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折纸垫保护无人机免受碰撞

通过卡罗琳·布罗根,伦敦帝国学院|2018年10月24日

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为了保护飞行机器人而不妨碍它们的飞行,帝国专家在古老的折纸艺术中找到了答案。

伦敦帝国理工学院航空机器人实验室的科学家们从古老的折纸艺术中获得灵感,为无人机配备了重量轻、吸收冲击力的缓冲装置,以保护它们免受碰撞和刮擦。

他们的研究发表在科学的机器人,展示了配备了旋转折纸保护系统(Rotorigami)的无人机如何在碰撞过程中产生更少的力量和损坏,从而能够在与障碍物撞击后保持飞行。

该研究的主要作者Pooya Sareh博士领导了帝国航空系的研究,现在是利物浦大学创意设计工程实验室的主任,他说:“使用折纸设计的保护层,我们已经建立了一种方法,让微型飞行机器人在狭窄或杂乱的空间中安全有效地导航。”

在压力下折叠?

Sareh博士和他的同事们将一张薄而轻的塑料片折叠成Miura-ori折叠的后代,这是一种特别适合工程应用的简单折纸图案。

他们在旋转的内框架周围建造了保护结构(见上图)。这种结构可以同时保护所有螺旋桨免受侧面碰撞,并有助于在撞击期间和之后保持飞行器在空中。

研究人员测试并比较了配备rotorigami的无人机与现有设计的有效性。他们发现,保护结构有助于减少撞击的力量,并有助于防止无人机在撞击后失控旋转。之后保持无人机直立。

萨雷博士说:“我们已经成功地为无人机制造了一种重量轻、能吸收冲击的旋转保险杠,使它们更能抵御撞击。”

避免交通事故

虽然无人机配备了障碍物检测和避障软件,但它们经常无法避开窗户和电线等不太容易检测到的障碍物。因此,缓冲器设备可以保护无人机免受任何可能发生的碰撞。

项目首席研究员Mirko Kovac博士是帝国航空系航空机器人实验室主任,他说:“许多昆虫,如苍蝇或蜜蜂,结合使用避碰技术和抗冲击能力。它们在很大程度上依赖于碰撞感知和避免系统,但它们也有保护结构,以防碰撞发生。我们把这个概念应用到我们的工作中。”

科瓦奇博士补充说:“我相信,未来的飞行器将把防撞技术与使用新材料和结构的新型安全和抗冲击硬件结合起来。”

接下来,该团队将研究如何从无人机的顶部和底部减轻损害。Sareh博士说:“我们已经解决了侧面碰撞的问题,现在我们必须考虑如何从上方和下方保护无人机。”

科瓦奇博士补充说:“这是新一代‘软空中机器人’的一个很好的例子,它可以安全有效地穿越障碍物。”

未来,他们希望将他们的折纸保险杠设计用于在热带雨林中航行的大型无人机,或者像输血输送血液这样的重型无人机——尽管他们指出,在无人监督的操作中使用全自动无人机还有很长的路要走。


了下:测试+测量•测试设备


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