[發明專利]一種無人機與機器人空中聯動作業平臺

在審

• 申請號: 201710770447.0
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107329487A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 胡廣地;郭峰
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙)51232
• 代理人: 敖歡,葛啟函

技術領域

本發明屬于無人機電力線巡檢技術領域，特別涉及一種無人機與機器人空中聯動作業平臺。

背景技術

隨著無人機系統及其相關技術的不斷發展，其應用前景愈加廣闊，應用場景也愈加復雜，特別是在一些民用領域比如農林植保，影視航拍，電力巡檢等發揮著越來越大的作用。在電力巡檢領域中，目前主要是利用無人機搭載可見光拍攝紅外、紫外檢測等任務，機載設備對輸電線路進行飛行巡檢，并實時將現場情況回傳地面控制系統，以便做出正確判斷并人力排除電路故障，但是現階段還鮮少能做到利用無人機機器系統排除電路故障。而且現有技術還存在如下問題，1.載重輕，一般國內的主流無人機載重能達到5公斤；2.續航能力弱，大多數無人機都不能長時間飛行，一般續航能力都大概只有半個小時，如果利用無人機進行電路故障的排除，那就需要不斷對無人機充電；3.不易精準懸停，因此無人機在空中很難對物體施加力的作用。

因此，由前述描述可知，如何將無人機系統與機器人作業相結合用于電力作業，并且還能解決無人機續航能力弱、不易精準懸停的問題，成為目前無人機導航控制領域亟待解決的一個課題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于解決提供一種無人機與機器人空中聯動作業平臺。

為實現上述發明目的，本發明技術方案如下：

一種無人機與機器人空中聯動作業平臺，包括以下部分：

八旋翼無人機機體，包括無人機機身、機身內部的無人機驅動電機、機身前端的槳葉；

地面站控制系統，用于接收無人機狀態信息以及作業信息，并發出對無人機的控制指令；

數據傳輸系統，用于無人機與地面站控制系統間的控制指令與無人機狀態信息的傳輸；

圖像傳輸系統，所述圖像傳輸系統用于無人機將云臺相機所拍攝的工作環境信息傳輸回地面站控制系統；

云臺相機，所述云臺相機安裝在減震架上，所述云臺相機根據所述地面站控制系統的指令進行旋轉和俯仰運動；

無人機電動起落架，所述無人機電動起落架安裝在無人機機身底部的兩側，與機身的連接處使用數字舵機；所述數字舵機用以控制起落架的收起與張開動作；

探照燈，選用LED燈，包括驅動電路、控制模塊，所述探照燈根據環境光線的不同而調節不同的亮度；

警示燈，所述警示燈安裝在無人機無刷電機座底部，所述警示燈選用三色LED燈，在無人機不同狀態下閃爍顏色和頻率可變；

機器人搭載平臺，所述機器人搭載平臺安裝在機器人機身底部，包括移動滑軌、控制器、機器人鎖緊機構；

電池管理系統，所述電池管理系統包括無人機動力電池、電池管理控制器，電池管理控制器用于電荷預估以及動力電池放電管理；所述無人機動力電池為鋰電池；

無人機飛控系統，所述無人機飛控系統包括慣導單元、磁力計、氣壓計、GPS，所述慣導單元用以輸出無人機姿態角和三軸加速度的值；

避障定位系統，所述避障定位系統包括攝像頭、雷達、超聲波模塊，所述攝像頭安裝于機器人的四周，每個方向安裝兩個所述攝像頭，所述超聲波模塊安裝于機器人機身四周；

搭載執行機構，所述搭載執行機構由能夠完成不同具體功能的機器人組成，所述搭載執行機構安裝在所述機器人搭載平臺上，所述搭載執行機構以無人機為數據中轉點，將其數據傳輸回地面控制系統。

作為優選方式，搭載執行機構包括：樹枝修剪機器人、多軸鎖緊機器人和除冰機器人其中的一種或多種。

作為優選方式，地面站控制系統包括數據接收單元和計算機，所述數據接收單元將接收到的數據直接傳送到計算機進行處理。

作為優選方式，所述數據傳輸系統和所述圖像傳輸系統分別獨立使用兩個獨立的通道，控制指令以及無人機狀態信息以及搭載機器人作業信息由所述數據傳輸系統輸送，所述云臺相機的信息由圖像傳輸系統進行傳輸。

作為優選方式，所述云臺相機安裝于無人機的前端，云臺相機的云臺在控制指令的控制運動下進行旋轉運動和俯仰運動。

作為優選方式，無人機上設有與無人機驅動電機同軸安裝的保護罩，無人機的每一個槳葉都有一個所述保護罩保護，所述無人機保護罩的形狀為圓形，材料為碳纖維。

作為優選方式，所述機器人搭載平臺的移動滑軌安裝在與電動起落架平行的方向，搭載機器人在其軌道上面運動，所述機器人鎖緊機構由微型數字舵機控制以自主控制機器人的運動，所述控制器用于控制搭載平臺的運動以及與所搭載的機器人之間建立通訊。