Новый дизайн позволяет роботизированным насекомым сидеть на стенах

Робот приземляется, поднимается и взлетает на различные вертикальные стены

Насекомые в природе обладают удивительными навыками полета и могут прикрепляться и подниматься на стены различных материалов.Насекомые, которые могут выполнять полететь по бегу, подниматься на стену и плавно переключаться между двумя режимами передвижения, дают нам отличные биомиметические модели.Тем не менее, очень немногие биомиметические роботы могут выполнять сложные задачи передвижения, которые сочетают в себе две способности лазания и полета.

Сложно разрабатывать как летающие, так и скалолазные энергетические системы с характеристиками, похожими на хлопающие крылья насекомых и навыки обдумывания стен.Стратегия управления переходом летает трудно применить к бионическим роботам с летающим летанием.

Это происходит главным образом потому, что текущие летные системы полета крыла, трудно генерируют достаточный подъем, чтобы поддержать робота, поднимающего стену, в качестве нагрузки, и изучение роботов, поднимающих стены, которые могут прикрепляться к различным типам поверхностей, не является всеобъемлющим.

Кроме того, ориентированный на стену метод управления переходом с летанием по-прежнему необходимо изучить, чтобы разработать режим движения, который может эффективно имитировать естественных насекомых, приземляющихся и взлетать от стены.

Недавно команда Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики (NUAA) разработала новую стратегию контроля перехода.Бионный робот со способностями полета и скалолазанием может завершить плавное движение, в том числе приземлиться на вертикальную стену, подниматься по стене и взлетать со стены.

«Робот со способностями перемещения в междомене может расширить пространство робота с одним доменом и решить проблемы, с которыми сталкивается робот с одним доменом, такие как ограниченное применение и трудности взаимодействия с внешними физическими количествами»,-сказал Айхонг Джи, который, которыйруководил исследованием.

Робот с воздуха -стеной успешно продемонстрировал свою способность приземлиться, подниматься и сниматься с различных сложных вертикальных стен, включая стекло, деревянную дверь, мрамор, кору дерева, упругая ткань, стену лайма и окрашенный железный лист.Эта серия шагов очень распространена в природе, например, когда муха прибывает в место после пролета на некотором расстоянии, приземляется на стену, поднимается в место, где она чувствует себя комфортно, а затем летит на следующее место.Это имеет важные последствия для понимания взлета и посадки насекомых.

Исследование было опубликовано в исследованиях.Джи является профессором в Колледже машиностроения и электротехники NUAA.

Робот принимает гибридную компоновку гибридного ротора, которая осознает не только эффективный и контролируемый полет, создает механизм восхождения с бионической адгезией.

«Насекомые могут летать в воздухе и подниматься на стену, что выгодно от их гибкого контроля над хлопьями и позой тела. Они используют крыло, ногу и визуальную информацию для координации взлета и посадки», - сказал Джи.«Подъем, генерируемый взмахивающими крыльями, вверх, поскольку насекомое колеблется, в то время как осанка тела может быть произвольно изменена. Особенно при приземлении на стену или взлете от стены, необходимо завершить серию сложных модульных действий,Включая замедление тела и большую угловую вращение тела. Мы были вдохновлены, чтобы понять, что бионический амфибийный робот со способностью к большому углу, как ожидается, завершит переход между полетом и восхождением путем подражания контролю насекомого в осанке тела ».

Но, в отличие от планировки лазания насекомых по сравнению с его телом, участок скалолазания спроектирована над телом робота, отметил Джи.Таким образом, сила летающей части робота может не только обеспечить аэродинамическую адсорбцию негативного давления для скалолазной части, но и сопротивляться опрокидыванию, вызванному гравитацией.

Продольная конструкция макета оси динамики ротора и стратегии управления реализует уникальное трансмиссионное движение во время перехода летающего.Робот -насекомые обеспечивает достаточную контрольную силу и крутящий момент.Чистая вертикальная тяга гибридной мощности/ротора при приъезде поддерживает приблизительно линейную зависимость по отношению к команде дроссельной заслонки.Более того, под композитным контрольным сигналом оказалось, что вход крутящего момента 3 и вывод гибридного управления мощностью/ротора/ротора является независимым и неинтерферирующим.Значение крутящего момента соответствует контрольно -спросу, а логика распределения управления является разумным.

«Чтобы оптимизировать схему перехода с летающим переходом бионического амфибийного робота, мы провели несколько предварительных тестирования»,-сказал Джи.«Процесс перехода с летанием тесно зависит от конструкции гибридной макета и требует скоординированного контроля над приводами».

Команда количественно определила переходную производительность робота насекомых.Робот может выполнять непрерывные и полные переходы на воздух -Wall -Wair за 6,1 с.Это позволяет роботу пересечь границу воздуха -стена в 0,4 с (посадка) и пересечь границу стены - воздух в 0,7 с (взлета).Скорость скалолазания на вертикальной стене составляет 6 см/с.Он продемонстрировал способность робота с воздуха -стеной переходить между полетом в воздух и лазанием на стену, и подтвердило выполнимость общей планировки структуры и стратегии управления.

Ji представляет, что в инъекционной форме накладной накладки будут добавлены микроскопические крючки и когти, чтобы по -настоящему достичь синергетического взаимодействия между крючками и клея насекомых, что поможет им адаптироваться к сложным средам.

Больше информации: Qian Li et al., Роботизированное насекомые с воздуха -стеной, которое может приземлиться, подниматься и сниматься с вертикальных поверхностей, исследования (2023).Doi: 10.34133/Research.0144