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微型无人机栖息设计技术综述
来源:西北工业大学 航空学院 | 作者:张良阳 李占科 韩海洋 | 发布时间: 2024-01-19 | 12080 次浏览 | 分享到:
微型无人机栖息设计研究对提升微型无人机续航、增强微型无人机环境适应性和提高微型无人机长时间侦察监视能力具有重要的意义……

 

图44 韩国科学技术院土木与环境工程系新型爬壁无人机[62]

Fig.44 New wall-climbing robot of Department of Civil and Environmental Engineering,KAIST[62]

 

图45 冈山大学自然科学技术研究生院爬壁无人机[63]

Fig.45 Wall-climbing robot of Graduate School of Natural Science and Technology,Okayama University[63]

吕勒奥理工大学Andrikopoulos 等[64]设计了一种电动涵道式吸附机构并为分析与靶面负压和推力产生有关的粘着性质提供了新见解,结构如图46 所示[64],该机构可装配到无人机或者机器人上实现吸附爬壁功能。日本爱媛大学理工科研究生院Yasunaga 等[65]设计了一款新型多旋翼无人机,机身上安装了防护框架和两个主动轮,结构如图47[65]所示,试验证明该无人机可在空中飞行、吸附,并在天花板上爬行。韩国科学技术院城市机器人试验室Myeong 等[66]设计了一种可改变旋翼倾转角度的四旋翼无人机,结构如图48 所示[66],借助团队提出的通过低速改变姿态在垂直表面上栖息机理和控制算法,实现了无人机在垂直壁面软栖息。

 

图46 吕勒奥理工大学爬壁无人机[64]

Fig.46 Wall-climbing robot of Lulea University of Technology[64]

 

图47 日本爱媛大学理工科研究生院爬壁无人机[65]

Fig.47 Wall-climbing robot of Graduate School of Science and Engineering,Ehime University[65]

 

图48 韩国科学技术院城市机器人试验室爬壁无人机[66]

Fig.48 Wall-climbing robot of Urban Robotics Laboratory, KAIST[66]

东南大学江苏省工程力学重点试验室Jiang等[67]研究了一种可实时进行裂纹监测的爬壁无人机,该无人机搭配6 个爬壁轮和2 个竖直方向的旋翼,进而实现垂直壁面和天花板的爬行,结构如图49 所示[67]。伊拉克巴格达工业大学机械工程系Mahmood 等[68]提出了一种双旋翼爬壁无人机,结构如图50 所示[68],表明该无人机可在不同类型表面栖息和爬行。内盖夫本古里安大学机械工程系David 等[69]设计了一种混合飞行与爬行的无人机,搭配的4 个爬壁驱动轮在旋翼对壁面产生压力的同时进行爬行,结构如图51 所示[69],试验证明该无人机可在倾斜或垂直表明爬行。

 

图49 东南大学江苏省工程力学重点试验室爬壁无人机[67]

Fig.49 Wall-climbing robot of Jiangsu Key Laboratory of Engineering Mechanics,Southeast University[67]

 

图50 伊拉克巴格达工业大学机械工程系爬壁无人机[68]

Fig.50 Wall-climbing robot of Department of Mechanical Engineering,University of Technology,Baghdad[68]

 

图51 内盖夫本古里安大学机械工程系爬壁无人机[69]

Fig.51 Wall-climbing robot of Department of Mechanical Engineering at the Ben Gurion University of the Negev[69]

日本冈山大学自然科学技术研究生院Komura 等[70]设计了一种可倾斜的双轴四旋翼无人机,结构如图52 所示[70],通过改变旋翼与壁面的倾斜角使无人机吸附到壁面上实现爬行。韩国科学技术院电气工程学院Lee 等[71-72]设计了一种带有倾斜机构的三轴六旋翼无人机,结构如图53所示[71-72],该无人机可在悬停时在空中变形,将水平飞行改为垂直飞行,进而实现在壁面栖息和爬行。纽约大学坦登工程学院Mao 等[73]设计了一种可以在倾斜表面上自主栖息的四旋翼无人机,结构如图54 所示[73],试验表明该无人机可以在倾斜表面进行激进的栖息。

 

图52 日本冈山大学自然科学技术研究生院爬壁无人机[70]

Fig.52 Wall-climbing robot of Graduate School of Natural Science and Technology,Okayama University[70]

 

图53 韩国科学技术院电气工程学院爬壁无人机[71-72]

Fig.53 Wall-climbing robot of School of Electrical Engineering, KAIST[71-72]