[發(fā)明專利]空中機(jī)器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611144959.8
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106585963A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁力;周川
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇理工學(xué)院
• 主分類號: B64C27/06
• 分類號: B64C27/06;B64C27/12;B25J18/04
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙)32231
• 代理人: 翁斌

1.一種空中機(jī)器人，其特征在于：包括飛行器(1)、多自由度機(jī)械臂(2)和載有控制系統(tǒng)的控制板(3)，所述的多自由度機(jī)械臂(2)安裝在飛行器(1)的機(jī)身(4)底部，所述的多自由度機(jī)械臂(2)依次包括基座(21)、連桿組和夾持器(8)，所述連桿組內(nèi)的若干連桿(22)依次通過第一轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(5)串連接，所述的連桿組的一端與基座(21)通過第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(6)連接，另一端與夾持器(8)通過第三轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(7)連接，所述控制系統(tǒng)包括飛行控制系統(tǒng)和機(jī)械臂控制系統(tǒng)。

2.如權(quán)利要求1所述的空中機(jī)器人，其特征在于：所述的多自由度機(jī)械臂(2)為六自由度機(jī)械臂，所述的連桿組包括五根連桿(22)，所述的第一轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(5)和第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(6)均是縱向轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，所述的第三轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(7)是橫向轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，第一轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(5)、第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(6)和第三轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(7)均采用伺服電機(jī)控制，且轉(zhuǎn)動角度為0°-360°。

3.如權(quán)利要求1或2所述的空中機(jī)器人，其特征在于：所述的夾持器(8)是擬人機(jī)械手爪，包括連接軸(81)、連接大臂(82)、兩對支臂(83)和兩個抓取端(84)，所述的連接大臂(82)包括套設(shè)在連接軸(81)上的環(huán)部和兩個連接部，兩個連接部對稱設(shè)置在環(huán)部外側(cè)，每個連接部均鉸接一對支臂(83)，每對支臂(83)的另一端鉸接一個抓取端(84)。

4.如權(quán)利要求3所述的空中機(jī)器人，其特征在于：所述的抓取端(84)的內(nèi)側(cè)設(shè)有便于抓取不規(guī)則物體的圓弧面。

5.如權(quán)利要求4所述的空中機(jī)器人，其特征在于：所述的飛行控制系統(tǒng)包括ATHENA嵌入式模塊和與ATHENA嵌入式模塊電連接的慣性測量單元、高度計、磁力計、GPS模塊(9)，所述的ATHENA嵌入式模塊的輸出端還連接有第一電子調(diào)速器；所述的機(jī)械臂控制系統(tǒng)包括中央處理器和與中央處理器電連接的加速度計、角速度計和線速度計，所述的中央處理器的輸出端還連接有第二電子調(diào)速器。

6.如權(quán)利要求5所述的空中機(jī)器人，其特征在于：所述的夾持器(8)采用第一舵機(jī)控制，所述的伺服電機(jī)和第一舵機(jī)均與第二電子調(diào)速器電連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空中機(jī)器人，其特征在于：所述的六自由度機(jī)械臂的運(yùn)動是由所述的機(jī)械臂控制系統(tǒng)按照關(guān)節(jié)最佳柔順性準(zhǔn)則來控制的，該準(zhǔn)則根據(jù)下式計算機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)逆解：

$minF\left(L\right)=min\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\[q_i\left(L\right)-q_{id}\]}^2$

其中，F(xiàn)(L)為求解機(jī)械臂逆解的目標(biāo)函數(shù)，L為當(dāng)前描述的機(jī)械臂，n為第一轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(5)、第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(6)和第三轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(7)的數(shù)目總和，q_i(L)為第i個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的目標(biāo)位置，q_id為第i個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的當(dāng)前位置。

8.如權(quán)利要求7所述的空中機(jī)器人，其特征在于：所述機(jī)械臂的五根連桿(22)與夾持器(8)的長度比為1:1:1:1:1:0.75。