一种新型带臂四旋翼无人机制造技术

本发明专利技术公开的一种新型带臂四旋翼无人机，包括四旋翼无人机部分，其特征是：还包括分别与四旋翼无人机部分连接的图像传输部分、多自由机械臂部分、机械爪部分和云台摄像部分。该发明专利技术通过合理整合现有四旋翼无人机结构，改变原有上下塑料外壳包裹结构，采用碳素方形管，增加双层云台，上层云台搭载摄像头设备，下层云台搭载机械臂，实现在原本摄像环境上，增加多自由度机械臂实现四旋翼无人机在更多领域发展及除预警功能外在人工环境复杂情况下作业的构想。

A new type of four rotor UAV with arm

The present invention discloses a new arm of the four rotor UAV, including four rotor UAV, which is characterized respectively with four rotor UAV image transmission part and the connection of multi DOF Manipulator, a mechanical claw part and PTZ camera part. The invention through the reasonable integration of the existing four rotor UAV structure, change the original on the plastic shell structure, the carbon square tube, double PTZ PTZ camera device equipped with upper, lower head equipped with mechanical arm, in the original camera environment, increase the multi degree of freedom manipulator to realize four rotor UAV development in more areas and in addition to conception early warning function complex external artificial environment of the job.

【技术实现步骤摘要】
一种新型带臂四旋翼无人机
本专利技术涉及无人机领域，具体是一种新型带臂四旋翼无人机。
技术介绍
四旋翼无人飞行器是一种“碟形”飞行器，具有新颖的结构布局和独特的飞行方式，利用空气动力来克服自身重量，可自主或遥控飞行，并且能够携带一定载荷，可配备专用仪器实现一些特定功能。能够原地垂直起降，可以进行手动和自动飞行，在空中可以实现定点悬停和固定航迹飞行。通过带载摄像装备实现空中监测功能，地面站相关软件实现视频接收。四旋翼无人飞行器，是一种具有四个螺旋桨的飞行器并且四个螺旋桨呈十字形交叉结构，相对的四旋翼具有相同的旋转方向，分两组，两组的旋转方向不同。与传统的直升机不同，四旋翼飞行器只能通过改变螺旋桨的速度来实现各种动作。现有无人机配备的仪器都只有图传摄像头GoPro，在电影拍摄，输电线路勘测、野生动物保护、安防监控之类，都是基于摄像头衍生出来的一些配套行业。但是在现有产品中，多数无人机的飞行时间仅仅只有十分钟左右。在配件上，仍保持只有运动摄像头。并未包含带有多自由度机械臂，以及超远距离充电，多架无人机协同的结构和飞行模式。在整体结构中，为控制成本，采用塑料外壳包裹，限制了无人机布线的多样性，减少了云台的面积。使得在无人机市场只有架有运动摄像头的无人机产品。在四旋翼无人机飞行时，为单一无人机飞行，由于多架无人机在空中操作复杂，暂无多架无人机协同飞行，实现多任务复杂任务处理。在行业上，国内现有行业多为消费级无人机，在技术上难以达到顾客标准，多数初创的无人机公司在浪潮下无法继续生存，在业态中无法持续良性发展，行业中一家独大，缺少新领域新技术的良性竞争。涉及面普遍为运动摄像方面，以及大众娱乐方向。现阶段利用碳纤板的无人机应用领域还很局限，主要是在电影，电视剧，以及记录片的拍摄。多自由度的机械手的应用领域也还很局限，能够让无人机实现的自动化作业中，现阶段之后在农业中有所应用，例如高空喷洒农药等。但是在高空复杂作业，危险领域作业，高空火灾地震等救援作业在行业发展中还未涉及。由于成本以及每个无人机制造厂商的程序与结构闭源等问题的限制，在行业中只有成品的无人机，没有可快速拆卸，安装等，用来适应各种复杂情况的套件设备。可以在到达紧急情况现场，迅速拼装成需要工作模式的无人机。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供一种新型带臂四旋翼无人机，这种结构的无人机具有多套可替换的套件，以适应不同的紧急情况，具有处理较复杂的紧急情况处理能力，设备先进，机动性高，应用方向广等优点。