水空两栖机器人中的仿生可折叠翼
机器人学
2023-04-11 v1
摘要
水空两栖机器人的概念已成为一种可在空中与水下作业的创新解决方案。以往此类机器人设计的研究主要集中于固定翼与多旋翼飞机等成熟技术。飞鱼是一种独特的水空两栖动物，既能在水中游动又能在海面滑翔，但作为仿生机器人模型尚未被充分探索，尤其是其带有可折叠胸鳍的运动模式。为验证可折叠翼对飞鱼运动模式的贡献，我们受飞鱼启发设计了一种带有可折叠翼的新型生物机器人。该仿生原型已成功设计与制造，其可折叠翼采用软液压执行器，这是软执行器在微型水空两栖机器人中的创新应用。我们分析并建立了精确的控制动力学模型，测试了软液压执行器与详细的气动系数。为进一步验证可折叠翼的可行性，我们在不同情形（如发射角、可折叠翼面积以及利用地面效应的优势）下进行了仿真。结果确认了对可折叠翼的控制，并展示了水空之间的独特多模态运动模式。总体而言，我们的研究代表了对水空两栖机器人中可折叠翼的探究，并对水空两栖机器人发展有重要贡献。可折叠翼的使用必将对未来水空两栖机器人有所贡献。
引用
@article{arxiv.2304.04302,
title = {Bionic Collapsible Wings in Aquatic-aerial Robot},
author = {Xiao Xiong and Xinyu Zhang and Huanhao Huang and Kangyao Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.04302},
year = {2023}
}