一种仿生无人机制造技术

本发明专利技术实施例提供一种仿生无人机，包括：无人机本体、连接于无人机本体下方的转接机构、以及连接于转接机构下方的仿生机构；仿生机构包括间隔布置的两个臂机构、以及分别连接于两个臂机构底部的两个爪机构；爪机构还包括多个指机构。本发明专利技术的技术方案中，在无人机上集成了机械臂和机械爪，可以在复杂且危险的工作中，代替人员进行物品取样或探测；并且无人机本体可实现自动折叠，便于携带。便于携带。便于携带。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生无人机


[0001]本专利技术涉及无人机
，尤其涉及一种仿生无人机。

技术介绍

[0002]现有的无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主操作，无人机通常具有可垂直起降的旋翼。目前，无人机广泛应用于气象、探测、救灾、影视、农业等多种领域，将飞行与拍摄等功能相结合，在人们的生产活动中发挥了越来越重要的作用。现有技术中的无人机，大部分应用场景停留在勘测拍摄层面上，部分无人机可以实现一定的货物搭载能力、或者进行喷洒农药、消防药剂等简单的操作。
[0003]在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：
[0004]在某些特殊场景中，人类仅靠自身无法胜任那些复杂且危险的工程任务，需要无人机进入现场，代替人员进行物品取样或探测，即完成可靠的物品抓取动作，而目前的无人机均不具备该能力。因此，如何实现一种能够代替人员完成精细抓取动作的无人机，是需要解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种仿生无人机，以解决现有技术中无人机无法代替人员完成精细抓取动作的问题。
[0006]为达上述目的，本专利技术实施例提供一种仿生无人机，包括：无人机本体、连接于无人机本体下方的转接机构、以及连接于转接机构下方的仿生机构；仿生机构包括间隔布置的两个臂机构、以及分别连接于两个臂机构底部的两个爪机构；爪机构包括多个指机构。
[0007]进一步的，转接机构包括上连接体、转接轴承、转接机构舵机和下连接体；上连接体与转接轴承的轴承外圈固定连接，下连接体与转接轴承的轴承内圈固定连接；转接机构舵机与下连接体固定连接；转接机构舵机的输出轴向上方伸出，并与固定连接于上连接体顶部的三角形的止动块相连接。
[0008]进一步的，转接机构还包括多个悬挂螺钉；无人机本体的底部设置有多个上螺栓通孔，上连接体上表面开设有多个与上螺栓通孔相对应的下螺栓通孔；悬挂螺钉自上而下穿过上螺栓通孔和下螺栓通孔，且悬挂螺钉的螺纹端的末尾用螺母旋紧；在悬挂螺钉的外侧，还套设有减震弹簧；减震弹簧位于上螺栓通孔和下螺栓通孔之间。
[0009]进一步的，臂机构包括连接于下连接体下方的上臂、以及铰接于上臂底端的下臂；在上臂与下连接体之间、上臂与下臂之间、以及下臂与爪机构之间分别设置有三个臂关节丝杆传动机构。
[0010]进一步的，臂机构与转接机构之间还设置有类万向节机构；类万向节机构包括类万向节框架、第一万向节、第二万向节和连接法兰；第一万向节通过有前后方向布置的第一横轴铰接于类万向节框架的前端；第二万向节通过前后方向布置的第二横轴铰接于类万向
节框架的后端；第一横轴的下方固定连接有左右方向布置的纵轴；第二横轴的下方固定连接有一对左右方向布置的纵向轴套；第一万向节通过第一纵轴与上臂的顶端相铰接；第二万向节通过纵向轴套与最顶部的臂关节丝杆传动机构相连接；连接法兰设置于类万向节框架的顶部，且连接法兰与下连接体的底面之间为可拆卸连接；类万向节框架内侧还安装有类万向节舵机，类万向节舵机的输出轴与第一横轴同轴连接。
[0011]进一步的，爪机构包括爪机构顶架、爪机构轴承、爪机构舵机、爪机构底架、以及连接于爪机构底架上的五个指机构；爪机构通过爪机构顶架铰接于下臂的底端；爪机构顶架与爪机构轴承的轴承内圈固定连接，爪机构底架与爪机构轴承的轴承外圈固定连接；爪机构舵机固定连接于爪机构顶架上，且爪机构舵机的输出轴固定连接于爪机构底架上。
[0012]进一步的，指机构包括依次连接的指机构框架、第一关节、第二关节以及第三关节，第三关节的前端还设置有指尖；第一关节的末端通过第一销轴与指机构框架相铰接；第二关节上沿长度方向设置有滑槽，第一关节的前端通过第二销轴与滑槽滑动配合；第二关节的前端通过第三销轴与第三关节的末端相铰接；指机构框架上还设置有指机构舵机，指机构舵机依次通过摆杆、连杆连接到第一关节末端的顶部；指机构框架与第一推杆的末端铰接于第一销轴的下方；第一推杆的前端与第二关节的末端铰接于滑槽上方；第一关节与第二推杆的末端铰接于第二销轴的下方；第二推杆的前端与第三关节的末端铰接于第三销轴的上方。
[0013]进一步的，无人机本体包括机体框架、铰接于机体框架侧方的多个转接块、固定连接于每个转接块外侧的多根延伸杆、以及设置于每根延伸杆末端的多个旋翼；多个转接块沿机体框架的轴线均布；机体框架内侧还固定设置有折叠驱动舵机；折叠驱动舵机的输出端固定连接有竖直布置的机体丝杆，机体丝杆的外侧活动连接有丝杆螺母；丝杆螺母与斜推杆的内侧端铰接，斜推杆的外侧端与水平布置的T形杆的内侧端铰接；T形杆的外侧端与转接块为可拆卸连接。
