图54 纽约大学坦登工程学院爬壁无人机［73］

Fig.54 Wall-climbing robot of Tandon School of Engineering，New York University［73］

2. 6 粘胶、电磁式栖息机构

粘胶、电磁式栖息是借助粘胶垫的粘附力或者电磁铁产生的电磁力吸附到目标物体上，使无人机完成栖息。美国空军学院工程力学系Anderson 等［74］设计了一种带粘贴垫的固定翼无人机，结构如图55［74］所示，无人机可通过粘贴垫吸附到目标物体上使无人机完成栖息，延长了续航时间可进行长时间的监测。瑞士联邦理工学院智能系统试验室Daler 等［75］提出了一种共轴双旋翼无人机，结构如图56 所示［75］，该无人机包含1 个带有纤维基干胶粘剂的粘贴垫和被动自动对准系统，试验证明该无人机可成功栖息。斯坦福大学机械工程专业Pope 等［76-77］设计了一种带有干胶垫的多旋翼无人机，结构如图57 所示［76-77］，可通过干胶垫的粘附力在垂直壁面或倾斜表面上栖息。

图55 美国空军学院工程力学系粘胶式无人机［74］

Fig.55 Sticky-Pad plane of Deptment of Engineering Mechanics，United States Air Force Academy［74］

图56 瑞士联邦理工学院智能系统试验室粘胶式无人机［75］

Fig.56 Sticky-pad plane of Laboratory of Intelligent Systems，Swiss Federal Polytechnic in Lausanne［75］

图57 斯坦福大学机械工程专业粘胶式无人机［76-77］

Fig.57 Sticky-pad plane of Mechanical Engineering School， Stanford University［76-77］

伊利诺伊理工学院机械、材料与航空航天工程系Kalantari 等［78］介绍了一种带有新型干胶夹持器的四旋翼无人机，结构如图58 所示［78］，无人机通过夹持器上的干胶粘贴在壁面上，试验表明无人机的栖息机动成功率可达93%以上。山东科技大学电子通信与物理学院Guo 等［79］设计了一种带有仿生干胶的爬壁侦擦无人机，干胶抓持器如图59 所示［79］，试验表明该无人机完全可以实现对粗糙混凝土墙壁吸附栖息。

图58 伊利诺伊理工学院机械、材料与航空航天工程系粘胶式无人机［78］

Fig.58 Sticky-pad plane of Mechanical，Materials，and Aerospace Engineering Department，Illinois Institute of Technology［78］

图59 山东科技大学电子通信与物理学院粘胶式无人机［79］

Fig.59 Sticky-pad plane of College of Electronic Communication and Physics，Shandong University of Science and Technology［79］

广东工业大学蒋俊高［80］提出了一种基于四旋翼无人机的仿生壁面自动起降系统，无人机结构如图60 所示［80］，其通过脚部的微型强磁吸附到壁面进行栖息，试验结果表明无人机可在垂直壁面和倾斜表面实现栖息和起飞。斯坦福大学电气工程系Park 等［81］提出了一种用于电胶粘合的特定应用电子电力解决方案，通过产生的静电力来吸附栖息，结论表明四旋翼无人机的无绳索电粘剂栖息试验结果是首次得到验证并在文献中进行发表，结构如图61 所示［81］。哈佛大学Graule等［82］介绍了一种可切换的电粘合剂，该粘合剂几乎可以在任何材料上实现受控的栖息与分离，同时所需的功率比维持飞行低大约3 个数量级，结构如图62 所示［82］。

图60 广东工业大学磁吸式无人机［80］

Fig.60 Magnetic MAV of Guangdong University of Technology［80］

图61 斯坦福大学电气工程系静电力吸附无人机［81］

Fig.61 Electroadhesive perching MAV of Department of Electrical Engineering，Stanford University［81］

图62 哈佛大学电磁吸附仿生无人机［82］

Fig.62 Bionic electrostatic adhesion MAV of Harvard University［82］

2. 7 栖息机构特点及发展趋势

通过上述对不同栖息机构原理进行分类研究分析，总结出以下特点与发展趋势：

1） 机械抓扣式栖息机构所对应的飞行平台多为多旋翼无人机，设计技术相对成熟工程应用较多。基于多旋翼无人机设计的机械抓扣式栖息机构可移植到直升机平台，进行互换。机械抓扣机构模块化设计和形状记忆材料应用将是机械抓扣式栖息机构研究的新方向，通过引入新材料和模块化设计使无人机环境适应性更强、功能更齐全。基于固定翼无人机的机械抓扣机构设计会愈发考虑能量的回收再利用，在固定翼无人机栖息时利用机械抓扣机构将能量储存，并在解除栖息和复飞时使用。