QuadSoft：一种软驱动四旋翼的设计、构建与实验验证

本文提出了 QuadSoft，一种新型全驱动四旋翼，配备连续曲率腱驱动软机械臂。该设计将半刚性中心框架与柔性臂相结合，使飞行器在飞行过程中能够进行受控的结构重配置而无需改变螺旋桨布局。与依赖离散弯曲关节的现有软空中平台不同，QuadSoft 利用连续体变形方法来调节臂曲率，主动调整其推力矢量和空气动力学特性。我们对伺服马达输入与所得常曲率之间的几何映射进行了表征，并通过实验进行了验证。户外飞行测试展示了稳定的起飞、悬停、定向机动和着陆，证实了受控臂弯曲可以在保持高度的同时产生水平位移。俯仰角、滚转角和曲率角的测量表明，该平台能够以最小的姿态偏差跟随预期的驱动模式。这些结果表明，QuadSoft 在保留刚性四旋翼基线稳定性的同时实现了形态驱动的机动性，且全部在标准 PX4 自动驾驶仪下运行而无需重新调参。除概念验证外，本工作还建立了腱驱动连续体变形四旋翼的独特户外验证，开辟了一条新的研究途径，朝着结合软体机器人安全性与通用性以及传统无人机性能的自适应空中系统方向发展。