[發(fā)明專利]一種面向修補(bǔ)任務(wù)的空中作業(yè)系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110371143.3
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113090062A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李勇奇;趙世鈺;曹華姿
• 申請（專利權(quán)）人: 西湖大學(xué)
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02;E04G21/04;B64D1/18;B64C39/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 賈玉霞

本發(fā)明公開一種面向修補(bǔ)任務(wù)的空中作業(yè)系統(tǒng)，其包括無人機(jī)機(jī)體、位姿機(jī)構(gòu)、修補(bǔ)機(jī)構(gòu)和控制單元；位姿機(jī)構(gòu)包括機(jī)械臂單元和三軸云臺，機(jī)械臂單元頂端與無人機(jī)機(jī)體連接，底端與三軸云臺連接；機(jī)械臂單元中帶有驅(qū)動單元；修補(bǔ)機(jī)構(gòu)包括裝有物料的加壓裝置、輸料導(dǎo)管、開關(guān)和噴嘴，加壓裝置固連在無人機(jī)機(jī)體上，且通過輸料導(dǎo)管連接噴嘴，開關(guān)設(shè)置在輸料導(dǎo)管上，噴嘴安裝在三軸云臺的末端；控制單元包括單片機(jī)、通訊模塊和電源，單片機(jī)與驅(qū)動單元、開關(guān)和三軸云臺電連接，其接收上位機(jī)的指令，從而控制位姿機(jī)構(gòu)中的舵機(jī)轉(zhuǎn)動，調(diào)整末端的三軸云臺的位置，以及開閉開關(guān)使物料噴出。本發(fā)明能夠完成高危害環(huán)境作業(yè)，且保證了修補(bǔ)作業(yè)的實(shí)時性和智能化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種面向修補(bǔ)任務(wù)的空中作業(yè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前的應(yīng)用開始從“看”到“做”轉(zhuǎn)變，出現(xiàn)了水質(zhì)采集、播撒農(nóng)業(yè)和物流運(yùn)輸?shù)葢?yīng)用場景，但無人機(jī)技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用較為空缺，使用以無人機(jī)作為載體，搭載機(jī)械臂修補(bǔ)作業(yè)機(jī)構(gòu)的建筑機(jī)器人代替建筑工人完成一些高溫高危害環(huán)境的工作，可以大大降低事故的發(fā)生率，減少施工成本，提高作業(yè)效率。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種面向修補(bǔ)任務(wù)的空中作業(yè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由無人機(jī)搭載Delta機(jī)械臂、三軸云臺和修補(bǔ)裝置，完成高自由度的空中修補(bǔ)作業(yè)任務(wù)。

本發(fā)明的目的通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種面向修補(bǔ)任務(wù)的空中作業(yè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括無人機(jī)機(jī)體、位姿機(jī)構(gòu)、修補(bǔ)機(jī)構(gòu)和控制單元四個部分；

所述位姿機(jī)構(gòu)包括機(jī)械臂單元和三軸云臺，所述機(jī)械臂單元的頂端與所述無人機(jī)機(jī)體連接，底端與所述三軸云臺連接；所述機(jī)械臂單元中帶有驅(qū)動其運(yùn)動的驅(qū)動單元；

所述修補(bǔ)機(jī)構(gòu)包括裝有噴涂物料的加壓裝置、輸料導(dǎo)管、開關(guān)和物料噴嘴，所述加壓裝置固連在所述無人機(jī)機(jī)體上，且通過所述輸料導(dǎo)管連接所述物料噴嘴，所述開關(guān)設(shè)置在所述輸料導(dǎo)管上，所述物料噴嘴安裝在所述三軸云臺的末端；

所述控制單元包括單片機(jī)、通訊模塊和電源，所述單片機(jī)與所述驅(qū)動單元、開關(guān)和三軸云臺電連接；所述單片機(jī)通過所述通訊模塊接收無人機(jī)機(jī)體的上位機(jī)的指令，從而控制所述位姿機(jī)構(gòu)中的舵機(jī)轉(zhuǎn)動，調(diào)整末端的三軸云臺的位置，以及開閉開關(guān)使物料噴出。

進(jìn)一步地，所述機(jī)械臂單元為Delta機(jī)械臂，其包括頂板、舵機(jī)、上臂、下臂、環(huán)形底盤，所述頂板固連在所述無人機(jī)機(jī)體上，所述舵機(jī)固定在所述頂板上，所述舵機(jī)的輸出軸驅(qū)動所述上臂，所述上臂與所述下臂可轉(zhuǎn)動連接，所述下臂與所述環(huán)形底盤可轉(zhuǎn)動連接；所述三軸云臺固連在所述環(huán)形底盤的底面。

進(jìn)一步地，所述機(jī)械臂單元為六自由度串聯(lián)機(jī)械臂，其包括依次連接的頂板、多個串聯(lián)軸以及環(huán)形底盤，所述頂板固連在所述無人機(jī)機(jī)體上，每個串聯(lián)軸均由一個電機(jī)控制，所述三軸云臺固連在所述環(huán)形底盤的底面。

進(jìn)一步地，所述加壓裝置為壓力儲料瓶。

進(jìn)一步地，所述加壓裝置包括加壓泵和儲料瓶，通過加壓泵為儲料瓶加壓，從而使物料噴出。

進(jìn)一步地，所述物料噴嘴的末端設(shè)置漏斗防風(fēng)罩。

本發(fā)明的有益效果如下：

1.本發(fā)明通過無人機(jī)搭載高自由度的修補(bǔ)裝置，能夠代替工人完成高危害環(huán)境作業(yè)，可以避免高空事故的發(fā)生，同時提高了作業(yè)效率。

2、通過微處理器對儲料瓶的材料進(jìn)行開關(guān)控制，保證了修補(bǔ)作業(yè)的實(shí)時性和智能化。

3、使用機(jī)械臂搭載云臺的設(shè)計，使物料噴嘴裝置實(shí)現(xiàn)六自由度的控制，保證了空中修補(bǔ)作業(yè)的精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的面向修補(bǔ)任務(wù)的空中作業(yè)系統(tǒng)的整體軸測圖；