[發(fā)明專利]基于繩牽引的飛行載物機(jī)器人及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710312241.3
• 申請(qǐng)日: 2017-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN107054653A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇宇;田軍委;李剛;趙鵬;孫雷;王沁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B64C39/02
• 分類號(hào): B64C39/02
• 代理公司: 北京科家知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11427
• 代理人: 陳娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于飛行機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及基于繩牽引的飛行載物機(jī)器人及方法。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，飛行機(jī)器人也逐漸進(jìn)入人們的視野，例如將攝像頭設(shè)置在載物型飛行機(jī)器人上，就能實(shí)現(xiàn)空中拍攝，但是現(xiàn)有的載物形飛行機(jī)器人在空中的調(diào)整姿態(tài)和懸停技術(shù)受外界干擾因素很大，例如風(fēng)力干擾等，并且現(xiàn)有技術(shù)還沒(méi)能完美解決該問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供基于繩牽引的飛行載物機(jī)器人及方法，能實(shí)現(xiàn)被承載物的六自由度姿態(tài)調(diào)整。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于繩牽引的飛行載物機(jī)器人，包括機(jī)架、機(jī)翼單元、懸掛環(huán)、繞線單元、懸掛繩和載物平臺(tái)；所述機(jī)架為交叉型桁架結(jié)構(gòu)；若干所述機(jī)翼單元分別設(shè)置在機(jī)架的若干外延伸末端，且若干機(jī)翼單元在機(jī)架上成圓周陣列分布；所述懸掛環(huán)為環(huán)形支撐件，其懸掛環(huán)水平固定設(shè)置在機(jī)架底部；所述繞線單元固定設(shè)置在懸掛環(huán)底部；所述懸掛繩的上端連接繞線單元的繞線端，懸掛繩的下端連接懸掛在繞線單元下方的載物平臺(tái)。

進(jìn)一步的，至少包括六組所述繞線單元，六組繞線單元在懸掛環(huán)底部成圓周陣列分布；所述載物平臺(tái)為六邊形支撐板結(jié)構(gòu)；六根所述懸掛繩的上端分別連接六組繞線單元的繞線端，六根懸掛繩的下端分別連接載物平臺(tái)的六個(gè)頂角。

進(jìn)一步的，還包括球鉸座、球鉸和球鉸接頭；六所述球鉸座分別設(shè)置在載物平臺(tái)的六頂角處的上表面；六所述球鉸分別設(shè)置在六球鉸座內(nèi)；六所述球鉸接頭的上端分別連接六根懸掛繩的下端，六所鉸接頭下端分別連接對(duì)應(yīng)六個(gè)球鉸。

進(jìn)一步的，還包括電池盒、電池、電調(diào)和電池支撐盤；所述電池支撐盤水平固定架設(shè)在機(jī)架中部；所述電池盒水平設(shè)置在電池支撐盤上表面；所述電池設(shè)置在電池盒內(nèi)，且電池的重心與機(jī)架幾何重心重合；若干所述電調(diào)成圓周陣列分布在電池支撐盤上表面，且若干電調(diào)與若干機(jī)翼單元對(duì)應(yīng)設(shè)置。

進(jìn)一步的，還包括防雨帽和防雨帽支撐；所防雨帽通過(guò)防雨帽支撐水平支撐設(shè)置在電池正上方。

進(jìn)一步的，所述繞線單元包括繞線盒、繞線電機(jī)、繞線電機(jī)控制單元、繞線電機(jī)座、聯(lián)軸器、繞線軸座和繞線軸；所述繞線盒內(nèi)部分為上腔和下腔，所述繞線電機(jī)控制單元設(shè)置在繞線盒上腔；所述繞線電機(jī)和繞線軸設(shè)置在繞線盒下腔，繞線電機(jī)通過(guò)繞線電機(jī)座固定安裝在繞線盒底板，繞線軸轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在兩繞線軸座上，且繞線軸與繞線電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)連接；其懸掛繩的上端穿過(guò)繞線盒底板上的穿線孔，并繞設(shè)在繞線軸上。

進(jìn)一步的，基于繩牽引的飛行載物機(jī)器人的載物方法，分為姿態(tài)調(diào)整方法、保持懸空靜止方法、降落方法；

姿態(tài)調(diào)整方法：飛行載物機(jī)器人在若干機(jī)翼單元的升力作用下懸停在空中，被承載物固定設(shè)置在載物平臺(tái)的上表面或者下表面；控制若干繞線單元繞線，逐一控制第一懸掛繩、第二懸掛繩、第三懸掛繩、第四懸掛繩、第五懸掛繩和第六懸掛繩在繞線單元外部的長(zhǎng)度，從而實(shí)現(xiàn)載物平臺(tái)在空中的六自由度姿態(tài)調(diào)整；上述調(diào)整過(guò)程中第一懸掛繩、第二懸掛繩、第三懸掛繩、第四懸掛繩、第五懸掛繩和第六懸掛繩始終被調(diào)整至繃直狀態(tài)；

懸空靜止方法：飛行載物機(jī)器人在若干機(jī)翼單元的升力作用下懸停在空中，同時(shí)在風(fēng)力或其他干擾因素的作用下飛行載物機(jī)器人的機(jī)架出現(xiàn)晃動(dòng)，被承載物固定設(shè)置在載物平臺(tái)的上表面或者下表面；控制若干繞線單元繞線，根據(jù)機(jī)架晃動(dòng)的趨勢(shì)逐一控制第一懸掛繩、第二懸掛繩、第三懸掛繩、第四懸掛繩、第五懸掛繩和第六懸掛繩在繞線單元外部的長(zhǎng)度，使載物平臺(tái)相對(duì)晃動(dòng)的機(jī)架做對(duì)應(yīng)姿態(tài)調(diào)整，實(shí)時(shí)抵消機(jī)架晃動(dòng)趨勢(shì)，從而使載物平臺(tái)相對(duì)地面靜止；上述調(diào)整過(guò)程中第一懸掛繩、第二懸掛繩、第三懸掛繩、第四懸掛繩、第五懸掛繩和第六懸掛繩始終被調(diào)整至繃直狀態(tài)；

降落方法：飛行載物機(jī)器人在若干機(jī)翼單元的升力作用下懸停或在空中晃動(dòng)，被承載物固定設(shè)置在載物平臺(tái)的上表面或者下表面，其載物平臺(tái)以任意姿態(tài)懸掛在機(jī)架下方；控制若干繞線單元繞線，逐一控制第一懸掛繩、第二懸掛繩、第三懸掛繩、第四懸掛繩、第五懸掛繩和第六懸掛繩在繞線單元外部的長(zhǎng)度，調(diào)整載物平臺(tái)姿態(tài)直至載物平臺(tái)成水平狀態(tài)，隨后控制若干繞線單元繞線，同步收縮第一懸掛繩、第二懸掛繩、第三懸掛繩、第四懸掛繩、第五懸掛繩和第六懸掛繩使載物平臺(tái)相對(duì)機(jī)架向上位移，直至載物平臺(tái)貼近機(jī)架，最后啟動(dòng)飛行載物機(jī)器人的降落程序；上述調(diào)整過(guò)程中第一懸掛繩、第二懸掛繩、第三懸掛繩、第四懸掛繩、第五懸掛繩和第六懸掛繩始終被調(diào)整至繃直狀態(tài)。

有益效果：本發(fā)明的具有如下有益效果：