Design and implementation of a fully-actuated aerial contact manipulation robot system

面向大型桥梁、风电叶片、油气管道等国家重大工程基础设施对空中机器人技术与装备的重大需求, 开展具备空中接触式作业能力的机器人技术与系统研究. 首先, 设计与研制了全驱型空中接触式作业机器人系统, 全驱特性使能独立控制空中飞行平台的六维位姿, 且机器人末端集成了主动轮行走装置以满足连续滑动检测需求. 其次, 建立了空中机器人与环境耦合作业模态下的动力学模型, 并引入了基于广义动量的外部转矩估计器观测外部扰动. 然后, 针对持续稳定的交互检测作业难题, 提出了一种简单且有效的阻抗柔顺控制框架. 为测试和验证所设计的系统及其相关算法, 搭建了高保真仿真平台并进行了系列抗扰与交互仿真测试. 最后, 进行了实际风力发电叶片连续滑动检测实验, 验证了所设计的全驱型空中接触式作业机器人系统的可靠性.