一款可折疊無(wú)人機(jī)，它可以在半空中改變形狀

Image: High Performance Robotics Lab/UC BerkeleyThe UC Berkeley morphing drone in the unfolded (top) and folded (bottom) configurations. The drone changes shape without the use of any additional actuators: When low thrust forces are produced by the propellers, springs pull the arms downward into the folded mode. When high thrust forces are produced, the vehicle transitions into the unfolded mode.

去年年底，我們?cè)鴪?bào)道過(guò)蘇黎世大學(xué)的avide Scaramuzza實(shí)驗(yàn)室的一款可折疊無(wú)人機(jī)，它可以在半空中改變形狀，飛行穿過(guò)狹窄的縫隙。該無(wú)人機(jī)使用伺服系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)其不同的配置功能，這使得它非常靈活，但代價(jià)就是增加了系統(tǒng)復(fù)雜性和自身重量。今年早些時(shí)候，加州大學(xué)伯克利分校（UC Berkeley）的研究人員在蒙特利爾的ICRA上展示了一種可折疊無(wú)人機(jī)的新設(shè)計(jì)，由于無(wú)人機(jī)自身螺旋槳的力量控制著彈簧加載的武器，這種無(wú)人機(jī)能夠在不到半秒的時(shí)間內(nèi)將自身收縮50%。

該設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是彈簧在四旋翼飛行器的被動(dòng)鉸接臂上施加恒定的張力。當(dāng)電機(jī)關(guān)閉時(shí)，足夠的張力使臂向內(nèi)移動(dòng)，但是當(dāng)電機(jī)打開時(shí)，它們施加的力比彈簧施加的力更強(qiáng)，將機(jī)臂再次折疊并保持在那里。實(shí)際轉(zhuǎn)換點(diǎn)（電機(jī)施加的力克服彈簧上的張力，反之亦然）經(jīng)過(guò)仔細(xì)校準(zhǔn)，以確保四旋翼無(wú)人機(jī)在大多數(shù)時(shí)間內(nèi)保持四旋翼狀態(tài)，并且僅在需要時(shí)折疊起來(lái)。

然而，在視頻中，研究人員得到了四旋翼飛行器的軌跡，所有這些都是為了進(jìn)行接近、折疊、展開和恢復(fù)，然后將實(shí)際窗口與該軌跡對(duì)齊。

看到這樣一架折疊無(wú)人機(jī)，你可能會(huì)想，為什么你不把一架常規(guī)無(wú)人機(jī)縮小到足夠小，以適應(yīng)所有的大小呢。使無(wú)人機(jī)變大而不是變小的原因主要是它能攜帶更多的有效載荷并在空中停留更長(zhǎng)的時(shí)間，同時(shí)也因?yàn)閾碛斜舜讼嗑噍^遠(yuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)使無(wú)人機(jī)更加穩(wěn)定，能夠更好地抵御風(fēng)等干擾。

這種設(shè)計(jì)的最大優(yōu)點(diǎn)是它相對(duì)地減少了無(wú)人機(jī)的系統(tǒng)復(fù)雜性，同時(shí)仍能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)折疊，大大減小了無(wú)人機(jī)的尺寸。并且在展開狀態(tài)下，它與普通四旋翼無(wú)人機(jī)一樣容易控制。研究人員還表示，他們可能會(huì)將四旋翼無(wú)人機(jī)折疊成一個(gè)更緊湊的狀態(tài)——現(xiàn)在的限制條件是，如果使它變得更小，螺旋槳會(huì)產(chǎn)生相互碰撞的問題。

研究人員正在進(jìn)一步尋找解決方案。