
低空經濟興起,本設計針對高速公路場景中無人機救援任務的續航與充電基礎設施空間限制問題,提出了一套集成清潔能源與集約化設計的自主換電站系統。系統由風能立柱、路燈桿上的無人機換電倉以及無人機多場景模塊化連接件這三大物理硬件組成。風能立柱通過無葉渦輪摩擦納米發電機(BWT-TENG)將車流風能轉化為電能,并連接于高速公路路燈,減少占地空間;路燈桿上的無人機換電倉使用機械臂換電,搭載光伏儲能系統,支持無人機快速換電,與風能立柱實現“多桿合一”;無人機多場景模塊化連接件,可2秒切換醫療急救包、投影警示等設備,使無人機快速協作完成開路引導救援的任務。該方案通過“車流風能—儲能換電—多機協同”三級循環,實現了低空基礎設施低碳供能、空間高效利用與應急救援快速響應,為智慧高速建設提供了可持續方案。
指導老師評語:以高速公路場景為例,聚焦低空經濟發展,不是創造難以實現的新型無人機,而是聚焦無人機基礎充電設施及高速系統應用,具有一定實際性意義和價值。主要創新點總結有三:1)用車流風能發電,用車流風能、太陽能、BWT-TENG無葉發電技術,推動低空經濟與\" 雙碳\"戰略融合;2)高速路燈模塊化充電樁設計,高速路燈—無人機艙—充電樁多桿合一模塊化快速切換——風能高效利用;3)多場景無人機連接模塊,高速事故檢測、救援開路、擁堵疏導、日常巡檢等多場景應用無人機連接件設計。
通過系統的調研分析與創新設計,通過設計在以上三點,對低空經濟無人機基礎充電設施領域起到一定理論與實踐應用價值。研究過程中,該作品系統展現了以下多維能力:1)基于產業需求的理論研究能力;2)涵蓋概念設計、三維建模到實物制作的全流程設計實現能力;3)包含視頻制作與版式設計的可視化表達能力。