在最近的幾年中,無人機(jī)被廣泛應(yīng)用,無論是航拍娛樂還是無人機(jī)送貨、農(nóng)藥噴灑等領(lǐng)域都很常見,隨著生活水平的提高,甚至現(xiàn)在的家庭中自備一個無人機(jī)拍攝記錄美好時光也是大有人在。無人機(jī)應(yīng)用的需求日益增多,也就促使了研究人員們對無人機(jī)的再開發(fā)。
然后研究員們開始腦洞大開了,給無人機(jī)加上機(jī)械臂,又會變成什么呢?
全球知名機(jī)器人公司Energid最初將無人機(jī)與機(jī)械臂結(jié)合在了一起,可謂是行業(yè)先驅(qū)。
Energid公司將機(jī)械臂與無人機(jī)結(jié)合
在2016年的時候,日本一家無人機(jī)制造商PRODRONE公司做出了這樣一款產(chǎn)品,擁有機(jī)械臂的無人機(jī)PD6B-AW-ARM。
兩個五軸機(jī)械臂配合末端抓手搭載在無人機(jī)機(jī)身底部,讓這款無人機(jī)有點神似老鷹,并在當(dāng)年小火了一把。
PD6B-AW-ARM 含有一對機(jī)械臂,靈活度性能不錯,最大可抓起10公斤的物體,續(xù)航時間約30分鐘。
這款有機(jī)械臂的無人機(jī)可以利用機(jī)械臂對機(jī)身進(jìn)行固定,這樣就可以進(jìn)行一個間歇的停留,像鳥兒一樣站在樹枝上休息。
無人機(jī)與機(jī)械臂的組合已經(jīng)不僅僅是進(jìn)行一個拍攝的任務(wù),而是直接用機(jī)械臂進(jìn)行一個飛行作業(yè),搬把椅子不在話下。
在解決施工維修工作的同時也可在空中作業(yè),進(jìn)行收集危險物質(zhì)和船舶貨物,對有毒有害的檢測工作提供有利幫助。
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韓國首爾大學(xué)的科學(xué)家研究員們也不甘落后,研究了新一款無人機(jī)與機(jī)械臂的組合。還憑借著這個概念順利登上了《Sciences Robotics》的封面。這款無人機(jī)的機(jī)械臂長達(dá)70厘米,末端可以搭載相機(jī)和機(jī)械抓手等不同的設(shè)備。
比如攜帶相機(jī)以鳥兒的角度去拍攝大樹里的風(fēng)景,收集樣本或檢查煙囪、管道和其他狹窄空間,清理溝渠抓取垃圾。并且,還有許多新的功能還將得到開發(fā)和挖掘。
但很顯然以這款無人機(jī)這種粗糙的造型,加上簡單的功能是不足以登上《Sciences Robotics》的,那么它的玄妙之處在哪呢?
是安裝在無人機(jī)底部,能夠變形的機(jī)械臂。這個才是首爾大學(xué)這款無人機(jī)的精髓。閑時可以收縮完全不占用空間,用時可以拉伸,瞬間變身成70厘米長的大手臂完成相應(yīng)任務(wù)。
這款機(jī)器人的靈感是來自于”折紙“。平時包裝折疊都很常見,那為什么不能應(yīng)用在機(jī)械臂呢!手臂由堅韌的防撕裂織物和經(jīng)過特殊處理的強(qiáng)力PET薄膜組合而成,實用性強(qiáng)。”
這款折紙機(jī)構(gòu)是由上圖所示的長方體組成,四個側(cè)面中分為可折疊部分和垂直部分。長方體內(nèi)部設(shè)有一個加強(qiáng)肋是簡單的鎖死裝置,當(dāng)長方體展開時它通過磁體固定在制動器的一個壁上并賦予它輕度。當(dāng)被拉伸時,它也會像結(jié)構(gòu)的其他部分一樣折疊。而且,這種折紙結(jié)構(gòu)也非常容易解鎖,通過一根絲線利用小小的拉力就能使紙盒折疊起來。就這樣連接在一起的長方體盒子,受幾根絲線控制便能完成收縮、伸展甚至是蠕動等一系列的運(yùn)動。
首爾大學(xué)的研究人員們將這些能變形的盒子串聯(lián)在一起,并在無人機(jī)頂部安裝可控制的電動機(jī)來拉動他的線來控制機(jī)械臂的收縮與伸長。
現(xiàn)在手臂只能朝一個方向延伸,研究人員已經(jīng)在探討新一輪的研究方向,制作“緊湊而輕便的折紙關(guān)節(jié)”。
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此前,一款自動繪制地圖并探測和自動排除地雷的無人機(jī)MKD被研發(fā)出來。其中一個附件就是加上機(jī)械臂后進(jìn)行排雷爆破。其開發(fā)團(tuán)隊表示,他們的目標(biāo)是利用MKD在不到10年時間內(nèi)清除掉地球上所有的地雷。
MKD無人機(jī)有六個旋翼以及三個附件。第1個附件,用于繪制掃雷地區(qū)的地圖,第2個附件,是金屬探測器用于探測地雷,并用GPS將地雷位置標(biāo)出來。當(dāng)無人機(jī)找到地雷所處的位置時,無人機(jī)會飛回到操作人員身邊,操作人將它的金屬探測器更換為第3個附件機(jī)械臂,然后再飛往雷區(qū)。排雷過程是先通過機(jī)械臂將網(wǎng)球大小的小型炸藥放在地雷所在位置上方,然后退回到安全范圍,最后將地雷引爆。
無人機(jī)是未來航空發(fā)展趨勢之一,近年隨著無人機(jī)行業(yè)的快速發(fā)展,消費(fèi)級無人機(jī)市場已經(jīng)進(jìn)入成長期。而隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷像智能化方向發(fā)展,機(jī)械臂的應(yīng)用也在不斷的進(jìn)步,滿足多樣化、個性化的需求。
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