基于微刺阵列和仿生干黏附材料的粗糙/光滑负表面无人机着陆机构

技术领域

本发明提供了一种基于微刺阵列和仿生干黏附材料的负表面无人机着陆机构及其着陆方法，属于无人飞行器技术领域。

背景技术

当前，无人机广泛应用于侦查、巡检、监控、拍照等领域，多旋翼无人机在执行任务时往往需要携带装备悬停在一个地方，悬停时需要保持较高的能耗，受到携带电源的限制，目前市场销售无人机的活动空间被限制在较小的范围内，续航时间也被限制在20分钟左右。与此同时，无人机着陆时需要相对平坦空旷的水平面，但是在城市中执行任务时，由于空间有限，难以短时寻找到合适的着陆地点。

现有的无人机负表面着陆方式可分为三种：仿生足黏附式、静电吸附式和微刺抓附式。仿生足黏附式着陆通过给无人机顶部装配仿生黏附材料，由无人机着陆时向上飞行的惯性和动力提供预压力，使黏附材料被压紧与负表面紧密接触，产生切向和法向的黏附作用力实现着陆，仅适用于光滑表面(如申请人前期专利ZL201910627348.6所公开)；微刺抓附式着陆方式由倾斜的微刺阵列刺入粗糙负表面实现着陆，仅适用于粗糙负表面(如申请人前期专利ZL202011488071.2所公开)；而静电吸附式着陆需要携带额外电源用于提供静电力，无人机携带大质量电源，消耗较多的能量，应用受到较大限制(参考文献“GrauleMA,Chirarattananon P,Fuller SB,et al.Perching and takeoff of a robotic insecton overhangs using switchable electrostatic adhesion.Science,2016,352,978.”)。

仿生干黏附材料来源于壁虎脚掌的启发，壁虎可以在负表面和垂直表面上爬行，是因为其脚掌表面的微纳米刚毛阵列与接触表面的近距离接触产生的范德华力。通过对壁虎脚掌微纳米刚毛阵列的研究，研制了与壁虎脚掌具有相同结构和功能的仿生干黏附材料(如申请人前期专利：ZL201310284325.2、ZL201711187845.6)。

自然界中也有很多动物能够在粗糙的垂直面甚至负表面爬行，它们利用的是足端钩爪钩附在粗糙表面上。中国专利ZL201810207532.0公开了可以在垂直墙面上和负表面上爬行的钩爪式爬壁机器人；中国专利ZL202011488071.2公开了可以在粗糙负表面着陆的基于微刺结构的飞行器，但这两种机构只能实现在粗糙的负表面上着陆，不适用于光滑负表面，有较大的局限性。

一般而言，材料表面可以凭借感官分为粗糙表面和光滑表面；肉眼可见看不出明显凸起的粗糙度较小的材料表面认为是光滑的，反之粗糙，通常认为瓷砖、玻璃、亚克力板等材料为表面光滑，树木、纸板、磨砂大理石面等材料为粗糙表面。无人机在实现光滑负表面着陆时，黏附材料需要和负表面达到面接触，接触面积较大，以便使黏附材料达到黏附力的作用范围并产生足够的黏附力；粗糙负表面着陆时，微刺阵列仅仅与负表面达到点接触即可，保持无人机的升力大于重力，随着微刺阵列向中心收拢，即可使微刺阵列刺入粗糙负表面实现着陆。

然而两种着陆模式之间的切换和互不干涉，由于微刺阵列和黏附材料着陆方式的差异性，使其分别只能适用于粗糙负表面和光滑负表面的着陆，这一现状严重影响了无人机的应用环境。因此，如何将两种着陆方式组合到一个机构上，使其同时具备光滑和粗糙负表面着陆能力，并可以根据不同的着陆条件灵活切换且不产生干涉，已成为本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于微刺阵列和仿生黏附材料的粗糙/光滑负表面无人机着陆机构，通过微刺阵列的抓附力着陆在粗糙负表面，通过黏附材料的黏附力着陆在光滑负表面，能够避免单一的着陆方式带来的局限性，既能着陆在粗糙负表面上，也能着陆在光滑负表面上，可以适应更加复杂的着陆环境，拓展无人机飞行空间，延长续航时间，避免悬停执行任务产生的噪音，提高隐蔽性和减少能耗。

