研究人员开发Midair可重构四旋翼无人机 可根据需要被动折叠

2022年01月18日 09:01 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据New Atlas报道,四轴飞行器可能是多功能的无人机,但四个旋翼确实使它们无法执行某些任务。一种实验性的新无人机解决了这一缺点,它的旋翼可以根据需要被动地折叠起来。

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首先,我们以前看到过可以在飞行中重新配置自己的四旋翼飞机,尽管它们是通过电动推杆完成的。这意味着它们的“变形”能力会消耗电池电量,并增加电子的复杂性。

为了寻求更简单的替代方案,加州大学伯克利分校高性能机器人实验室(HiPeRLab)的科学家们开发了他们所谓的Midair可重构四旋翼( Midair Reconfigurable Quadcopter)无人机,它使用的是无动力铰链。更简单地说,这意味着只需要重力或反向推力就能使它的每个旋翼根据需要翻转下来。

这种设置使许多机动动作成为可能。例如,如果水平飞行的无人机需要挤过一个狭窄的垂直开口,它就会扭转两个相对的旋翼的推力方向,使它们都折叠下来。由于这些旋翼的推力轴相互抵消(无人机的机身是长方形,而不是正方形),它们产生的偏航扭矩抵消了其他两个旋翼产生的偏航扭矩。

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因此,折叠后的无人机能够顺利和稳定地通过开口。由于两个折叠的旋翼实际上是相互推挤的,它们也可以通过从任何一侧捏住一个平坦的盒子来抓住它。然后,该盒子可以被抬起,在空中飞行,并在另一个地方释放。

此外,如果悬停的无人机需要通过一个狭窄的水平开口下降,它的所有四个旋翼都会扭转其推力方向,导致所有四个旋翼折叠。当无人机开始自由落体时,它的垂直方向是通过改变旋翼相对于彼此的推力来控制的。一旦它通过了开口,推力就会逆转,回到原来的状态。这将导致所有的旋翼再次抬起,使四旋翼无人机在继续前进之前恢复悬停。

最后,如果无人机需要在电源线上停留,它可以通过降落在电源线上,然后关闭所有的螺旋桨来实现。这将导致它的四个旋翼下降,将无人机的质量中心转移到接触点以下,使其在电源线上保持平衡。

尽管Midair可重构四旋翼飞机最近得到了宣传,但它最早是在2019年发表在《IEEE Xplore》杂志上的一篇论文中描述的。该研究由博士生Nathan Bucki、助理教授Mark W. Mueller和研究员Jerry Tang领导。

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