专利详情

专利权人	西北工业大学
专利名称	一种具备墙面栖停与爬行能力的四旋翼机器人
专利简介（摘要）	本发明提出一种具备墙面栖停与爬行能力的四旋翼飞行器，包含四旋翼飞行器与墙面爬行机构。墙壁爬行装置包括舵机、舵机摇臂和爬行部件，爬行部件由拉力弹簧、前侧组件和后侧组件组成。无人机包含飞行模式与栖停/爬行模式，当转入栖停/爬行模式时，四旋翼飞行器驶向墙面并将机身向上仰起，将墙面爬行机构朝向垂面。当四旋翼飞行器与墙面接触后，在冲击力作用下，墙面爬行机构钩爪与墙面产生相互作用力，将四旋翼飞行器固定住墙面上。稳定停靠后，通过旋转舵机，驱动墙面爬行机构带动四旋翼飞行器沿墙面爬行机动。在墙面栖停与爬行过程中，墙面爬行机构产生作用力以平衡重力，飞行器可以关闭电机，从而达到降低功耗、延长有效任务时间的目的。
专利类型	发明专利
专利号	CN202111015831.2	申请日	2021-8-31	有效期限	20年
技术领域	电子信息技术,
解决的技术问题	微小型四旋翼无人机是当下的研究热点，民用领域中，微小型四旋翼无人机可以承担区域监控、数据采集、航空拍摄等任务。科研领域中，微小型四旋翼无人机的研发涉及总体设计、飞行控制、MEMS技术、导航技术等多个领域，是多科学融合研究的一个理想平台。微小型四旋翼无人机虽然具有轻小便携、灵活机动等众多优势，但是，由于体积与尺寸成三次方关系，因此，在无人机小型化发展过程中，无人机尺度的减缩必然导致储能空间的急剧减缩，由此引发了微小型四旋翼无人机的续航不足问题。以 Dragonflyer X4为例，该型号无人机起飞重量为680g，尺寸为64.5cm，飞行时间为30 分钟。续航不足使得微小型无人机的机动优势一定程度上被抵消，也因此引发微小型无人机使用效能恶化的问题。如何解决微小型四旋翼无人机的续航问题，成为了当下学术界的热点话题。源于鸟类栖停行为的垂面栖停机动是当前解决微小型四旋翼无人机续航缺陷的一个有效手段。该方法是模仿鸟类栖落在树枝或者地面的一种仿生策略，通过在无人机上加装模仿动物肢体的栖附装置，赋予无人机在建筑物壁面栖附的能力。无人机栖附时无需驱动螺旋桨而是借助外部作用力克服重力，达到降低能耗、延长有效任务时间的目的。栖停机动赋予无人机模态转换能力，使得无人机可以降落在建筑物壁面，能够有效延长任务时间。
发明内容	为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种具备墙面栖停与爬行能力的四旋翼机器人，可以在较为粗糙的建筑物外表面栖停并进行爬行。无人机包含飞行模式与栖停/爬行模式，四旋翼飞行器借助螺旋桨推力可以进行空中飞行，当转入栖停/爬行模式时，四旋翼机器人驶向墙面并将机身向上仰起，将墙面爬行机构朝向垂面。当四旋翼机器人与墙面接触后，在冲击力作用下，墙面爬行机构钩爪与墙面产生相互作用力，该作用力能够将四旋翼机器人固定住墙面上。当四旋翼机器人在墙面上稳定停靠后，通过旋转舵机，可以驱动墙面爬行机构带动四旋翼飞行器沿墙面进行爬行机动。无人机在墙面栖停与爬行过程中，墙面爬行机构产生作用力以平衡重力，飞行器可以关闭电机，从而达到降低功耗、延长有效任务时间的目的。
技术效果	本发明提出的具备墙面栖停与爬行能力的四旋翼机器人，通过前侧固定钩爪、后侧固定钩爪以及拉力弹簧，具备了着陆缓冲与固定栖附的能力。一方面，冲击能量被弹簧锁吸收，降低了机构回弹的反向载荷，另一方面，弹簧张开后，弹簧拉力使得前侧固定钩爪、后侧固定钩爪与抓附表面产生挤压并产生相互作用力，该作用力对于飞行器而言，起到平衡重力与力矩的重要，实现最终栖附。
专利交易方式	许可
预计交易额	不低于10万元
联系人	秦老师		电话	029-68518707
邮箱			QQ
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