机械设计与研究

德国逆天的仿生机械,这才是真正的黑科技!

 

FESTO是一家德国公司,在自动化技术和仿生技术方面有很高的造诣,尤其是在仿生学领域已经风靡全球。它由 Albert Fezer 和 Gottlieb Stoll 于 1925 年创立。公司名称由两位创始人名字中的英文字母FE和STO合并而成。

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Festo 公司最初产品为木工机械,木工工具品牌为费斯托工具。经营范围包括木工工具、汽车工具、旋转抛光机、移动式除尘器和建筑涂料产品。 1950 年代,Festo 率先认识到气动技术对工业自动化的重要性,并成为气动自动化领域的全球领导者。

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仿生机械是模仿生物的形态、结构和控制原理,设计制造功能更集中、效率更高、生物特性更高的机器。研究仿生机械的学科称为仿生机械,是1960年代后期生物学、生物力学、医学、机械工程、控制论和电子技术相互渗透和融合形成的边缘学科。仿生机械研究的主要领域是生物力学、控制体和机器人。

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德国费斯托,以各种栩栩如生的机器人动物而闻名于世。最近又研制出一种机器人蝙蝠,真假难辨。它的原型是世界上最大的蝙蝠:飞狐,其关节和翼膜与真正的飞狐的身体完全相同。

机器人蝙蝠展开的翅膀宽228厘米,身长87厘米,非常大。借助运动跟踪系统,它可以规划飞行轨迹,在特定空间内自由飞行。

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机器人蝙蝠由弹性纤维材料3D打印制成,可以像真正的蝙蝠一样在空中翱翔。狐蝠是世界上最大的蝙蝠。它主要用翅膀推动身体在空中飞行。它的翼膜在飞行中起着关键作用。这种翼膜由轻质弹性材料制成,具有许多与鸟类羽毛相似的特性。

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为了达到精细程度,工程师使用碳棒打造了它的整体结构,并成功地使用高弹性材料 3D 打印了它的机械结构。

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配备电机,红外接收器和电子元件,3D打印的机器人蝙蝠可以根据工程师预设的飞行路线执行各种飞行任务。

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由 Festo 开发机械蝴蝶,它看起来像一只真正的蝴蝶一样轻盈。在各种通信技术、传感器和GPS的配合下,许多机器蝴蝶在同一个空间中缓慢飞行而不会相互碰撞。

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每只蝴蝶仿生机器人可以独立操作,通过独立控制的机翼进行自我调整,并可以按照预先设定的路线飞行。它们配备了许多红外传感器,以避免在飞行过程中发生碰撞。翼展50cm长,体重仅32g,翅膀每秒摆动1-2次,速度可达每秒2.5米,每次充电后可连续飞行3-4分钟。

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Festo 的原版仿生动物是一种名为Airacuda的仿生鱼。最初的仿生动物机器人在外观上还是有些粗糙。

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这台机器仿生鱼依靠气动肌腱生动地游动。它的头部有一个真空室,不仅可以实现灵活的尾部摆动,还可以上下浮动。

后来,费斯托又做了一个仿生比目鱼。这条鱼的外观非常逼真。

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待填写与氦气球是仿生水母的主体。它可以在水中自由移动,也可以飞上天空。

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还有飞向天空的仿生企鹅内置了自主判断系统,可以根据水流的方向进行导航和定位。其内置的 3D 声纳系统可以依靠声波来感知其他企鹅的位置并防止它们与它们发生碰撞。

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说到“ “飞上天”,仿生鸟当然少不了!费斯托科学家破解鸟类飞行原理,研发出这款SmartBird仿生鸟。

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Smartbird可以完美模拟鸟类的飞行状态,甚至很难辨别真伪。和普通鸟类一样,它们依靠翅膀提供飞行动力,它们的翅膀不仅可以上下拍打,还可以扭转一定角度,甚至可以全角度转动头部。