Landung an Bäumen: Drohne hält sich mit Tragflächen fest
An Bäumen, Pfählen oder Rohren vertikal zu landen, ist für Drohnen ein Problem. Forscher der EPFL haben es rein mechanisch gelöst.
Die Drohne der EPFL kann sich mit ihren Tragflächen an Bäumen festklammern.
(Bild: EPFL)
Ein Forschungsteam aus Ingenieuren und Robotikern der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) hat eine Drohne mit der Bezeichnung PerHug entwickelt, die an Stämmen von Bäumen landen und sich dabei mit den Tragflächen als Greifwerkzeug festhalten kann. Auch das Landen an anderen vertikalen Objekten wie etwa Pfählen oder Rohren ist so möglich.
Drohnen werden für vielfältige Anwendungen eingesetzt – etwa bei Filmaufnahmen, für Warenlieferungen, Aufklärungsflüge und Kartierungsaufgaben. Die Drohne benötigt jedoch immer einen geeigneten Landeplatz, der horizontal ausgerichtet und eben sein muss. Das war den Wissenschaftlern der EPFL jedoch nicht genug. Sie wollten, dass eine Drohne ähnlich wie Fledermäuse auch an vertikalen Pfählen, Rohren oder Baumständen landen kann, wie sie in der Studie "Crash-perching on vertical poles with a hugging-wing robot" beschreiben, die in Communications Engineering erschienen ist. Die Fledermäuse gehen dazu von einem horizontalen in eine vertikale Flugbewegung über und halten sich mit ihren Flügeln als Greifarme fest.
Die Forscher übertrugen dies auf eine Tragflächendrohne. Sie verfügt über faltbare Flügel mit einem Ver- und Entriegelungsmechanismus sowie Haken, einen bistabilen Auslöser, eine nach oben gerichtete Nase sowie ein verstärktes Heck.
Landen statt Crash
Die Drohne benötigt keine komplexen Steuerungsmechanismen, um von einer horizontalen in eine vertikale Position überzugehen. Die nach oben gerichtete Drohnennase schiebt beim Auftreffen auf den vertikalen Landeplatz das gesamte Flugobjekt einfach nach oben. Dann löst ein mechanischer Mechanismus aus, sodass die Tragflächen in zwei Segmenten entriegelt werden. Die umschließen dann etwa einen Baum und klammern sich mit Greifhaken an ihm fest. Das Heck stützt die Drohne ab. In ihren Experimenten verwendeten die Forscher eine verstärkte sowie eine elastische Frontnase. Beide erfüllten ihren Zweck und führten zu einem ähnlichen Ergebnis, die Drohne bei einem Aufprall in eine vertikale Position zu befördern.
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Die Drohne kann noch nicht eigenständig angetrieben fliegen. Sie wurde bei Test aus der Hand in einen Gleitflug versetzt und in Richtung Bäume mit unterschiedlicher Größe und Ausrichtung geworfen. Es gelang der Drohne, sich an allen Bäumen festzuhalten. Je nach Zielgröße, Ausrichtung und Annäherungsgeschwindigkeit, klappte das mal besser, mal schlechter.
Die Forscher gehen davon aus, dass ihr Mechanismus auch in elektromotorisch angetriebenen Tragflächendrohnen eingesetzt werden kann. Ein Einsatzgebiet wäre etwa die Umweltüberwachung. Eine Drohne könnte sich so an Bäumen festhalten, um dort Daten zu sammeln.
(olb)