[發(fā)明圈]小小飛行器載著理想飛

 □班永威   劉迪 文/圖

調(diào)試。

六旋翼飛行器。

吸墻器。

“我要高飛，到天空的頂點(diǎn)，我要飛到無人能及的視界。飛得再累，不準(zhǔn)自己跌墜，直到太陽就在我的指尖……”隨著一首青春勵(lì)志的歌曲響起，一架“無人機(jī)”緩緩起飛，在一名同學(xué)嫻熟的操縱下上下翻騰。空中懸停、定點(diǎn)拋物、失控保護(hù)-自動(dòng)返航、機(jī)械臂-高空送物、吸盤-定點(diǎn)吸附，一個(gè)個(gè)高難度動(dòng)作，讓觀看的人驚呆。

這是筆者在一個(gè)視頻中看到的場(chǎng)景，視頻中出現(xiàn)的這個(gè)“無人機(jī)”名叫六旋翼飛行器，是由黃淮學(xué)院“創(chuàng)客空間”的幾名學(xué)生自主設(shè)計(jì)然后組裝而成的。

發(fā)展前景好

“創(chuàng)客空間”是黃淮學(xué)院為大學(xué)生搭建的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的平臺(tái)，飛行器的制作是由“創(chuàng)客空間”的“小飛鼠團(tuán)隊(duì)”完成的，團(tuán)隊(duì)一共6個(gè)人，分別是李豪乾、王遠(yuǎn)、丁冠翔、張林帥、趙澤源和曹小敏。這是一群計(jì)算機(jī)水平過硬、專業(yè)知識(shí)豐富、富有創(chuàng)造力的年輕人，其中，王遠(yuǎn)和趙澤源分別是全國(guó)大學(xué)生設(shè)計(jì)競(jìng)賽二等獎(jiǎng)和河南省機(jī)器人大賽三等獎(jiǎng)的獲得者。

問及當(dāng)初選擇研究飛行器的原因，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人李豪乾告訴筆者，如今多軸飛行器市場(chǎng)運(yùn)用廣泛，以前遙不可及的小型“無人機(jī)”已經(jīng)進(jìn)入廣大群眾的日常生活，近幾年明星或市民利用飛行器求婚的消息也屢見報(bào)端。目前我國(guó)內(nèi)地低空空域逐步開放，消費(fèi)者對(duì)飛行器有很大的潛在需求，低空飛行器將獲得巨大的發(fā)展機(jī)遇，國(guó)家對(duì)飛行器行業(yè)的發(fā)展也給予了足夠的重視。

“目前市場(chǎng)上的飛行器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一，大家對(duì)飛行器的認(rèn)識(shí)還停留在娛樂和航拍上，而一些必須由人類參與的高空工作要求在飛行器上有所突破。而且，隨著第一次新科技革命的興起、信息化時(shí)代的到來，一項(xiàng)項(xiàng)的科技突破，對(duì)飛行器行業(yè)也是一次次極大的推動(dòng)，飛行器行業(yè)在未來肯定會(huì)有一個(gè)質(zhì)與量的飛躍。”李豪乾說。

“除了是科技發(fā)展的趨勢(shì)外，‘大疆’的成功也激勵(lì)著我們。”提到“大疆”，李豪乾的眼中透著興奮。深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司（DJI）被稱為無人機(jī)領(lǐng)域的“蘋果”，這個(gè)在深圳土生土長(zhǎng)的科技企業(yè)，被《華爾街日?qǐng)?bào)》稱為“首個(gè)在全球主要的消費(fèi)產(chǎn)品領(lǐng)域成為先鋒者的中國(guó)企業(yè)”。中國(guó)本土企業(yè)在世界無人機(jī)領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，給了這群大學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造的動(dòng)力，鼓舞他們繼續(xù)前進(jìn)。

六旋翼飛行器

普通市民可能只是對(duì)“無人機(jī)”有所耳聞，但是提到“六旋翼飛行器”，大家就和筆者一樣感到迷惑。通過李豪乾提供的資料，筆者對(duì)這個(gè)專業(yè)名詞有所了解。“小飛鼠團(tuán)隊(duì)”發(fā)明的六旋翼飛行器是多軸飛行器的一種。多旋翼是我們想象中最簡(jiǎn)單的飛行器：通過一組朝向地面的風(fēng)扇的反作用力，升起飛機(jī)，通過控制不同電機(jī)轉(zhuǎn)速從而實(shí)現(xiàn)加速、減速運(yùn)動(dòng)。風(fēng)扇就是指旋翼。

六旋翼飛行器是指飛行器有六個(gè)旋翼，此外還有四旋翼飛行器和八旋翼飛行器。在旋翼的每一個(gè)方向上使用轉(zhuǎn)向相反的一組電機(jī)，就實(shí)現(xiàn)了旋翼通過提升或者減緩一組電機(jī)的的速度實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)或者右轉(zhuǎn)。水平方向的運(yùn)動(dòng)是通過加速或者減速同側(cè)電機(jī)實(shí)現(xiàn)，這可以讓旋翼在需要的方向?qū)崿F(xiàn)滾轉(zhuǎn)或者俯仰而且同時(shí)保持平衡。旋翼傾斜的角度就指向了它速度的方向，旋翼通過自動(dòng)調(diào)整傾斜實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾（陣風(fēng)）的補(bǔ)償從而實(shí)現(xiàn)懸停。

