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微型飛行器小體積、輕質(zhì)量、高機(jī)動(dòng)，能夠在狹小空間執(zhí)行拍照、探測和運(yùn)輸?shù)忍胤N任務(wù)，在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域擁有廣泛應(yīng)用前景。然而，此類飛行器普遍存在飛行時(shí)間短的痛點(diǎn)問題，尤其當(dāng)重量小于10克時(shí)，其飛行時(shí)間一般不超過10分鐘。這是因?yàn)槟壳拔⑿惋w行器的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部件一般采用傳統(tǒng)的電磁電機(jī)，而電磁電機(jī)在微型化后轉(zhuǎn)速高、發(fā)熱大，能量轉(zhuǎn)化效率急劇下降，甚至降到10%以下。微型電磁電機(jī)效率下降后，如果采用供電方便的自然太陽光作為能量來源，受限于太陽能電池的面積，很難滿足飛行需求。 為了解決上述難題，北航科研團(tuán)隊(duì)從微型發(fā)動(dòng)機(jī)的原理方面尋求突破，提出一種新的靜電驅(qū)動(dòng)方案，研制出了在微小尺寸下轉(zhuǎn)速低、發(fā)熱小、效率高的微型靜電電機(jī)，并首次實(shí)現(xiàn)了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續(xù)飛行，在微型飛行器的發(fā)展進(jìn)程中具有里程碑意義。 該飛行器主要由靜電發(fā)動(dòng)機(jī)和超輕質(zhì)高壓電源組成，具備低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）優(yōu)勢，首次實(shí)現(xiàn)了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續(xù)飛行。 靜電發(fā)動(dòng)機(jī)的核心是靜電電機(jī)，它是一種依靠靜子和轉(zhuǎn)子間的庫侖力來產(chǎn)生連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的新型微型電機(jī)，具備結(jié)構(gòu)簡單和無需繞組的優(yōu)勢，其高電壓（千伏級）、低電流（微安級）的工作特性也使其在工作過程中發(fā)熱少且無明顯紅外特征。相比傳統(tǒng)電磁電機(jī)，靜電電機(jī)表現(xiàn)出了顛覆式的效率和功耗特性，在小質(zhì)量（5克以內(nèi)）情況下，其能量轉(zhuǎn)化效率可達(dá)傳統(tǒng)電磁電機(jī)的10倍以上，產(chǎn)生相同升力所需功耗僅為電磁電機(jī)的1/10以內(nèi)，因此即便采用小尺寸太陽能電池，也可以為微型飛行器提供飛行所需功率。 電機(jī)雖然效率高、功耗低，但仍需要千伏級高壓電流來驅(qū)動(dòng)，然而傳統(tǒng)高壓電源由于體積和重量過大，無法搭載在微型飛行器上。因此團(tuán)隊(duì)還針對飛行應(yīng)用場景，研制了千伏級超輕質(zhì)高壓電源，主要包括太陽能電池和升壓電路兩部分，其中升壓電路可以在1.21克的重量下，將太陽能（或鋰電池）輸入的低壓直流電，轉(zhuǎn)換為4 - 9千伏的高壓直流電，相比美國斯坦福大學(xué)研發(fā)的同類技術(shù)升壓比提高了92%。 在微型靜電電機(jī)和超輕質(zhì)高壓電源的助力下，本項(xiàng)目研發(fā)出的飛行器整機(jī)僅有巴掌大小（翼展20厘米），重量比一張A4紙還輕（4.21克），尺寸和重量分別是此前世界最小、最輕太陽能飛行器的1/10和1/600。更進(jìn)一步，團(tuán)隊(duì)還提出一款翼展8毫米，質(zhì)量9毫克的超微型靜電飛行器，飛行功耗不到1毫瓦，展示了靜電電機(jī)在飛行器進(jìn)一步微型化中的巨大潛力。

        技術(shù)成熟度：技術(shù)突破         研發(fā)團(tuán)隊(duì)以設(shè)計(jì)制備寬光譜超材料吸收器和像元級集成紅外探測器為研究主線，在超薄寬帶高吸收原理與策略、材料/器件設(shè)計(jì)與制備方面取得了突破性進(jìn)展。圍繞器件吸收率低、噪聲等效溫差（NETD）大、集成兼容性差的難題，提出了無損與損耗型介質(zhì)結(jié)合、多模諧振耦合光吸收的思路，獲得超薄寬帶高吸收率材料；提出將超薄寬帶高吸收率材料與非制冷紅外探測器像元級集成新思路，獲得了寬譜、NETD小、多色探測的非制冷紅外探測器，NETD降低3倍，研究成果已在中國兵器北方夜視廣微科技應(yīng)用轉(zhuǎn)化。         意向開展成果轉(zhuǎn)化的前提條件：中試放大及產(chǎn)業(yè)化工藝開發(fā)資金支持

