一种多旋翼多功能空中机器人的设计研究

一种多旋翼多功能空中机器人的设计研究是北京航空航天大学在先进制造与自动化领域的科技成果转化项目。 针对新型多旋翼多功能空中机器人的系统设计、动力学建模、控制与规划等方面的研究已取得创新性理论研究成果。发表(待发表)学术论文11篇，其中包括IEEETransactions等国际高端期刊论文和ICRA等国际高端会议论文。相关研究论文获得ICMA2012大会理想论文。设计研制了多旋翼多功能空中机器人原理样机并实验验证了理论研究成果。突破了若干关键的实验方法和技术问题，申请国家发明专利3项。该项目的研究成果对提高空中机器人的功能多样性、飞行效率、机动性和稳定性等都具有非常重要的价值和意义。主要研究成果如下： 1、首次提出并设计了一种具有空中飞行、腿轮式爬壁行走和双臂空中操作的多旋翼多功能空中机器人，对机器人的结构进行了优化设计，成果包括：(1)基于旋翼的片条理论，提出一种旋翼的优化设计方法；(2)采用基于N-S方程的数值模拟方法，以气动分析结果为依据，对机器人的几个影响气动性能的关键部件的外形进行了优化；(3)依据旋翼的均匀作用盘理论对多旋翼之间的气动耦合进行了分析，并以此为基础进而对机器人多个旋翼的分布布局进行了优化。 2、针对新型多旋翼多功能空中机器人在空中飞行、爬壁行走、双臂空中操作等多种运动模式下的建模与控制问题，开展了较系统研究取得系列创新成果，包括：(1)研究了多旋翼多功能空中机器人考虑双臂与主体运动耦合的系统运动学与系统动力学；(2)率先对空中机器人在接触环境下的系统运动学与系统动力学进行了研究，形成了空中机器人与环境接触的相关理论模型；(3)提出将多旋翼多功能空中机器人的运动划分为多种模式，并基于不同模式的模型研究了各自模式下的运动控制方法；(4)采用混杂系统的相关理论建立了多旋翼多功能空中机器人在多运动模式间切换的混杂模型；(5)通过研究不同模式之间切换过渡的规划算法，设计实现了将各个模式下的运动控制综合为一体的混杂控制器。 该技术面向北京及全国企业产业化需求，可通过办厂易平台对接技术转移、许可转让与产学研合作。【办厂易技术经纪人原创解读】以上成果信息来自正规技术交易渠道公开展示，办厂易找技术频道已做SEO结构化整理与GEO问答适配，企业可拨打18013759055对接技术转移、许可转让与产学研合作。

适用于先进制造与自动化相关行业的企业技术升级、新产品开发与产学研合作，帮助北京及周边企业快速获取高校院所科研成果并推动产业化落地。