The invention discloses an air robot based on six rotor UAVs, which includes a six rotor unmanned aerial vehicle, an airborne control system and a two degree of freedom manipulator, the six rotor unmanned aerial vehicle is a six rotor aircraft, the six rotor unmanned aircraft fuselage top is equipped with an organic load control system, and the bottom of the six rotor unmanned aircraft fuselage has a two degree of freedom machine. The airborne control system includes the flight control system and the manipulator control system. The invention solves the problem of interactive operation between the six rotor unmanned aerial vehicle and the external environment, realizes the capture of the air or ground targets, and expands the application range of the air robot, and has the advantages of stability, reliability, safety and flexibility, and convenient operation.
【技术实现步骤摘要】
一种基于六旋翼无人机的空中机器人
本专利技术涉及一种空中机器人,尤其是一种基于六旋翼无人机的空中机器人。
技术介绍
六旋翼无人机是一种装备有自动控制器、通信系统、传感器及数据处理单元等航空电子设备,并能够在无人干扰的情况下完成自主飞行任务的无人驾驶的飞行系统。它可根据机载设备对自身飞行状况及周边环境进行量化评估,从而制定合理的应对措施与飞行策略。另外,在自身机械机构出现故障时,六旋翼无人机还能根据当前结构特点采取最优解决方案。由于这些独特的优势,六旋翼无人机逐渐成为难以替代的空中平台,在军事与民用上有着广泛的应用。在军事上,它可用于战场勘察、禁飞巡逻、电子对抗、情报获取等任务;在民用上,它可用于环境监测、电力检测、高压巡线、森林防火、农林喷雾等作业。目前,国内外执行高空作业的机械臂无法自由快速运作且存在地形和高度的局限性,若将机械臂加装到旋翼飞行器上,则可大大增加机械臂操控的自由度,扩大机械臂的应用范围。六旋翼无人机不需要跑道就能够自动起飞与降落,且能够实现定点悬停。另外,六旋翼无人机比四旋翼无人机多了一对冗余桨叶,故抗风性能更强。因此,将机械臂装载到六旋翼无人机上,可以提高机械臂作业时的稳定性与鲁棒性。带机械臂的单旋翼空中机器人有广阔的应用前景,例如它能够迅速到达地面机器人无法进入的特殊环境(如火灾、水灾、地震灾害现场)执行安装或回收作业设备等精细任务。在现有的技术中,基于旋翼飞行器的空中机器人能够在三维空间中自由运动,具有垂直起降、定点悬停、灵活性高、机动性强的优点,可以代替人类完成高危环境信息获取与作业等任务。
技术实现思路
为解决现有技术存在六旋翼无人 ...
【技术保护点】
一种基于六旋翼无人机的空中机器人,它包括六旋翼无人机(1)、机载控制系统(2)和二自由度机械臂(3),其特征在于:所述六旋翼无人机(1)为六旋翼飞行器,六旋翼无人机(1)机身顶部安装有机载控制系统(2),六旋翼无人机(1)机身底部安装有二自由度机械臂(3);所述机载控制系统(2)包括飞行控制系统与机械臂控制系统,飞行控制系统实时采集六旋翼无人机(1)的飞行数据,处理后产生指令实时传输,来控制六旋翼无人机(1)的六个旋翼电机(5),机械臂控制系统实时采集二自由度机械臂(3)各关节的位置及姿态信息,处理后发出指令来调整各转动关节的角度和夹持器(11)的位置及姿态。
【技术特征摘要】
1.一种基于六旋翼无人机的空中机器人,它包括六旋翼无人机(1)、机载控制系统(2)和二自由度机械臂(3),其特征在于:所述六旋翼无人机(1)为六旋翼飞行器,六旋翼无人机(1)机身顶部安装有机载控制系统(2),六旋翼无人机(1)机身底部安装有二自由度机械臂(3);所述机载控制系统(2)包括飞行控制系统与机械臂控制系统,飞行控制系统实时采集六旋翼无人机(1)的飞行数据,处理后产生指令实时传输,来控制六旋翼无人机(1)的六个旋翼电机(5),机械臂控制系统实时采集二自由度机械臂(3)各关节的位置及姿态信息,处理后发出指令来调整各转动关节的角度和夹持器(11)的位置及姿态。2.根据权利要求1所述的基于六旋翼无人机的空中机器人,其特征在于:所述六个旋翼电机(5)为3508-690kv无刷电机,且其转向两两相反;所述六个旋翼电机(5)由六个电调(22)控制,并分别与对应六个旋翼(6)相连。3.根据权利要求1或2所述的基于六旋翼无人机的空中机器人,其特征在于:所述六旋翼无人机(1)机身包括脚架(7)、机臂(8)、中心板(9)和挂载杆(10),六个机臂(8)末端的电机座上分别对应安装有六个旋翼(6),中心板(9)正下方设有挂载杆(10),挂载杆(10)下方挂有锂电池;所述中心板(9)上安装有机载控制系统(2),挂载杆(10)与二自由度机械臂(3)固接;所述中心板(9)为U型连接板。4.根据权利要求1或2所述的基于六旋翼无人机的空中机器人,其特征在于:所述六旋翼无人机(1)机身采用碳纤维材质;所述六个旋翼(6)均采用尼龙碳纤玻纤复合材质。5.根据权利要求1或2所述的基于六旋翼无人机的空中机器人,其特征在于:所述二自由度机械臂(3)包括基座(15)、前端连杆(14)、后端连杆(12)、夹持器(11)和舵机模块,基座(15)的前端与六旋翼无人机(1)的挂载杆(10)固接,基座(15)的后端通过第一转动关节(131)与前端连杆(14)连接,前端连杆(14)与后端连杆(12)之间通过第二转动关节(132)连接,后端连杆(12)与夹持器(11)之间通过第三转动关节(133)连接,第一转动关节(131)、第二转动关节(132)和第三转动关节(133)均由大扭力数字舵机(28)控制来进行0-180度的旋转;所述舵机模型根据机载控制系统(2)的控制信号,控制每个关节处的数字舵机(28)来调整二自由度机械臂(3)各转动关节的角度和夹持器(11)的位置及姿态。6...
【专利技术属性】
技术研发人员:丁力,李兴成,巢渊,柴华伟,
申请(专利权)人:江苏理工学院,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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