一种用于接触作业的全驱动旋翼飞行机械臂设计与实现

摘要：

传统欠驱动旋翼无人机的动力单元推力方向平行,无法在不改变姿态的情况下产生横向推力,限制了飞行机械臂的交互能力与应用场景.针对此问题,本文设计了一种全驱动旋翼飞行机械臂,通过倾斜动力单元的安装角度改变推力的方向,根据该结构设计了控制分配矩阵进而验证其全驱动特性,并从控制结构上实现了位置与姿态的独立控制;提出了用于接触作业的飞行机械臂的接触力控制方法,将接触检测任务分为接近阶段与移动接触阶段,采用力/运动混合控制器完成接触面法线方向上的力控制.户外实验结果表明,所设计的全驱动旋翼飞行机械臂实现了稳定飞行和移动接触作业,与欠驱动平台相比,飞行过程中的位置移动不依赖于姿态改变,姿态角稳定在±1.5.以内,且在移动接触过程中实现了接触面法线方向上的接触力控制.

关键词：飞行机械臂、全驱动无人机、接触作业、力/运动混合控制

所属期刊栏目：45

分类号：TP242(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金61973076

在线出版日期：2023-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：523-531,545