宁诺创新创业团队凭一枚“硬币”征服业内顶尖企业

火神山医院建造时的夜间照明,广袤农林的植物保护作业,还有茫茫海面的目标追踪……如今,这些应用场景的实现只需要一架“工业型无人机”。

在宁诺,就有一个年轻的创业团队聚集这一领域。近日,他们成功自主研发出用于系留无人机电机的高速高压无感FOC技术,并已经获得了以色列无人机企业以及国内知名企业的订单。

我可以自豪地说,目前全球范围内我们在该类产品中,没有竞品,这也是能获得业内顶尖企业青睐的主要原因。”团队负责人施博闻说。

一群90后少年是如何在一个壁垒极高的市场,通过技术创新撕开一条线的?

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  • 仅硬币大小电机,却有千瓦功率和3w转速

系留无人机,顾名思义是用一根很长的系留综合缆绳连接地面上的电源来使用,类似于放风筝,通常应用于对无人机持续作业时间要求高的场景中。但长时间的作业,也对无人机驱动电机的软硬件提出了极高的要求。

据施博闻介绍,传统工业中的无人机电驱动,一般采用相对较低的电压等级。广泛使用的无刷直流电机(BLDC)方案,虽然性价比高,但是容易产生噪音和过多能量消耗,因此在系留无人机的长续航应用中,一直是一块短板。行业“新兵”无感高速适量控制(Senerless HS FOC)技术则可以实现更高的控制频率和精度,使得电机运行更加平稳,并且具有高速的动态响应。缺点是技术门槛极高,需要非常复杂的数学算法。

施博闻说,他们着手研究这项技术时,因为要处理复杂的数字讯号和算法,他们几度失败,甚至觉得“这从原理上无法实现。”但大家一遍一遍调试,死磕每一个环节,最终取得了突破。

目前团队将高速高压无感FOC技术适配于超小型系留无人机电机。电机仅硬币大小,重量约50g,为一颗鸡蛋的重量,输出功率却达到1000w,转速高达每分钟3万转,同时满足小型与高压的特质,较现有技术高出5-10倍的频率差。

他们获得技术突破的消息也让业内的企业看到了商业可能性,以色列的一家无人机领头企业第一时间向他们下单了一批产品,用于无人机机器人自动采摘。

  • 在超大、超小两个极限探索与精耕

施博闻本科毕业于宁波诺丁汉大学。随后直博,师从宁波诺丁汉大学首席研究员张何教授。毕业后,他没有选择继续学术研究,而是将精力投入到产品的产业化中。“我的导师一直告诉我们,研究不应该只是实验室里的模型,而是经得起一次次测试,能够在实际场景中验证可能性并最终实现的应用。这也深深影响了我。”

2018年,因为看好无人机这一行业的发展前景,施博闻与几位创始人发挥技术优势,入驻宁波诺丁汉大学孵化园,研发并推广无人机电驱动系统。因为实验和测试的需求,施博闻还“转型”成为了一名穿越机飞手。

一开始,团队的想法是运用市场上的现有技术,进行适度改良,做出在性能上有所提升的产品,没想到因为行业壁垒,他们屡屡受挫。就在这时,孵化园为他们联系了学校商学院的黄琳老师。她带领学生团队分析研究后,一针见血地指出了施博闻团队产品的主要问题 ——“创新创业团队本身影响力和市场份额不如大公司,所以‘只比市场现有产品好一些’的产品是不行的,一定要做出自己独有的产品,才能被人看见。

听取建议后,施博闻团队开始精耕细分市场领域,避开大公司已经成熟的领域,找到自己擅长的方向,并最终创新性地想到将前沿FOC技术运用于无人机电驱动领域,并主要向超大、超小载重无人机电驱动系统这两个极限不断深入探索。2019年,团队申报了李达三创新基金,获批70万元资金支持。

值得一提的是,目前团队不仅在“超小”这一极限取得突破,在“超大”这一极限他们则在为大载重无人机提供更多可靠性上取得进展。最新研发的产品运用高冗余控制技术已经实现超低故障率,现已和某知名企业签订合约,并与多家国内企业达成初步合作意向。

施博闻说,明年年中他们会考虑规模化生产超小型系留无人机电驱动系统。“希望通过技术创新做有意义的engineering。”