一种可飞行式高空作业机器人及其方法技术

本发明专利技术公开了一种可飞行式高空作业机器人及其方法，其中，该机器人包括飞行机构和作业机构，所述飞行机构包括飞行本体，飞行本体内设有第一控制器，飞行本体连接有若干个机臂，每个机臂连接有旋翼；第一控制器通过控制旋翼驱动模块来驱动旋翼工作；所述作业机构包括电控箱，电控箱内设置有第二控制器，第二控制器用于控制所述作业机构动作；所述飞行本体用于搭载作业机构至设定位置，可飞行式高空作业机器人到达设定位置之后，所述飞行机构和作业机构两者保持共同工作状态或两者分开独立工作状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于作业机构领域，尤其涉及一种可飞行式高空作业机器人及其方法。
技术介绍
高处作业是指人在一定位置为基准的高处进行的作业。国家标准GB/T3608-2008《高处作业分级》规定：“凡在坠落高度基准面2m以上(含2m)有可能坠落的高处进行作业，都称为高处作业。”根据这一规定，在建筑业中涉及到高处作业的范围是相当广泛的。在建筑物内作业时，若在2m以上的架子上进行操作，即为高处作业。传统的高空作业均是作业人员亲自操作，而且进行攀登作业时作业人员由于没有作业平台，只能攀登在可借助物的架子上作业，要借助一手攀，一只脚勾或用腰绳来保持平衡，身体重心垂线不通过脚下，作业难度大，危险性大，若有不慎就可能坠落。下面以巡线作业机器人为例：目前，巡线机器人越来越多地用在电力巡视作业领域，代替人工进行电力线路的监测、检修等工作。电力巡视过程中，当电力线路发生绝缘子闪络、局部短路等故障时，最直接的表现便是局部温度过高。另外，电力线路还存在断股、附件脱落等故障。因此，电力线路巡线监测是一个非常关键的环节。传统的巡线机器人由于高压线路及杆塔结构复杂，巡线机器人不仅要完成巡视、检修工作，还要不断跨越线路上的结构障碍，影响巡线机器人的工作效率。近年来，随着无人机技术的提升，无人机也越来越多的用于巡线。无人机具有灵活高效，不受线路环境约束的优点，但是单纯采用无人机也存在明显的缺点：无人机续航通常较短，需要频繁地充电，有效工作时间有限；为保证安全，无人机不能距离线路太近，这就导致一些复杂区域可能会有遗漏的监测项目，留下安全隐患。现有的高空作业机器人存在以下缺陷：高空作业机器人需要借助外力或设备搭载作业机构相应工作地点，当高空作业点地理环境复杂时，不易设置架子或吊索等结构，使得高空作业机器人受地理环境因素影响，并不能适用于所有地理环境的地点进行工作。此外，高空作业机器人一般占地空间大，重量大，消耗的能源多，当作业机构需要跨越大型或复杂的障碍物时，可能会发生故障，此时，需要人为将高空作业机器人卸载，耗费大量的人力和物力，降低了高空作业机器人的工作效率。
技术实现思路
为了解决现有技术的缺点，本专利技术的第一目的是提供一种可飞行式高空作业机器人。本专利技术的一种可飞行式高空作业机器人，包括：飞行机构和作业机构，所述飞行机构包括飞行本体，飞行本体内设有第一控制器，飞行本体连接有若干个机臂，每个机臂连接有旋翼；第一控制器通过控制旋翼驱动模块来驱动旋翼工作；所述作业机构包括电控箱，电控箱内设置有第二控制器，第二控制器用于控制所述作业机构动作；所述飞行本体用于搭载作业机构至空中设定位置，可飞行式高空作业机器人到达设定位置之后，所述飞行机构和作业机构两者保持共同工作状态或两者分开独立工作状态。进一步地，电控箱的底部还设置有圆柱形锁止部，锁止部内安装有电控锁，电控锁与第一控制器相连；飞行机构的上表面还设置有凹箱，凹箱为上宽下窄的锥桶结构；所述凹箱用于承载与其相匹配的作业机构电控箱，且使得所述可飞行式高空作业机器人飞行时保持平衡；凹箱的底部还设置有上窄下宽的柱形台，柱形台用于容纳锁止部；当飞行机构和作业机构两者需要共同工作时，第一控制器控制电控锁处于上锁状态，使得飞行机构和作业机构两者结合；当作业机构需要单独作业时，第一控制器控制电控处于开锁状态，使得作业机构脱离所述飞行机构而独立工作。