扑翼飞行器如何自主栖息于树枝
机器人学
2022-12-14 v1
摘要
扑翼是产生 aerial 机器人升力和推力的仿生方法，可实现安静高效的运动。该技术的优势在于安全性、机动性以及与环境和人、动物的物理交互。然而，要使这些机器人获得实际应用，必须能够栖息和着陆。尽管栖息领域近期取得进展，扑翼飞行器（ornithopters）至今仍无法在树枝上停飞。在本文中，我们提出一种新方法，定义了使扑翼飞行器可靠且自主地降落于树枝上的流程。该方法描述了扑翼飞行控制器、近距修正系统与被动爪附件的协同工作。飞行由俯仰-偏航-高度三重复合控制器及集成机体电子系统处理，允许以 3 m/s 速度栖息。近距修正系统通过快速光学树枝感知补偿着陆时的位置偏差。辅以被动双稳态爪设计，可锁定并保持 2 Nm 扭矩，在 25 ms 内抓取，并借助集成腱驱动重新张开。该栖息方法辅以四步实验开发流程，以优化成功设计。我们用一个 700 g 扑翼飞行器验证该方法，并展示了扑翼机器人首次自主栖息于树枝的飞行，该结果在第二台机器人上复现。本工作为扑翼机器人在长距离任务、鸟类观测、操控及户外飞行中的应用铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2207.07489,
title = {How ornithopters can perch autonomously on a branch},
author = {Raphael Zufferey and Jesus Tormo Barbero and Daniel Feliu Talegon and Saeed Rafee Nekoo and Jose Angel Acosta and Anibal Ollero},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.07489},
year = {2022}
}