為了讓這個(gè)“無人機(jī)”飛起，需要有多旋翼飛機(jī)，包括機(jī)架、電機(jī)、電調(diào)、螺旋槳和電池，還要有無線電控制發(fā)射器和接收器，給多旋翼發(fā)送指令。

兩次參賽都有收獲

從2014年底成立到現(xiàn)在，“小飛鼠團(tuán)隊(duì)”帶著他們的作品參加過兩次比賽，第一次參加的是深圳的“創(chuàng)客”大賽，第二次是全國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽河南站的比賽。

“第一次參賽，我們沒有取得名次。第二次在鄭州的比賽，我們通過初賽、復(fù)賽，進(jìn)入了決賽，現(xiàn)在正在等待最終名次的公布。”提到兩次比賽的經(jīng)歷，李豪乾感慨不已。他說，在深圳的“創(chuàng)客”大賽上，他們團(tuán)隊(duì)派出兩名成員去參加，但是由于經(jīng)驗(yàn)不足加上當(dāng)時(shí)用了“開源”的飛控軟件，主辦方覺得他們?cè)趧?chuàng)新方面的競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，沒有給他們名次。經(jīng)過這次的比賽經(jīng)歷，成員們對(duì)自主產(chǎn)權(quán)有了新的思考。

最近一次參加在鄭州舉行的全國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，讓他們備受鼓舞。“小飛鼠團(tuán)隊(duì)”帶去的作品依然是六旋翼飛行器。李豪乾回憶，比賽時(shí)其他隊(duì)伍大多用飛行器做航拍或跟拍，而他們的飛行器主打運(yùn)送物品。“如今快遞送貨已深入人們的生活，雖然現(xiàn)在城市交通運(yùn)輸很發(fā)達(dá)，但是仍會(huì)有一些偏遠(yuǎn)地區(qū)送不到，他們希望可以用飛行器實(shí)現(xiàn)對(duì)快遞貨物的運(yùn)送，可以直接送到高層，實(shí)現(xiàn)收貨人開窗取貨的設(shè)想。”李豪乾說。

李豪乾向筆者講解了六旋翼飛行器運(yùn)送貨物的原理：飛抵目標(biāo)地點(diǎn)時(shí)，飛行器自帶的吸盤會(huì)吸附墻面著陸，他們利用離心泵一直抽取吸盤中的氣體，而飛行器下方安裝了兩個(gè)支架，實(shí)現(xiàn)“上拉下支”維持飛行器不掉落，這時(shí)電機(jī)會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)保證收貨人在取物時(shí)的安全。飛行器送貨完畢，電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)閉吸盤，飛行器脫離墻面。

賽后，評(píng)委老師給了他們很高的評(píng)價(jià)，并且建議他們以后可以專注研究運(yùn)送物品這一項(xiàng)市場(chǎng)應(yīng)用。賽后，團(tuán)隊(duì)成員總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，決定在支架材質(zhì)、吸盤的吸附強(qiáng)度等方面繼續(xù)改進(jìn)。

李豪乾說，每參加一次比賽，不管得獎(jiǎng)與否，對(duì)他們來講都有收獲。因?yàn)榧夹g(shù)支持有限，制作周期長(zhǎng)，成員們有時(shí)會(huì)萌生放棄的想法。但此次老師給出的指導(dǎo)，使他們的未來發(fā)展方向更為明確，堅(jiān)定了他們研究下去的決心。

下一階段的規(guī)劃

“自主產(chǎn)權(quán)是我們接下來要解決的首要問題。”李豪乾表示，在飛行器這個(gè)細(xì)分領(lǐng)域里，幾名同學(xué)的專業(yè)知識(shí)稍顯薄弱，面對(duì)機(jī)械省力計(jì)算、工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題很難獨(dú)立解決，過去只能采用“開源”現(xiàn)有的資料做，但現(xiàn)在由于“創(chuàng)客空間” DLP光固化3D打印機(jī)的成功研發(fā)，給了他們一些幫助。

下一步，他們決定在“開源”的技術(shù)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)研發(fā)，轉(zhuǎn)化出自己可更改的東西，繼續(xù)將飛行器運(yùn)送物品這個(gè)項(xiàng)目做下去。

李豪乾告訴筆者，現(xiàn)在已經(jīng)有很多同學(xué)在“創(chuàng)客空間”制訂了人生規(guī)劃，他也不例外。他希望畢業(yè)之后可以在自己喜歡的這個(gè)領(lǐng)域打拼出一片新天地。

或許不久后，人們就能享受到快遞送至窗外的便捷了。

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