为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于微刺阵列和仿生干黏附材料的粗糙/光滑负表面无人机着陆机构，包括着陆支架、舵机、舵机臂、升降机构、一个粗糙着陆机构和四个光滑黏脱附机构；所述着陆支架包括“十”字型的底座，底座的中心设有与舵机形状相匹配的舵机舱，底座的“十”字的四端设有四根支撑杆，矩形框架设于四根支撑杆的顶端；四根支撑杆的内侧均设有配合孔；

舵机设置于舵机舱内，并与位于其顶部的舵机臂棱柱接合；舵机臂为“十”字形结构，其四条边的顶部分别与四个光滑黏脱附机构连接；舵机臂顶部自下而上依次设有升降机构和粗糙着陆机构；

所述升降结构包括联轴器、滚轮、滚轮连杆、旋转轴；联轴器与舵机臂棱柱接合；联轴器上设有环形的圆柱凸轮；与圆柱凸轮最高点对应的联轴器的一侧设有联轴器滑槽；旋转轴的底部设有三角形的旋转轴滑块，旋转轴滑块插入联轴器滑槽中；旋转轴顶部与线轴的底部棱柱连接；线轴的底部还与滚轮连杆顶部的定位圆柱旋转接合，滚轮连杆和线轴的中心线重合；滚轮套在滚轮连杆上并沿着圆柱凸轮顶部滚动；滚轮连杆侧面设有滚轮连杆滑槽。

所述粗糙着陆机构包括线轴、粗糙升降支架和四个粗糙底板；每个粗糙底板的表面均设有盲孔，盲孔内设有微刺；线轴的顶部设有圆柱盲孔，侧壁均匀设有4个线轴拉环；所述粗糙升降支架是由两个倒“U”形支架中心连接后获得的支架，其顶部平面呈“十”字形；粗糙升降支架顶部的中心设有中心圆柱，中心圆柱插入圆柱盲孔中；沿粗糙升降支架两个倒“U”形支架的顶部方向设有四个水平滑槽，其中一个水平滑槽的底部设有长条滑块；粗糙升降支架两个倒“U”形支架长边均设有与配合孔相匹配的圆柱插头；长条滑块插入滚轮连杆滑槽中；每个水平滑槽均通过弹簧与设有底板拉环的粗糙底板滑动连接；圆柱插头插入着陆支架上的配合孔中；线轴侧壁的四个线轴拉环分别通过拉线与四个粗糙底板上的底板拉环相连；

所述光滑黏脱附机构包括拉杆、连接片、黏附基底；黏附基底的表面黏附仿生干黏附材料；连接片通过旋转副与黏附基底的一端铰链，连接片表面设有通孔并通过螺钉和矩形框架连接；拉杆一端与舵机臂球面接合，一端与黏附基底的底部球面接合，从而拉动黏附基底绕连接片上下翻转。

优选的，所述水平滑槽的端部还设有装卸槽，装卸槽的宽度大于水平滑槽的宽度，粗糙底板可通过装卸槽装入水平滑槽内，进入水平滑槽之后，进而在拉线的拉力和弹簧力作用下沿径向移动。

优选的，粗糙底板表面的盲孔为等距分布，且与粗糙底板的板面倾斜角度为30°。

具体实施中，黏附基底表面粘贴的仿生干黏附材料可以采用公开专利(用于仿壁虎脚掌粘附阵列的黏附材料及其制备方法，ZL201310284325.2；用于极端环境下的仿生纤维干黏附材料及其制备方法和用途，ZL201711187845.6)中所公开的黏附材料，以聚二甲基硅氧烷PDMS和形状记忆聚合物SMP作为原材料，通过模板法制备的高分子聚合物，该黏附材料在在2N/cm

仿生干黏附材料以及微刺阵列提供的法向力均大于无人机自重与机构重量的总合，有一定的载荷余量。当无人机在光滑或粗糙负表面着陆时，仿生干黏附材料和微刺阵列能够提供一定的切向力，抵御负表面切向的气流干扰，保持确定的着陆位置。

具体实施中，无人机遥控模块可以采用STM32F407处理器，增加了控制黏脱附机构、粗糙着陆机构和升降机构的接口和程序，集成飞行控制所需的其他功能单元，如三轴加速度计/陀螺仪、三轴角速度计，从而使得遥控模块的外设和电路最大简化，最大限度的减少了重量和体积。