本专利技术通过凹箱结构，将飞行机构和作业机构共同工作或分开独立工作：当飞行机构和作业机构两者需要共同工作时，第一控制器控制电控锁处于上锁状态，使得飞行机构和作业机构两者结合；当作业机构需要单独作业时，第一控制器控制电控处于开锁状态，使得作业机构脱离所述飞行机构而独立工作。本专利技术一方面减轻负重，节约能耗；另一方面，降低系统的复杂性，减小产生故障的几率；当作业机构需要跨越大型或复杂的障碍物时，飞行机构可作业机构结合。进一步地，电控箱的底部还设置有磁性层；所述飞行本体上还安装有电磁吸盘，其与第一控制器相连；电磁吸盘用于承载所述作业机构且使得所述可飞行式高空作业机器人飞行时保持平衡；当飞行机构和作业机构两者需要共同作业时，第一控制器控制电磁吸盘通电产生磁场，使得电磁吸盘吸附具有磁性层的电控箱，达到飞行机构和作业机构两者结合的目的；当作业机构需要单独作业时，第一控制器控制电磁吸盘断电消除磁场，使得电磁吸盘脱离具有磁性层的电控箱，达到飞行机构和作业机构两者脱离的目的。本专利技术利用电磁吸盘结构，使具有电磁吸盘的无人机通电产生磁场，使得电磁吸盘吸附具有磁性层的电控箱，最终实现飞行机构稳定搭载附磁性元件的效果；通过控制电路使具有电磁吸盘的飞行机构断电消除磁场，使得电磁吸盘与被吸附的磁性元件分离，最终实现飞行机构与被搭载的具有磁性层的电控箱快速分离的效果。进一步地，所述飞行机构还包括机械夹爪机构，机械夹爪机构包括底座及平台，底座安装飞行本体上，平台固定连接于底座上；平台的外部铰接有夹爪结构；夹爪结构包括若干个夹爪，夹爪用于固定落入其包围区域内的电控箱；所述底座与平台之间安装有夹爪驱动装置，夹爪驱动装置与第一控制器相连；所当飞行机构和作业机构两者需要共同作业时，第一控制器控制所述夹爪驱动装置来驱动夹爪同时夹紧电控箱，使得飞行机构和作业机构两者结合；当作业机构需要单独作业时，第一控制器控制所述夹爪驱动装置来驱动夹爪同时张开，使得作业机构脱离所述飞行机构。本专利技术的机械夹爪机构适用于稳定抓夹体积大的物体，被抓紧的物体能够恰好落入机械夹爪机构的夹爪的范围内；而且，夹爪驱动装置固定安装底座与平台之间，节省了整个机械夹爪机构的占用空间，减小了整个机械夹爪机构的体积；在夹爪驱动装置的驱动作用下，使得驱动夹爪同时夹紧或张开，实现物体与机械夹爪机构稳定结合或迅速脱离，提高了机械夹爪机构的工作效率。进一步地，所述机臂还与机臂驱动模块相连，所述机臂驱动模块与第一控制器相连，所述第一控制器用于控制机臂驱动模块来驱动旋翼折叠。这样防止阻碍机械臂工作，当巡线机器人需要飞行时，旋翼可从机架展开。其中，所述作业机构为电力线路巡线作业机器人或高空清洁机器人。进一步地，所述电力线路巡线作业机器人包括机架，所述电控箱安装于所述机架底部；所述机架上安装有第一图像采集模块和第二图像采集模块，分别用于监测巡线机器人前进方向及反方向的电力线路运行状态图像信息并传送至第二控制器；所述电力线路巡线作业机器人还包括行走机构和机械臂作业机构。所述行走机构包括行走轮臂、行走轮及行走机构控制模块。所述机械臂作业机构包括机械臂驱动模块和机械臂，所述行走机构控制模块和机械臂驱动模块与第二控制器相连，所述机械臂的末端设置有第三图像采集模块；在第二控制器的控制作用下，机械臂驱动模块带动机械臂运动来调整第三图像采集模块的监测角度，最终实现巡线机器人对电力线路的全方位监控。进一步地，所述机械臂的末端安装有末端执行器，所述末端执行器包括减速机构，所述减速机构与电机驱动模块相连，所述电机驱动模块与第二控制器相连。