实现本专利技术目的的技术方案是：一种新型带臂四旋翼无人机，包括四旋翼无人机部分，与现有技术不同的是：还包括分别与四旋翼无人机部分连接的图像传输部分、多自由机械臂部分、机械爪部分和云台摄像部分，其中：所述四旋翼无人机部分包括主结构碳素十字支架、上云台、下云台、基座、电机和旋翼，两个主结构碳素十字架通过中间的沟槽相互扣合，上云台与图像传输部分连接，下云台与多自由机械臂部分连接，电机与基座扣合，基座与主结构碳素十字架连接，旋翼分别与电机连接；所述图像传输部分包括支撑云台和运动摄像机，运动摄像机与支撑云台固定，支撑云台与四旋翼无人机部分上云台连接；所述多自由度机械臂部分包括机械爪、旋转直臂、机械联臂部分、机械爪与机械联臂连接，在机械爪与机械联臂的关节连接处分别设有舵机，与电机连接；所述机械爪部分包括机械爪的A侧钳子和B侧钳子，A侧钳子和B侧钳子可以在齿轮啮合传动下实现机械爪的开合，共同组成机械爪的夹持部分，机械爪与旋转直臂通过舵机及滚针轴承连接，通过舵机的转动使机械爪可以进行360度的转动。所述机械爪的夹持部分还包括A挡板和B挡板，分别用于固定机械爪左右两个夹紧板和传动的A齿轮、B齿轮和C齿轮，A齿轮为传动齿轮，与舵机相配合，A侧钳子与B齿轮配合，B侧钳子与C齿轮相配合，B、C齿轮相互啮合，分别控制A、B侧钳子的开合。所述机械联臂部分包括A拉杆、B拉杆和C拉杆，A拉杆与套筒连接，套筒与轴相连接，轴与A侧板的轴承过盈配合，A拉杆和B拉杆通过夹持端连接件连接，B拉杆与舵机连接件连接，舵机连接件与B侧板上的舵机连接，A拉杆、B拉杆和C拉杆通过后摇臂相互连接，随着舵机的转动，B拉杆带动A拉杆、C拉杆运动，联臂部分做舒张运动，完成联臂的上下运动，各部分通过舵机的旋转，实现机械联臂部分的转动及机械爪的夹持。所述云台摄像部分与图像传输部分连接，云台部分为三轴云台，俯仰角度为-90度至30度，俯仰转动速度为90度/秒。所述四旋翼无人机部分还包括支撑脚架，与主结构碳素十字支架连接。所述机械臂与无人机主体连接位置为沟槽卡扣式设计，更换不同类型的机械臂或是传感器时，只需要将两个紧固螺丝拧出，将原有机械臂通过沟槽滑出，再更换新的传感器或是机械臂从滑槽中滑入，将紧固螺丝拧紧即可。本专利技术的优点或者有益效果：改变整体机身结构与材质，在主结构碳素十字支架及云台采用中空碳素管，在布线时，线路可以在中碳素管中，不仅保护电路不被轻易腐蚀，也在云台中留出大部分空间。并且由于内部布线，云台部分便可以裸露，不再局限于塑料外壳的包裹。增加多自由度机械臂：增加一个具有三个自由度的机械臂。弥补在高空复杂环境作业、危险领域、高空地震火灾救援等无人机设备的缺失。机械臂前端装配有机械爪，机械爪可随环境的不同，任务的不同进行配套更换，例如夹取类机械爪、带有测试仪器机械爪、火灾地震高空救援拉网机械爪等。由之前的预警作用，到不仅预警，更可以在预警后直接参与作业，在森林救援，火灾救援，深井救援等领域，将会有不可替代的作用。通过增加蓝牙模块，实现飞行时通过算法控制多架四旋翼无人机协同飞行，中间为一台主机，周围围绕多架辅机，保持相应距离。在执行任务时，只需控制中间主机即可，周围辅机根据算法与主机协同飞行。大大减小了使用者的操作难度，大大增大了无人机的工作范围以及作业能力。针对创新结构以及一些非标准件的制作，采用专利技术人自制3D并联臂打印机进行制作，在机械臂以及都任务配套机械爪的制作均采用自制3D并联臂打印机进行打印制作。自制打印机精度控制在小于等于0.1毫米内。从而衍生出多种任务所需配套机械爪，并有效节约成本，作为行业市场普及的基础。附图说明图1为带臂四旋翼无人机主视图图2为带臂四旋翼无人机俯视图图3为带臂无人机侧视图图中，1.无刷电机2.角落架3.碳素十字支架4.舵机5.左侧钳子6.旋转直臂7.直臂连接块8.A侧板9.B拉杆10.桨叶11.右侧钳子12.上云台13.主控板14.A拉杆15.C拉杆。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术做进一步的阐述，但不是对本专利技术的限定。实施例1：一种新型带臂四旋翼无人机，由四旋翼无人机部分、图像传输部分、多自由度机械臂部分、机械爪部分和云台摄像部分构成，其中：四旋翼无人机部分由主结构碳素十字支架3、上云台12、下云台、基座、电机1和旋翼，两个主结构碳素十字架3通过中间的沟槽相互扣合，相互扣合增大主结构碳素十字架接触面积，飞行稳定性大大增强；上云台12、下云台用销钉以及螺栓相连，上、下云台中间中空部分放置主电路板等元器件。上云台12安装图像传输部分构件，下云台安装多自由度机械臂部分。电机1包含电机Ａ，电机Ｂ，电机C，电机D四个电机，电机1与电机基座相扣合。电机基座与主结构十字支架3嵌入后用螺钉拧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型带臂四旋翼无人机，包括四旋翼无人机部分，其特征是：还包括分别与四旋翼无人机部分连接的图像传输部分、多自由机械臂部分、机械爪部分和云台摄像部分，其中：所述四旋翼无人机部分包括主结构碳素十字支架、上云台、下云台、基座、电机和旋翼，两个主结构碳素十字架通过中间的沟槽相互扣合，上云台与图像传输部分连接，下云台与多自由机械臂部分连接，电机与基座扣合，基座与主结构碳素十字架连接，旋翼分别与电机连接；所述图像传输部分包括支撑云台和运动摄像机，运动摄像机与支撑云台固定，支撑云台与四旋翼无人机部分上云台连接；所述多自由度机械臂部分包括机械爪、旋转直臂、机械联臂部分、机械爪与机械联臂连接，在机械爪与机械联臂的关节连接处分别设有舵机，与电机连接；所述机械爪部分包括机械爪的A侧钳子和B侧钳子，A侧钳子和B侧钳子可以在齿轮啮合传动下实现机械爪的开合，共同组成机械爪的夹持部分，机械爪与旋转直臂通过舵机及滚针轴承连接，通过舵机的转动使机械爪可以进行360度的转动。