[0014]进一步的，T形杆包括直杆段和垂直连接于直杆段外侧端部的横杆段；转接块的内侧面开设有竖直方向布置的长槽，转接块的中部设置有空腔；空腔与长槽贯通，且空腔的宽度尺寸横杆段的长度，空腔的高度大于横杆段的长度。
[0015]进一步的，延伸杆为中空圆管；延伸杆内部设置有电池槽。
[0016]上述技术方案具有如下有益效果：
[0017]本申请的技术方案中，在无人机上的底部集成了仿鹰爪形状的仿生机构(机械臂和机械爪)，实现了无人机的飞行和载重能力与仿生机构的精细动作能力之间的有机结合。机械臂可水平转动、可向外侧展开、通过万向节、电机、丝杆的使用，可实现上臂与下臂之间、下臂与爪机构之间任意角度的屈伸动作，机械爪可轴向转动，并且通过机械爪上设置的五个指机构可实现对物体的抓取和释放，从而在复杂危险的工作中，可代替人员进行物品取样或探测，为特殊环境下的工程任务提供了极大的便利性。此外，在作业时，指机构与臂机构均可独立运作，可以通过相应的舵机及丝杆传动机构来调整至任意位置，并且在该位置实现自锁。
[0018]此外，本申请的技术方案还具有以下特点：
[0019]1、本申请中的无人机本体可以实现在舵机带动下的快速自动折叠，从而使整个仿生无人机便于携带、并在执行特殊任务时避免无人机旋翼等部件对仿生机构的干扰，而且
经过一定角度折叠后，该申请的仿生无人机可以具有通过窄小空间的能力。
[0020]2、本申请采用了新的电池安装设计，将锂电池分别放入无人机的六根延伸杆中，充分利用了空间，并实现了对电池的有效防护，从而增加了使用寿命。
[0021]3、本申请通过臂机构和爪机构的配合，每只单电机控制可独立运转，可实现对物体的抓取和释放，因此可以完成精细的抓取动作；同时由于机械爪与机械臂的运动都运用了蜗轮蜗杆的自锁特性，其能做到在任意位置可靠自锁，从而提高抓握的稳定性；此外，由于输出功率可以调整，因此可以在此基础上继续拓展。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生无人机，其特征在于，包括：无人机本体(100)、连接于所述无人机本体(100)下方的转接机构(200)、以及连接于所述转接机构(200)下方的仿生机构；所述仿生机构包括间隔布置的两个臂机构(400)、以及分别连接于两个所述臂机构(400)底部的两个爪机构(500)；所述爪机构(500)包括多个指机构(600)。2.如权利要求1所述的仿生无人机，其特征在于，所述转接机构(200)包括上连接体(201)、转接轴承、转接机构舵机(205)和下连接体(202)；所述上连接体(201)与所述转接轴承的轴承外圈固定连接，所述下连接体(202)与所述转接轴承的轴承内圈固定连接；所述转接机构舵机(205)与所述下连接体(202)固定连接；所述转接机构舵机(205)的输出轴(207)向上方伸出，并与固定连接于所述上连接体(201)顶部的三角形的止动块(204)相连接。3.如权利要求2所述的仿生无人机，其特征在于，所述转接机构(200)还包括多个悬挂螺钉(203)；所述无人机本体(100)的底部设置有多个上螺栓通孔，所述上连接体(201)上表面开设有多个与所述上螺栓通孔相对应的下螺栓通孔；所述悬挂螺钉(203)自上而下穿过所述上螺栓通孔和所述下螺栓通孔，且所述悬挂螺钉(203)的螺纹端的末尾用螺母旋紧；在所述悬挂螺钉(203)的外侧，还套设有减震弹簧(206)；所述减震弹簧(206)位于所述上螺栓通孔和所述下螺栓通孔之间。4.如权利要求2所述的仿生无人机，其特征在于，所述臂机构(400)包括连接于所述下连接体(202)下方的上臂(401)、以及铰接于所述上臂(401)底端的下臂(402)；在所述上臂(401)与所述下连接体(202)之间、所述上臂(401)与所述下臂(402)之间、以及所述下臂(402)与所述爪机构(500)之间分别设置有三个臂关节丝杆传动机构(410)。5.如权利要求4所述的仿生无人机，其特征在于，所述臂机构(400)与所述转接机构(200)之间还设置有类万向节机构(300)；所述类万向节机构(300)包括类万向节框架(301)、第一万向节(310)、第二万向节(320)和连接法兰(302)；所述第一万向节(310)通过前后方向布置的第一横轴(311)铰接于所述类万向节框架(301)的前端；所述第二万向节(320)通过前后方向布置的第二横轴(321)铰接于所述类万向节框架(301)的后端；所述第一横轴(311)的下方固定连接有左右方向布置的纵轴(312)；所述第二横轴(321)的下方固定连接有一对左右方向布置的纵向轴套(322)；所述第一万向节(310)通过所述第一纵轴(312)与所述上臂(401)的顶端相铰接；所述第二万向节(320)通过所述纵向轴套(322)与位于最上方的臂关节丝杆传动机构(410)相连接；所述连接法兰(302)设置于所述类万向节框架(301)的顶部，且所述连接法兰(302)与所述下连接体(202)的底面之间为可拆卸连接；所述类万向节框架(301)内侧还安装有类万向节舵机(330)，所述类万向节舵机(330)的输出轴与所述第一横轴(311)同轴连接。6.如权利要求4所述的仿生无人机，其特征在于，所述爪机构(500)包括爪机构顶架(501)、爪机构轴承、爪机构舵机(510)...

【专利技术属性】
技术研发人员：江五贵，彭杰，朱珉剑，廖述梅，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：