进一步地，所述机械臂的末端安装有机械手，所述第三图像采集模块安装于机械手上；在第二控制器的控制作用下，驱动模块带动机械臂运动，进而带动机械手运动来调整机械手上第三图像采集模块的监测角度，用于监测电力线路的盲区。本专利技术的第二目的是提供一种可飞行式高空作业机器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可飞行式高空作业机器人，其特征在于，包括：飞行机构和作业机构，所述飞行机构包括飞行本体，飞行本体内设有第一控制器，飞行本体连接有若干个机臂，每个机臂连接有旋翼；第一控制器通过控制旋翼驱动模块来驱动旋翼工作；所述作业机构包括电控箱，电控箱内设置有第二控制器，第二控制器用于控制所述作业机构动作；所述飞行本体用于搭载作业机构至设定位置，可飞行式高空作业机器人到达设定位置之后，所述飞行机构和作业机构两者保持共同工作状态或两者分开独立工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种可飞行式高空作业机器人，其特征在于，包括：飞行机构和作业机构，所述飞行机构包括飞行本体，飞行本体内设有第一控制器，飞行本体连接有若干个机臂，每个机臂连接有旋翼；第一控制器通过控制旋翼驱动模块来驱动旋翼工作；所述作业机构包括电控箱，电控箱内设置有第二控制器，第二控制器用于控制所述作业机构动作；所述飞行本体用于搭载作业机构至设定位置，可飞行式高空作业机器人到达设定位置之后，所述飞行机构和作业机构两者保持共同工作状态或两者分开独立工作状态。2.如权利要求1所述的一种可飞行式高空作业机器人，其特征在于，电控箱的底部还设置有圆柱形锁止部，锁止部内安装有电控锁，电控锁与第一控制器相连；飞行机构的上表面还设置有凹箱，凹箱为上宽下窄的锥桶结构；所述凹箱用于承载与其相匹配的作业机构电控箱，且使得所述可飞行式高空作业机器人飞行时保持平衡；凹箱的底部还设置有上窄下宽的柱形台，柱形台用于容纳锁止部；当飞行机构和作业机构两者需要共同工作时，第一控制器控制电控锁处于上锁状态，使得飞行机构和作业机构两者结合；当作业机构需要单独作业时，第一控制器控制电控处于开锁状态，使得作业机构脱离所述飞行机构而独立工作。3.如权利要求1所述的一种可飞行式高空作业机器人，其特征在于，电控箱的底部还设置有磁性层；所述飞行本体上还安装有电磁吸盘，其与第一控制器相连；电磁吸盘用于承载所述作业机构且使得所述可飞行式高空作业机器人飞行时保持平衡；当飞行机构和作业机构两者需要共同作业时，第一控制器控制电磁吸盘通电产生磁场，使得电磁吸盘吸附具有磁性层的电控箱，达到飞行机构和作业机构两者结合的目的；当作业机构需要单独作业时，第一控制器控制电磁吸盘断电消除磁场，使得电磁吸盘脱离具有磁性层的电控箱，达到飞行机构和作业机构两者脱离的目的。4.如权利要求1所述的一种可飞行式高空作业机器人，其特征在于，所述飞行机构还包括机械夹爪机构，机械夹爪机构包括底座及平台，底座安装飞行本体上，平台固定连接于底座上；平台的外部铰接有夹爪结构；夹爪结构包括若干个夹爪，夹爪用于固定落入其包围区域内的电控箱；所述底座与平台之间安装有夹爪驱动装置，夹爪驱动装置与第一控制器相连；所当飞行机构和作业机构两者需要共同作业时，第一控制器控制所述夹爪驱动装置来驱动夹爪同时夹紧电控...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜宗展，宋士平，马伶，
申请(专利权)人：济南舜风科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37