该机构在着陆之前，无人机调整姿态，使机体水平飞行并减小飞行速度。当面对光滑负表面时，凭借飞行的惯性或动力，无人机与光滑负表面接触，黏附材料与负表面充分接触并压紧负表面产生预压力，进而产生足够的黏附作用力，实现光滑负表面着陆；当面对粗糙负表面时，无人机保持水平姿态与负表面接触，舵机带动升降机构运动，升降机构推动粗糙着陆机构上升，粗糙着陆机构上的微刺阵列超过黏附材料之后，微刺阵列向中心收拢，逐渐刺入粗糙负表面，实现粗糙负表面着陆。

本申请首次提供了同时适用于粗糙负表面和光滑负表面的无人机着陆机构，通过微刺阵列和仿生干黏附材料分别实现在粗糙负表面和光滑负表面的着陆。通过升降机构控制微刺阵列上下运动，避免仿生干黏附材料和微刺阵列着陆时的相互干扰。此种负表面着陆方式增强了无人机在不同表面的着陆能力，当具有光滑或粗糙负表面着陆条件时，无人机可以由悬停状态变为负表面着陆状态，然后关闭动力设备执行拍摄、监控等任务，可以减少能耗和降低噪音，具备更大的活动范围和更长的续航时间，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为负表面着陆机构整体示意图(光滑负表面着陆状态)。

图2为着陆支架结构示意图。

图3为负表面着陆机构局部示意图(不包括着陆支架)。

图4为升降机构结构示意图。

图5为粗糙着陆机构结构示意图。

图6为黏脱附机构示结构示意图。

图7为粗糙负表面着陆状态示意图。

图8为负表面着陆机构和无人机整体示意图。

图中标号示意如下：0:着陆支架、0-1:舵机舱、0-2:配合孔、0-3:底座、0-4:支撑杆、0-5:矩形框架、1:舵机、2:舵机臂、3:联轴器、3-1:联轴器滑槽、3-2:圆柱凸轮、4:滚轮、5:滚轮连杆、5-1:滚轮连杆滑槽、5-2：定位圆柱、6:旋转轴、6-1：旋转轴滑块、7:线轴、7-1:上圆柱盲孔、7-2:线轴拉环、7-3：下圆柱盲孔、8:粗糙升降支架、8-1:水平滑槽、8-2:圆柱插头、8-3:装卸槽、8-4:长条滑块、8-5:中心圆柱、9:粗糙底板、9-1:底板拉环、9-2盲孔、9-3：圆形滑块、10:拉杆、11:连接片、11-1：旋转副、11-2：通孔；12:黏附基底、13：弹簧、14：无人机。

具体实施方式

下面通过实施例对对本发明技术方案做详细解释。

实施例1基于微刺阵列和仿生干黏附材料的粗糙/光滑负表面无人机着陆机构

如图1所示，本实施例提供一种基于微刺阵列和仿生干黏附材料的粗糙/光滑负表面无人机着陆机构，包括着陆支架0、舵机1、舵机臂2、升降机构、一个粗糙着陆机构和四个光滑黏脱附机构。

图2为着陆支架0结构示意图，着陆支架0包括“十”字型的底座0-3，底座0-3的中心设有与舵机1形状相匹配的舵机舱0-1，底座0-3的“十”字的四端设有四根支撑杆0-4，矩形框架0-5设于四根支撑杆0-4的顶端，矩形框架0-5的四角分别与四根支撑杆0-4连接；四根支撑杆0-4的内侧均设有配合孔0-2。本实施例中，使用的舵机型号为JX Servo PS-1109HB，尺寸为22.7×12.2×29.2mm，在具体实施中，也可以是使用其他常规市售舵机。本实施例中，矩形框架表面设有框架通孔；

图3为负表面着陆机构结构示意图(不含着陆支架)，舵机1与位于其顶部的舵机臂2棱柱接合；舵机臂2为“十”字形结构，其四条边的顶部分别与四个光滑黏脱附机构连接；舵机臂2顶部自下而上依次设有升降机构和粗糙着陆机构；如图1所示，舵机1设置于舵机舱0-1内，粗糙着陆机构和四个光滑黏脱附机构由同一个舵机1控制。使用时，舵机1与无人机内的常规遥控模块(如STM32F407处理器)通过导线相连，获取遥控模块的控制信号。

