“我的设计灵感来自于风筝和卷尺。”山东省实验中学学生史博元说。在近日举行的第34届全国青少年科技创新大赛上,他一举获得全国总决赛二等奖、中国科学院大学科技创新奖和“十佳最受公众喜爱”展位奖第一名三个奖项,成为此次总决赛中获奖等级最高、奖项最多的山东学生。
让史博元获奖的项目是“基于恒张力长行程有线供电平台的便携式无人机地面保障系统”。这到底是个啥项目?通俗一点的解释是,为解决无人机电池续航时间短的问题,史博元在无人机上加了一根线。这根线比风筝线略粗,约100米长,它一头连着无人机,一头连着锂电池,成功地把无人机的续航时间由半小时提升至72小时。
“72小时这一数据是我在数次实验中获得的。如果不考虑无人机因产生损耗需要休息的因素,这一数据还有很多提升空间。”史博元说。
续航时间的提升带来了很多可能。在一些固定场景的拍摄上,如学校运动会、火灾现场监控等,无人机可发挥更大的作用。目前已有不少单位对史博元发明表现出了极大的兴趣。
说起这项研究的初衷,史博元表示,他在观看《国家地理》时发现很多图片都是无人机拍摄的,于是对无人机产生了浓厚的兴趣。在接触的过程中,他发现无人机电池耗电很快,经常玩着玩着就没电了,于是他大胆萌生出为无人机“扯根线”的念头。
研究的过程并不一帆风顺,线的材质如何挑选?线的重量如何减轻?无人机移动造成线的张力过强怎么办?这一连串的问题都需要解决。在攻坚克难的过程中,史博元大胆实践了自己的构想。如为解决无人机在移动时容易造成线的张力过强的问题,史博元从风筝和卷尺中找到灵感,为这根线设计了自动控制系统,让线的长短自动适应无人机的高度。此外,他还得到了学校老师和清华大学教授的指点。
经过一年多的努力,在摔坏了三架无人机后,史博元于2019年2月获得了国家知识产权局颁发的专利证书。
史博元表示,下一步他还将在减轻线的重量、增加设备的便携性、扩大无人机的活动范围等方面进一步努力。
(本报记者范开云)
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