[發明專利]一種尾翼可擺動的撲翼機器人飛行控制裝置及方法

有效

• 申請號: 201710100559.5
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106904272B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 徐文福;陳廉銳;潘爾振
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: B64C33/02
• 分類號: B64C33/02;B64C9/00;G05D1/08
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 唐致明

1.一種帶有尾翼的撲翼機器人飛行控制裝置，其特征在于，所述控制裝置包括機載控制裝置、遙控器和地面控制裝置，所述機載控制裝置包括微控制器、輸入捕捉模塊、程序下載模塊、PWM電機控制模塊、遙控接收機、第一無線數傳模塊、尾翼傳感模塊、機身傳感模塊、GPS模塊和霍爾傳感器，所述輸入捕捉模塊、PWM電機控制模塊、尾翼傳感模塊、機身傳感模塊、GPS模塊和霍爾傳感器與微控制器連接，所述遙控接收機分別與輸入捕捉模塊和PWM電機控制模塊連接，所述第一無線數傳模塊與地面控制裝置無線通信，所述遙控接收機與遙控器無線通信，所述機身傳感模塊是機身MPU6050傳感器，所述機身MPU6050傳感器包括機身陀螺儀和機身加速度計，所述尾翼傳感模塊是尾翼MPU6050傳感器，所述尾翼MPU6050傳感器包括尾翼陀螺儀和尾翼加速度計。

2.根據權利要求1所述的一種帶有尾翼的撲翼機器人飛行控制裝置，其特征在于，所述機載控制裝置還包括供電電源，所述供電電源與微控制器連接用于給微控制器供電。

3.根據權利要求2所述的一種帶有尾翼的撲翼機器人飛行控制裝置，其特征在于，所述機載控制裝置還包括低壓警報模塊，所述低壓警報模塊分別與所述微控制器和所述供電電源連接，所述低壓警報模塊用于檢測供電電源電壓且在低壓時發出警報。

4.根據權利要求1所述的一種帶有尾翼的撲翼機器人飛行控制裝置，其特征在于，所述PWM電機控制模塊包括撲翼撲動電機、尾翼擺動電機和撲翼角度電機。

5.根據權利要求1所述的一種帶有尾翼的撲翼機器人飛行控制裝置，其特征在于，所述地面控制裝置包括第二無線數傳模塊、微控制板和控制終端，所述第二無線數傳模塊與微控制板連接，所述微控制板與控制終端連接，所述第二無線數傳模塊與第一無線數傳模塊無線通信。

6.根據權利要求5所述的一種帶有尾翼的撲翼機器人飛行控制裝置，其特征在于，所述第一無線數傳模塊和第二無線數傳模塊均是2.4G無線數傳模塊。

7.根據權利要求1所述的一種帶有尾翼的撲翼機器人飛行控制裝置，其特征在于，所述GPS模塊用于獲取機器人的位置信息包括經緯度、海拔高度和速度，所述霍爾傳感器用于測算撲翼機器人撲翼拍動的頻率。

8.根據權利要求5所述的一種帶有尾翼的撲翼機器人飛行控制裝置，其特征在于，所述控制終端是手機或平板電腦或筆記本電腦。

9.根據權利要求1所述的一種帶有尾翼的撲翼機器人飛行控制裝置，其特征在于，所述微控制器是STM32F103RCT6芯片。

10.一種尾翼可擺動的撲翼機器人飛行控制方法，其特征在于，所述控制方法應用于權利要求1至9任一項所述的一種帶有尾翼的撲翼機器人飛行控制裝置，所述方法包括步驟：

S1，采集和存儲當前機器人飛行數據，所述飛行數據包括機身運動數據、尾翼運動數據、當前機器人位置信息、撲翼拍動的頻率；

S2，根據當前的機器人飛行數據，判斷機器人當前的飛行狀態，根據當前的飛行狀態確定目標姿態通過對撲翼和尾翼進行調整控制，進而控制機器人的飛行姿態。

11.根據權利要求10所述的一種尾翼可擺動的撲翼機器人飛行控制方法，其特征在于，所述步驟S1包括子步驟：

S11，機身傳感模塊采集機身運動數據，并將機身運動數據傳給微控制器，尾翼傳感模塊采集尾翼運動數據，并將尾翼運動數據傳給微控制器，GPS模塊采集撲翼機器人的位置信息傳給微控制器，霍爾傳感器采集撲翼拍動的頻率傳給微控制器；

S12，微控制器將飛行數據通過第一無線數傳模塊發送給地面控制裝置，地面控制裝置存儲飛行數據。

12.根據權利要求11所述的一種尾翼可擺動的撲翼機器人飛行控制方法，其特征在于，所述機身運動數據包括機身飛行方向的角度、角速度和加速度，所述尾翼運動數據包括尾翼的角度、角速度和加速度。

13.根據權利要求12所述的一種尾翼可擺動的撲翼機器人飛行控制方法，其特征在于，所述步驟S2包括子步驟：

S21，地面控制裝置對接收到的當前的機器人機身運動數據和尾翼運動數據進行解析，判斷機器人當前的飛行狀態；

S22，地面控制裝置和/或遙控器根據機器人當前的飛行狀態發出控制命令發送到機載控制裝置，機載控制裝置的微控制器接收到控制命令后，根據控制命令驅動PWM電機控制模塊，對撲翼和尾翼進行調整控制，進而控制機器人的飛行姿態。