自主作业型旋翼飞行机械臂
项目成果/简介:旋翼无人机成功实现了把“人的眼睛”带到空中,在民用消费等领域得到广泛应用。本项目突破了多关节机械臂与旋翼无人机集成技术,实现把“人的眼睛和手臂”带到空中,把无人机的能力从“非接触观测”提升到“接触作业”,从而极大地拓展无人机的应用领域。项目以人工智能技术为基础,将其与飞行机械臂系统相结合,重点突破模块化可重构超轻型机械臂设计、复杂耦合系统的稳定性、动态非结构环境感知与理解、自主作业技能学习与发育、协同优化行为决策与优化等核心技术,研制出多轴电动无人机+单机械臂、单旋翼带尾桨无人机+双机械臂两种产品样机,实现其自主作业,为后续产品、产业化奠定基础。本成果对于我国打造无人机新的产品形态、推进无人机产业的持续发展、进而抢占无人机技术产品产业的国际制高点具有重要意义;同时,作为典型军民两用产品,这种新技术具有巨大的军民融合发展前景。项目阶段:已成功研制出样机系统、开展飞行试验效益分析:本项目最大特色在于将机械臂技术与飞行机器人技术相结合,实现了空中自主作业。完全突破了目前无人机只能完成非接触、观测类任务的局限,是无人机领域一种全新的产品形态、也非常有可能成为一种新业态。多自由度机械臂与无人机相集成(如下图所示),机械臂的运动、甚至和外界环境相杰出,都给飞行器的控制带来极大挑战;同时,要实现其对空中、地面的动目标进行识别、跟踪、捕获等作业,都需要很高的自主行为能力;相关的控制技术是本项目的亮点。
南开大学
2021-04-11