[发明专利]一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制装置及方法

说明书

本发明公开了一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制方法，所述方法包括步骤：S1，采集和存储当前机器人飞行数据；S2，根据当前的机器人飞行数据，判断机器人当前的飞行状态，根据当前的飞行状态确定目标姿态通过对扑翼和尾翼进行调整控制，进而控制机器人的飞行姿态。本发明还公开了一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置，涉及机器人技术领域，机身传感模块和尾翼传感模块分别采集机身运动数据和尾翼运动数据，通过微控制器驱动PWM电机控制模块对扑翼和尾翼进行调整控制，进而控制机器人的飞行姿态，本发明控制装置结构简单，飞行方向角度更加精确。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种基于无线通信的扑翼机器人控制装置。

背景技术

扑翼机器人又称为飞鸟仿生机器人，是一种有一对扑动扑翼和一个摆动尾翼的飞行器。扑翼飞行是一种通过靠模仿鸟类与昆虫扑动扑翼而实现飞行的飞行方式，这种方式区别与传统的固定翼和旋翼式飞行，其最大的特点就是仅仅通过一对扑翼有规律地扑动就可以同时产生飞行时所需要的升力和推力，以及用于调整飞行状态和身体平衡等所需的俯仰、偏航与滚转力矩，这种飞行方式也是自然界中数千种鸟类以及数十万种昆虫所采用的最基本的运动形式。一般的四旋翼控制装置主要由单片机控制，采用单个陀螺仪测量和采集飞行角度数据，测量精度不高，飞行机器人飞行方向角度存在偏差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种结构简单、飞行方向角度更加精确的尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制装置。

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种结构简单、飞行方向角度更加精确的尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置，所述控制装置包括机载控制装置、遥控器和地面控制装置，所述机载控制装置包括微控制器、输入捕捉模块、程序下载模块、PWM电机控制模块、遥控接收机、第一无线数传模块、尾翼传感模块、机身传感模块、GPS模块和霍尔传感器，所述输入捕捉模块、程序下载模块、PWM电机控制模块、尾翼传感模块、机身传感模块、GPS模块和霍尔传感器与微控制器连接，所述遥控接收机分别与输入捕捉模块和PWM电机控制模块连接，所述第一无线数传模块与地面控制装置无线通信，所述遥控接收机与遥控器无线通信。

作为上述方案的进一步改进，所述机载控制装置还包括供电电源，所述供电电源与微控制器连接用于给微控制器供电。

作为上述方案的进一步改进，所述机载控制装置还包括低压警报模块，所述低压警报模块分别与所述微控制器和所述供电电源连接，所述低压警报模块用于检测供电电源电压且在低压时发出警报。

作为上述方案的进一步改进，所述PWM电机控制模块包括扑翼扑动电机、尾翼摆动电机和扑翼角度电机。

作为上述方案的进一步改进，所述机身传感模块是机身MPU6050传感器，所述机身MPU6050传感器包括机身陀螺仪和机身加速度计，所述尾翼传感模块是尾翼MPU6050传感器，所述尾翼MPU6050传感器包括尾翼陀螺仪和尾翼加速度计。

作为上述方案的进一步改进，所述地面控制装置包括遥控器、第二无线数传模块、微控制板和控制终端，所述第二无线数传模块与微控制板连接，所述微控制板与控制终端连接，所述第二无线数传模块与第一无线数传模块无线通信。

作为上述方案的进一步改进，所述第一无线数传模块和第二无线数传模块均是2.4G无线数传模块。

作为上述方案的进一步改进，所述GPS模块用于获取机器人的位置信息包括经纬度、海拔高度和速度，所述霍尔传感器用于测算扑翼机器人扑翼拍动的频率。

作为上述方案的进一步改进，所述控制终端是手机或平板电脑或笔记本电脑。

作为上述方案的进一步改进，所述微控制器是STM32F103RCT6芯片。