產(chǎn)品介紹DTS CANOpen是瑞慣科技自主研發(fā)生產(chǎn)的新一代數(shù)字型MEMS動(dòng)態(tài)雙軸傾角傳感器，專為測量運(yùn)動(dòng)載體的姿態(tài)而設(shè)計(jì)，尤其適用于運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)環(huán)境下的傾角測量。該傳感器內(nèi)置加速度計(jì)和陀螺儀，結(jié)合卡爾曼濾波算法，能夠準(zhǔn)確捕捉并輸出載體在運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)狀態(tài)下的實(shí)時(shí)姿態(tài)數(shù)據(jù)。采用CANOPEN通訊協(xié)議，DTS CANOpen在工業(yè)應(yīng)用中具有廣泛的兼容性和實(shí)用性。該產(chǎn)品采用非接觸式測量技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)輸出當(dāng)前姿態(tài)傾角，安裝簡便，無需校準(zhǔn)相對變化的兩個(gè)平面。其內(nèi)部集成了高精度的AD轉(zhuǎn)換器和陀螺儀單元，能夠?qū)崟r(shí)補(bǔ)償非線性誤差、正交耦合、溫度漂移以及離心加速度的影響，有效消除運(yùn)動(dòng)加速度帶來的干擾，顯著提升動(dòng)態(tài)測量精度。因此，DTS CANOpen能夠在復(fù)雜運(yùn)動(dòng)場景和惡劣環(huán)境中長期穩(wěn)定工作。作為一款動(dòng)靜雙模測量傳感器，DTS CANOpen具備強(qiáng)大的抗電磁干擾能力，適用于各類高強(qiáng)度沖擊和振動(dòng)的工業(yè)環(huán)境。其卓越的性能使其成為工業(yè)自動(dòng)化控制中測量姿態(tài)的理想選擇。主要特性★ 量程雙軸±90° ★ 分辨率0.01°★ 動(dòng)態(tài)精度±0.1° ★ 靜態(tài)精度±0.05°★ CANOpen協(xié)議 ★ 三種防護(hù)等級可選主要應(yīng)用★ 強(qiáng)沖擊振動(dòng)碎石設(shè)備 ★ 工程車設(shè)備測控★ 施工設(shè)備調(diào)平 ★ 農(nóng)用機(jī)械測控★ 飛行器姿態(tài)控制 ★ 船舶姿態(tài)監(jiān)測 性能參數(shù) DTS CANOpen 單位 參數(shù) 測量范圍 ° 橫滾±180，俯仰±90° 測量軸 軸 X Y 雙軸 橫滾俯仰分辨率1） ° 0.01 橫滾俯仰靜態(tài)精度@25℃ ° ±0.05 橫滾俯仰動(dòng)態(tài)精度(rms)@25℃ ° ±0.1 陀螺儀 陀螺儀量程 °/s ±300 零偏穩(wěn)定性(10s均值) °/h 8.5 零偏不穩(wěn)定性(allan) °/h 4.5 角度隨機(jī)游走系數(shù)(allan) °/sqrt(h) 0.25 加速度 加速度量程 g ±4 / ±16（可選） 零偏穩(wěn)定性(10s均值) mg 0.02 零偏不穩(wěn)定性(allan) mg 0.005mg 速度隨機(jī)游走系數(shù)(allan) m/s/sqrt(h) 0.005 零點(diǎn)溫度系數(shù)3）@-40～85℃ °/℃ ±0.01 靈敏度溫度系數(shù)4）@-40～85℃ ppm/℃ ≤100 上電啟動(dòng)時(shí)間 S ≤3.5 響應(yīng)時(shí)間 S 0.01 通訊協(xié)議 - CAN Open 電磁兼容性 - 依照EN61000和GBT17626 平均無故障工作時(shí)間MTBF 小時(shí)/次 ≥98000 絕緣電阻 兆歐 ≥100 抗沖擊 - 100g@11ms、三軸向(半正弦波) 抗振動(dòng) - 10grms、10～1000Hz 防護(hù)等級 - IP67 / IP68（可選） 重量 g 單連接頭≤165g(不含電纜線) / 雙連接頭≤180g(不含電纜線) 1)分辨率：指傳感器在測量范圍內(nèi)能夠檢測和分辨出的被測量的最小變化值。 2)精度：指在常溫條件下，對角度多次測量(＞16次)，取測量值與實(shí)際角度誤差的均方根差。 3)零點(diǎn)溫度系數(shù)：指傳感器零值狀態(tài)下，在其額定工作溫度范圍內(nèi)相對常溫的示值變化率。 4)靈敏度溫度系數(shù)：指傳感器在其額定工作溫度范圍內(nèi)，滿量程示值相對于常溫滿量程示值的百分比，隨溫度的變化率。