【技术特征摘要】
1.一种新型带臂四旋翼无人机，包括四旋翼无人机部分，其特征是：还包括分别与四旋翼无人机部分连接的图像传输部分、多自由机械臂部分、机械爪部分和云台摄像部分，其中：所述四旋翼无人机部分包括主结构碳素十字支架、上云台、下云台、基座、电机和旋翼，两个主结构碳素十字架通过中间的沟槽相互扣合，上云台与图像传输部分连接，下云台与多自由机械臂部分连接，电机与基座扣合，基座与主结构碳素十字架连接，旋翼分别与电机连接；所述图像传输部分包括支撑云台和运动摄像机，运动摄像机与支撑云台固定，支撑云台与四旋翼无人机部分上云台连接；所述多自由度机械臂部分包括机械爪、旋转直臂、机械联臂部分、机械爪与机械联臂连接，在机械爪与机械联臂的关节连接处分别设有舵机，与电机连接；所述机械爪部分包括机械爪的A侧钳子和B侧钳子，A侧钳子和B侧钳子可以在齿轮啮合传动下实现机械爪的开合，共同组成机械爪的夹持部分，机械爪与旋转直臂通过舵机及滚针轴承连接，通过舵机的转动使机械爪可以进行360度的转动。2.根据权利要求1所述的新型带臂四旋翼无人机，其特征是：所述机械爪的夹持部分还包括A挡板和B挡板，分别用于固定机械爪左右两个夹紧板和传动的A齿轮、B齿轮和C齿轮，A齿轮为传动齿轮，与舵机相配合，A侧钳...

【专利技术属性】
技术研发人员：周祖鹏，李赫，刘旭锋，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45