[發(fā)明專利]一種智能地、空、壁面三棲作業(yè)系統(tǒng)及其操作方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910322652.X
• 申請(qǐng)日: 2019-04-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111824404A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳務(wù)軍;賈林睿;董鵬;敬忠良;頓向明;潘漢;黃健哲;陳家耕;高穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州翼搏特智能科技有限公司
• 主分類號(hào): B64C27/08
• 分類號(hào): B64C27/08;B64D47/00
• 代理公司: 上海東信專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

本發(fā)明提供一種智能地、空、壁面三棲作業(yè)系統(tǒng)及操作方法。該系統(tǒng)包括多旋翼飛行器、壁面作業(yè)模塊、懸掛及輔助吸附系統(tǒng)。多旋翼飛行器用于控制多旋翼飛行器與目標(biāo)作業(yè)面的距離。壁面作業(yè)模塊用于牢固地吸附于目標(biāo)作業(yè)面并進(jìn)行自主作業(yè)。懸掛及輔助吸附系統(tǒng)固定于多旋翼飛行器的下方，用于將壁面作業(yè)模塊懸掛于多旋翼飛行器，且在壁面作業(yè)模塊準(zhǔn)備吸附于目標(biāo)作業(yè)面時(shí)，將壁面作業(yè)模塊從飛行懸掛位置運(yùn)輸至吸附準(zhǔn)備位置。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明采用模塊化連接形式，利用懸掛及輔助吸附系統(tǒng)使得壁面作業(yè)模塊在飛行懸掛位置與吸附準(zhǔn)備位置之間進(jìn)行自主往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)地面、空中以及目標(biāo)作業(yè)壁面之間的多環(huán)境自主移動(dòng)作業(yè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械工程技術(shù)以及工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，尤其涉及一種智能地、空、壁面三棲作業(yè)系統(tǒng)及其操作方法。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于危險(xiǎn)作業(yè)的無(wú)人值守以及自動(dòng)化要求越來(lái)越高。例如，建筑外墻作業(yè)屬于一種高危作業(yè)，常常需要專業(yè)人員及設(shè)備進(jìn)行，效率難以提高，作業(yè)成本也難于降低。此外，在家用機(jī)器人領(lǐng)域，現(xiàn)有的一些公司提供真空吸附的擦窗機(jī)器人，具備自主移動(dòng)及智能作業(yè)的能力，但是該類機(jī)器人僅能在完全平整的壁面運(yùn)動(dòng)，無(wú)法適應(yīng)復(fù)雜多變的建筑壁面環(huán)境，實(shí)際使用時(shí)更無(wú)法脫離人工的輔助從而自主作業(yè)。

另一方面，在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，現(xiàn)有的一些機(jī)器人通過(guò)吸盤式履帶實(shí)現(xiàn)了一定高度的垂直壁面越障能力，雖然能夠脫離人工輔助，自主地進(jìn)行外墻、太陽(yáng)能面板等壁面的清洗工作，但是，該機(jī)器人具有機(jī)構(gòu)復(fù)雜、難于小型化的弊端，而且不能實(shí)現(xiàn)跨壁面的自主移動(dòng)。

以上的作業(yè)系統(tǒng)均需要人工將設(shè)備安置在吸附位置才能開(kāi)始工作，使用場(chǎng)景受到了大幅限制。在現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)飛行的方式自主運(yùn)動(dòng)至吸附壁面的形式也有技術(shù)人員進(jìn)行了探索。例如，南京大學(xué)研制的兩棲機(jī)器人，其利用機(jī)載的吸附裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)壁面的自主吸附與脫離，使該系統(tǒng)能夠在壁面上停靠待機(jī)。然而，單吸盤吸附的形式并不能提供系統(tǒng)在壁面上的移動(dòng)能力，作業(yè)形式和范圍仍然會(huì)受到相當(dāng)程度的限制。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人在壁面移動(dòng)時(shí)存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種智能地、空、壁面三棲作業(yè)系統(tǒng)及其操作方法。

依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種智能地、空、壁面三棲作業(yè)系統(tǒng)，包括多旋翼飛行器、壁面作業(yè)模塊、懸掛及輔助吸附系統(tǒng)，

其中，所述多旋翼飛行器用于控制所述多旋翼飛行器與目標(biāo)作業(yè)面的距離；所述壁面作業(yè)模塊用于牢固地吸附于所述目標(biāo)作業(yè)面并進(jìn)行自主作業(yè)；所述懸掛及輔助吸附系統(tǒng)固定于所述多旋翼飛行器的下方，用于將所述壁面作業(yè)模塊懸掛于所述多旋翼飛行器，并且在所述壁面作業(yè)模塊準(zhǔn)備吸附于所述目標(biāo)作業(yè)面時(shí)，將所述壁面作業(yè)模塊從飛行懸掛位置運(yùn)輸至吸附準(zhǔn)備位置。

在其中的一實(shí)施例，所述多旋翼飛行器包括機(jī)器人視覺(jué)與超聲傳感器，用于生成檢測(cè)信號(hào)并根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行定位。

在其中的一實(shí)施例，所述懸掛及輔助吸附系統(tǒng)包括電控連接器，用于利用電磁吸附力以自主連接及釋放所述壁面作業(yè)模塊。

在其中的一實(shí)施例，所述懸掛及輔助吸附系統(tǒng)還包括真空吸附裝置，用于通過(guò)電驅(qū)動(dòng)抽真空的方式將整個(gè)系統(tǒng)吸附在所述目標(biāo)作業(yè)面上。

在其中的一實(shí)施例，所述懸掛及輔助吸附系統(tǒng)還包括移動(dòng)裝置，用于運(yùn)載所述電控連接器以及所述壁面作業(yè)模塊在所述垂直面上通過(guò)伺服直線導(dǎo)軌進(jìn)行移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)所述壁面作業(yè)模塊在飛行懸掛位置以及吸附準(zhǔn)備位置的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

在其中的一實(shí)施例，所述多旋翼飛行器為均勻分布的八旋翼結(jié)構(gòu)，其包括螺旋槳保護(hù)裝置以及起落架。

在其中的一實(shí)施例，壁面作業(yè)模塊采用多模塊化設(shè)計(jì)，不同模塊用于實(shí)現(xiàn)不同的作業(yè)能力且所有模塊共享同一機(jī)械接口。

依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種智能地、空、壁面三棲作業(yè)系統(tǒng)的操作方法，包括以下步驟：