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利用拥抱翼机器人在垂直杆上实现碰撞栖息

机器人学 2024-02-06 v1

摘要

带翼无人飞行器的栖息问题通常通过复杂的控制或复杂的附属装置来解决。在此,我们提出了一种简单而新颖的方法,依靠被动翼变形实现在树木和其他类型垂直杆上的碰撞着陆。受动物和蝙蝠肢体抓握和依附树木的适应性启发,我们设计了兼具空中滑翔和在杆上栖息双重功能的机翼。采用上翘鼻部设计,机器人可以在与杆正面碰撞时从水平飞行被动重新定向为垂直状态,随后利用机翼拥抱杆体以实现栖息。我们从撞击速度和角度、杆材材质及尺寸等方面表征了重新定向和栖息的性能。该机器人在大于 15{\deg} 的撞击角度和 3 m/s 至 9 m/s 的速度下能稳健地重新定向,并能抓住直径大于其翼展 28% 的各种类型杆体。我们演示了在树干上的碰撞栖息,总体成功率为 71%。该方法为空中机器人在巡检、维护和生物多样性保护等应用中的使用开辟了新的可能性。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.02092,
  title  = {Crash-perching on vertical poles with a hugging-wing robot},
  author = {Mohammad Askari and Michele Benciolini and Hoang-Vu Phan and William Stewart and Auke J. Ijspeert and Dario Floreano},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.02092},
  year   = {2024}
}

备注

14 pages, 6 figures. Supplementary material available. Under review at Communications Engineering