон. «Биогидродинамическое масштабирование взмахов, вращений и перемещений плавников и крыльев». Журнал экспериментальной биологии 212.16 (2009): 2691-2704.
  18. ^ Лентинк, Дэвид и Майкл Х. Дикинсон. «Вращательные ускорения стабилизируют вихри на передних кромках вращающихся крыльев мухи». Журнал экспериментальной биологии 212.16 (2009): 2705-2719.
  19. ^ Дикинсон, Майкл Х., Фриц-Олаф Леманн и Санджай П. Сане. «Вращение крыльев и аэродинамические основы полета насекомых». Science 284.5422 (1999): 1954-1960.
  20. ^ Лентинк, Дэвид. «Биомиметика: летают как муха». Природа (2013).