图4为升降结构结构示意图，升降结构包括联轴器3、滚轮4、滚轮连杆5、旋转轴6；联轴器3设置于舵机臂2的中心，并与舵机臂2棱柱接合，二者可以一起转动(图1)；联轴器3上设有环形的圆柱凸轮3-2，圆柱凸轮3-2与滚轮4接触；与圆柱凸轮3-2最高点对应的联轴器3的一侧设有联轴器滑槽3-1；旋转轴6的底部设有三角形的旋转轴滑块6-1，旋转轴滑块与联轴器滑槽3-1相匹配，旋转轴滑块6-1插入侧面联轴器滑槽3-1中实现上下滑动；旋转轴6顶部与线轴7的底部棱柱连接；线轴7底部的下圆柱盲孔7-3还与滚轮连杆5顶部的定位圆柱5-2旋转接合；定位圆柱5-2用于固定线轴7的位置，使滚轮连杆5和线轴7的中心线重合；滚轮4套在滚轮连杆5上并可以沿着圆柱凸轮3-2顶部滚动；滚轮连杆5侧面设有滚轮连杆滑槽5-1。

工作时，线轴7相对滚轮连杆5产生转动；联轴器3上的圆柱凸轮结构3-2与滚轮4配合传递升降运动，联轴器滑槽3-1与旋转轴6配合传递旋转运动，线轴7可传递升降和旋转两个自由度的运动。

图5为粗糙着陆机构结构示意图。图5中，a为粗糙着陆机构结构示意图，b为粗糙着陆机构整体正视图，c为b中A-A向剖视图。如图5所示，粗糙着陆机构包括线轴7、粗糙升降支架8和四个粗糙底板9；粗糙底板9的表面设有倾斜的盲孔9-2；线轴7的顶部设有上圆柱盲孔7-1，侧壁均匀设有4个线轴拉环7-2；粗糙升降支架8是由两个倒“U”形支架中心连接后获得的支架，其顶部平面呈“十”字形；粗糙升降支架8顶部的中心设有中心圆柱8-5，中心圆柱8-5与上圆柱盲孔7-1相匹配并插入上圆柱盲孔7-1中；沿粗糙升降支架8两个倒“U”形支架的顶部方向设有四个水平滑槽8-2，其中一个水平滑槽8-2的底部设有长条滑块8-4；粗糙升降支架8两个倒“U”形支架长边均设有与配合孔0-2相匹配的圆柱插头8-1；长条滑块8-4的形状与滚轮连杆滑槽5-1相匹配；长条滑块8-4插入滚轮连杆滑槽5-1中，使滚轮连杆5相对粗糙升降支架8不产生转动，仅有升降。

每个水平滑槽8-2均通过弹簧13与一个设有圆形滑块9-3的粗糙底板9滑动连接，粗糙底板9凭借其圆形滑块9-3可在粗糙升降支架8的水平滑槽8-2内滑动，弹簧13作用于粗糙底板9上的圆形滑块9-3上，提供粗糙负表面脱附时的回复力。粗糙升降支架边缘的圆柱插头8-1插入着陆支架0上的配合孔0-2中，确保粗糙升降支架8可上下滑动，配合升降过程。线轴7侧壁的四个线轴拉环7-2分别通过拉线与四个粗糙底板9上的底板拉环9-1相连；粗糙底板9受到拉线的拉力和弹簧13的回复力，实现在水平滑槽8-2内的水平移动，同时带动微刺阵列刺入粗糙负表面实现着陆和退出粗糙负表面实现脱附。

本实施例中，每个水平滑槽8-2的一端还设有装卸槽8-3，装卸槽8-3的宽度大于水平滑槽8-2的宽度，粗糙底板9可通过装卸槽8-3装入水平滑槽8-2内，进入水平滑槽8-2之后，在拉线的拉力和弹簧力作用下可沿径向移动。

本实施例中，粗糙底板9上的盲孔9-2等距分布，且与粗糙底板9的板面倾斜角度为30度；盲孔9-2内设有微刺，盲孔9-2的直径大于微刺直径，微刺通过常规方式固定于盲孔9-2内(本实施例在盲孔中填充502胶水固定，具体实施中，也可以使用其他方式固定)。微刺阵列由刚性金属材料制成，在刺入粗糙负表面之后，承受无人机和负表面着陆机构的重力，不产生塑性变形，着陆时粗糙底板9带动微刺阵列刺入粗糙负表面实现着陆。

