[發明專利]基于繩牽引的飛行載物機器人及方法

在審

• 申請號: 201710312241.3
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107054653A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 蘇宇;田軍委;李剛;趙鵬;孫雷;王沁
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: B64C39/02
• 分類號: B64C39/02
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙)11427
• 代理人: 陳娟

1.基于繩牽引的飛行載物機器人，其特征在于：包括機架(12)、機翼單元(3)、懸掛環(4)、繞線單元(5)、懸掛繩(6)和載物平臺(7)；所述機架(12)為交叉型桁架結構；若干所述機翼單元(3)分別設置在機架(12)的若干外延伸末端，且若干機翼單元(3)在機架上成圓周陣列分布；所述懸掛環(4)為環形支撐件，其懸掛環(4)水平固定設置在機架(12)底部；所述繞線單元(5)固定設置在懸掛環(4)底部；所述懸掛繩(6)的上端連接繞線單元(5)的繞線端，懸掛繩(6)的下端連接懸掛在繞線單元(5)下方的載物平臺(7)。

2.根據權利要求1所述的基于繩牽引的飛行載物機器人，其特征在于：至少包括六組所述繞線單元(5)，六組繞線單元(5)在懸掛環(4)底部成圓周陣列分布；所述載物平臺(7)為六邊形支撐板結構；六根所述懸掛繩(6)的上端分別連接六組繞線單元(5)的繞線端，六根懸掛繩(6)的下端分別連接載物平臺(7)的六個頂角。

3.根據權利要求2所述的基于繩牽引的飛行載物機器人，其特征在于：還包括球鉸座(17)、球鉸(16)和球鉸接頭(15)；六所述球鉸座(17)分別設置在載物平臺(7)的六頂角處的上表面；六所述球鉸(16)分別設置在六球鉸座(17)內；六所述球鉸接頭(15)的上端分別連接六根懸掛繩(6)的下端，六所鉸接頭(15)下端分別連接對應六個球鉸(16)。

4.根據權利要求1所述的基于繩牽引的飛行載物機器人，其特征在于：還包括電池盒(1)、電池(9)、電調(10)和電池支撐盤(8)；所述電池支撐盤(8)水平固定架設在機架(12)中部；所述電池盒(1)水平設置在電池支撐盤(8)上表面；所述電池(9)設置在電池盒(1)內，且電池(9)的重心與機架(12)幾何重心重合；若干所述電調(10)成圓周陣列分布在電池支撐盤(8)上表面，且若干電調(10)與若干機翼單元(3)對應設置。

5.根據權利要求3所述的基于繩牽引的飛行載物機器人，其特征在于：還包括防雨帽(2)和防雨帽支撐(20)；所述防雨帽(2)通過防雨帽支撐(20)水平支撐設置在電池(9)正上方。

6.根據權利要求1所述的基于繩牽引的飛行載物機器人，其特征在于：所述繞線單元(5)包括繞線盒(29)、繞線電機(23)、繞線電機控制單元(21)、繞線電機座(22)、聯軸器(24)、繞線軸座(26)和繞線軸(27)；所述繞線盒(29)內部分為腔和下腔，所述繞線電機控制單元(21)設置在繞線盒(29)上腔；所述繞線電機(23)和繞線軸(27)設置在繞線盒(29)下腔，繞線電機(23)通過繞線電機座(22)固定安裝在繞線盒底板(25)，繞線軸(27)轉動設置在兩繞線軸座(26)上，且繞線軸(27)與繞線電機(23)通過聯軸器(24)驅動連接；其懸掛繩(6)的上端穿過繞線盒底板(25)上的穿線孔(35)，并繞設在繞線軸(27)上。

7.基于繩牽引的飛行載物機器人的載物方法，其特征在于，分為姿態調整方法、保持懸空靜止方法、降落方法；

姿態調整方法：飛行載物機器人在若干機翼單元(3)的升力作用下懸停在空中，被承載物固定設置在載物平臺(7)的上表面或者下表面；控制若干繞線單元(5)繞線，逐一控制第一懸掛繩(31)、第二懸掛繩(32)、第三懸掛繩(33)、第四懸掛繩(34)、第五懸掛繩(35)和第六懸掛繩(36)在繞線單元(5)外部的長度，從而實現載物平臺(7)在空中的六自由度姿態調整；上述調整過程中第一懸掛繩(31)、第二懸掛繩(32)、第三懸掛繩(33)、第四懸掛繩(34)、第五懸掛繩(35)和第六懸掛繩(36)始終被調整至繃直狀態；

懸空靜止方法：飛行載物機器人在若干機翼單元(3)的升力作用下懸停在空中，同時在風力或其他干擾因素的作用下飛行載物機器人的機架(12)出現晃動，被承載物固定設置在載物平臺(7)的上表面或者下表面；控制若干繞線單元(5)繞線，根據機架(12)晃動的趨勢逐一控制第一懸掛繩(31)、第二懸掛繩(32)、第三懸掛繩(33)、第四懸掛繩(34)、第五懸掛繩(35)和第六懸掛繩(36)在繞線單元(5)外部的長度，使載物平臺(7)相對晃動的機架(12)做對應姿態調整，實時抵消機架(12)晃動趨勢，從而使載物平臺(7)相對地面靜止；上述調整過程中第一懸掛繩(31)、第二懸掛繩(32)、第三懸掛繩(33)、第四懸掛繩(34)、第五懸掛繩(35)和第六懸掛繩(36)始終被調整至繃直狀態；

降落方法：飛行載物機器人在若干機翼單元(3)的升力作用下懸停或在空中晃動，被承載物固定設置在載物平臺(7)的上表面或者下表面，其載物平臺(7)以任意姿態懸掛在機架(12)下方；控制若干繞線單元(5)繞線，逐一控制第一懸掛繩(31)、第二懸掛繩(32)、第三懸掛繩(33)、第四懸掛繩(34)、第五懸掛繩(35)和第六懸掛繩(36)在繞線單元(5)外部的長度，調整載物平臺(7)姿態直至載物平臺(7)成水平狀態，隨后控制若干繞線單元(5)繞線，同步收縮第一懸掛繩(31)、第二懸掛繩(32)、第三懸掛繩(33)、第四懸掛繩(34)、第五懸掛繩(35)和第六懸掛繩(36)使載物平臺(7)相對機架向上位移，直至載物平臺(7)貼近機架，最后啟動飛行載物機器人的降落程序；上述調整過程中第一懸掛繩(31)、第二懸掛繩(32)、第三懸掛繩(33)、第四懸掛繩(34)、第五懸掛繩(35)和第六懸掛繩(36)始終被調整至繃直狀態。