工作时，旋转轴6与联轴器3一起旋转并将旋转运动传递给线轴7，联轴器3通过滚轮4推动滚轮连杆5将升降运动传递给线轴7。联轴器3旋转角度增大时，联轴器3推动滚轮4和滚轮连杆5上升，滚轮连杆5推动旋转轴6和线轴7上升(旋转轴6的旋转轴滑块在联轴器3的联轴器滑槽3-1中上升)；粗糙升降支架8的中心圆柱8-5插入线轴7中心的上圆柱盲孔7-1中，线轴7可将粗糙升降支架8顶上去。联轴器3旋转的时候带动旋转轴6一起旋转，旋转轴6带动线轴7旋转，线轴7侧面的线轴拉环7连接的拉线收紧，拉线另一头连接粗糙底板9上面的拉环9-1，使粗糙底板9向中心移动，微刺阵列刺入粗糙负表面实现粗糙着陆。

图6为一个光滑黏脱附机构的结构示意图，图6中，A为一个光滑黏脱附机构的结构示意图，B为光滑黏脱附机构的剖视图。每个光滑黏脱附机构均包括拉杆10、连接片11、黏附基底12；黏附基底12的表面黏附有仿生干黏附材料；连接片11通过旋转副11-1与黏附基底12的一端铰链，连接片11设有通孔11-2，螺钉穿过通孔11-2与矩形框架0-5表面的框架通孔固定连接；拉杆10一端与舵机臂2球面接合，一端与黏附基底12的底部球面接合，从而拉动黏附基底12绕连接片11上下翻转，控制光滑黏脱附机构的运动，进一步带动仿生干黏附材料实现黏附和脱附。

具体实施中，仿生干黏附材料可以使用现有材料，如ZL201310284325.2所公开的用于仿壁虎脚掌粘附阵列的黏附材料，或者ZL201711187845.6所公开的用于极端环境下的仿生纤维干黏附材料。

联轴器3控制升降机构的运动和粗糙着陆机构的着陆和脱附过程如下：当舵机1旋转角度由小增大时，升降机构推动粗糙底板9及其上的微刺阵列上升，由光滑负表面着陆状态(仿生干黏附材料接触)切换到粗糙负表面着陆状态(微刺阵列接触)，同时舵机臂2通过拉杆10拉动黏附基底12向下翻转，使黏附材料无法与光滑负表面接触，避免光滑黏脱附机构和粗糙着陆机构的互相干扰。

使用中，负表面着陆机构通过着陆支架0与常规无人机机身固定连接(如通过细线捆到无人机上，也可以使用其他常规的固定方式)，如图8所示。四个粗糙底板9始终保持与无人机顶部平面的平行，黏附基底12在未受到拉杆10拉动时保持水平位置，舵机1开始旋转后拉杆10带动黏附基底12向下翻转，负表面着陆机构由光滑负表面着陆状态切换到粗糙负表面着陆状态。

仿生黏附材料和微刺阵列提供的法向力都大于无人机自重与负表面着陆机构重量的总合，且有一定的载荷余量。当无人机在光滑或粗糙负表面着陆时，仿生干黏附材料和微刺阵列能够提供一定的切向力，抵御负表面切向的气流和风的干扰，保持确定的着陆位置。当以光滑负表面作为着陆的表面时，仿生干黏附材料与负表面的距离可以达到范德华力的作用范围，范德华力汇聚成的宏观的黏附力使无人机可以着陆于负表面；当以粗糙负表面作为着陆的表面时，仿生干黏附材料无法紧密地与着陆面接触，达不到足够的黏附力，无法着陆于粗糙负表面，因此选择带有倾斜的微刺阵列的粗糙着陆机构实施着陆。

如图7所示，粗糙负表面着陆过程为，当舵机臂2未转动时，粗糙着陆机构不上升，黏附基底12保持水平状态，此时黏附材料高于微刺阵列，此时适合光滑负表面着陆；当舵机臂2开始转动后，黏附基底12受到拉杆10的作用后向下翻转，带动黏附材料脱附，同时联轴器3旋转推动滚轮4上升，使粗糙着陆机构上升，上升到最高点时微刺阵列高于黏附基底12，此时适合粗糙负表面着陆；上升到最高点之后，继续增大转动角度，黏附基底12继续受拉向下偏转，微刺阵列高度保持不变，粗糙底板9受到拉线作用向中心收拢，微刺阵列刺入粗糙负表面实现粗糙着陆过程；减小转动角度，拉线变松，在粗糙升降支架8内的水平滑槽8-1内的弹簧回复力的作用下粗糙底板9远离中心，实现脱附。

工作中，旋转运动的传递顺序为：舵机1、舵机臂2、联轴器3、旋转轴6、线轴7。上升运动的传递顺序为：舵机1、舵机臂2、联轴器3、滚轮4、滚轮连杆5、旋转轴6、线轴7、粗糙升降支架8，上升和旋转运动同时进行。

图8展现了装备了上述实施例着陆机构的无人机示意图，包括四旋翼无人机14机身和负表面着陆机构。

装备上述实施例着陆机构的无人机在光滑负表面(例如玻璃天花板)着陆的方法为：当无人机靠近负表面时，通过遥控模块调整飞行姿态，降低飞行速度，使无人机姿态保持水平，此时附着有黏附材料的黏附基底12在拉杆10的支撑下保持水平位置，带有微刺阵列的粗糙底板9位于最低点，微刺阵列低于黏附基底12。着陆之前，无人机一直保持水平飞行状态，以较小的速度靠近负表面，凭借无人机的惯性和升力使黏附材料对光滑负表面施加一定的预压力，黏附材料与光滑负表面紧密接触，达到范德华力的作用范围之后产生足够的法向黏附力，同时黏附材料会提供大于法向黏附力的切向黏附力，使无人机在水平方向上可以抵御气流扰动。起飞时，遥控模块向舵机传输脱附信号，舵机1带动舵机臂2旋转，拉杆10被拉动，拉杆10拉动黏附基底12向下翻转，黏附材料逐渐发生局部卷曲变形，黏附力逐渐减小，实现脱附。

装备上述实施例着陆机构的无人机在粗糙负表面(例如石灰墙表面)着陆方法如下：当无人机靠近负表面时，降低飞行速度，调整飞行姿态，使无人机姿态保持水平，遥控模块给舵机1传输粗糙负表面着陆指令，舵机1开始旋转，舵机1带动舵机臂2旋转，舵机臂2拉动拉杆10，拉杆10拉动黏附基底12向下翻转，使无人机脱离光滑负表面着陆状态。

黏附基底12向下翻转的同时，舵机臂2带动联轴器3旋转，联轴器3上的圆柱凸轮3-2与滚轮4接触，滚轮4套到滚轮连杆5上，联轴器3推动滚轮4和滚轮连杆5一起上升，滚轮连杆5推动旋转轴6和线轴7一起上升，线轴7侧面的四个线轴拉环7-2连接四根拉线，拉线另一端均与一个粗糙底板9上的底板拉环9-1连接，上升到最高点之前拉线未拉紧，线轴7中心的上圆柱盲孔7-1和粗糙升降支架8的中心圆柱8-5配合，推动粗糙升降支架8上升，粗糙升降支架8推动其水平滑槽8-1内的粗糙底板9一起上升，直到滚轮4到达联轴器3圆柱凸轮3-2的最高点，此时微刺阵列也达到最高点，微刺阵列高于黏附材料，仿生黏附材料无法与负表面接触，线轴7拉线刚好拉紧。

微刺阵列达到最高点之后，无人机开始以较小的速度上升靠近粗糙负表面，直到接触粗糙负表面，微刺阵列未完全刺入粗糙负表面之前，无人机桨叶保持旋转提供升力。当舵机臂2旋转角度进一步增大时，由联轴器3带动旋转轴6一起旋转，此时只有旋转轴6传递旋转运动，没有升降运动。旋转轴6带动线轴7一起旋转，线轴7旋转拉紧四根拉线，四根拉线拉动四块粗糙底板9，粗糙底板9被拉动向中心收拢，带动微刺阵列刺入粗糙负表面，实现粗糙负表面着陆。

装备上述实施例着陆机构的无人机在粗糙负表面(例如石灰墙表面)起飞方法如下：当无人机遥控模块接收到起飞的信号之后，首先使无人机电机开始运行，电机提供的升力小于重力，然后舵机1开始旋转(旋转方向与着陆时相反)，线轴7侧面连接的拉线开始松弛，粗糙底板9收到的拉线拉力小于弹簧弹力，粗糙底板9开始远离粗糙升降支架8中心，带动微刺阵列从粗糙负表面脱附，实现从负表面的起飞。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明未尽事宜为公知技术。