[发明专利]基于绳牵引的飞行载物机器人及方法

说明书

技术领域

本发明属于飞行机器人领域，尤其涉及基于绳牵引的飞行载物机器人及方法。

背景技术

随着科技的发展，飞行机器人也逐渐进入人们的视野，例如将摄像头设置在载物型飞行机器人上，就能实现空中拍摄，但是现有的载物形飞行机器人在空中的调整姿态和悬停技术受外界干扰因素很大，例如风力干扰等，并且现有技术还没能完美解决该问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供基于绳牵引的飞行载物机器人及方法，能实现被承载物的六自由度姿态调整。

技术方案：为实现上述目的，本发明的基于绳牵引的飞行载物机器人，包括机架、机翼单元、悬挂环、绕线单元、悬挂绳和载物平台；所述机架为交叉型桁架结构；若干所述机翼单元分别设置在机架的若干外延伸末端，且若干机翼单元在机架上成圆周阵列分布；所述悬挂环为环形支撑件，其悬挂环水平固定设置在机架底部；所述绕线单元固定设置在悬挂环底部；所述悬挂绳的上端连接绕线单元的绕线端，悬挂绳的下端连接悬挂在绕线单元下方的载物平台。

进一步的，至少包括六组所述绕线单元，六组绕线单元在悬挂环底部成圆周阵列分布；所述载物平台为六边形支撑板结构；六根所述悬挂绳的上端分别连接六组绕线单元的绕线端，六根悬挂绳的下端分别连接载物平台的六个顶角。

进一步的，还包括球铰座、球铰和球铰接头；六所述球铰座分别设置在载物平台的六顶角处的上表面；六所述球铰分别设置在六球铰座内；六所述球铰接头的上端分别连接六根悬挂绳的下端，六所铰接头下端分别连接对应六个球铰。

进一步的，还包括电池盒、电池、电调和电池支撑盘；所述电池支撑盘水平固定架设在机架中部；所述电池盒水平设置在电池支撑盘上表面；所述电池设置在电池盒内，且电池的重心与机架几何重心重合；若干所述电调成圆周阵列分布在电池支撑盘上表面，且若干电调与若干机翼单元对应设置。

进一步的，还包括防雨帽和防雨帽支撑；所防雨帽通过防雨帽支撑水平支撑设置在电池正上方。

进一步的，所述绕线单元包括绕线盒、绕线电机、绕线电机控制单元、绕线电机座、联轴器、绕线轴座和绕线轴；所述绕线盒内部分为上腔和下腔，所述绕线电机控制单元设置在绕线盒上腔；所述绕线电机和绕线轴设置在绕线盒下腔，绕线电机通过绕线电机座固定安装在绕线盒底板，绕线轴转动设置在两绕线轴座上，且绕线轴与绕线电机通过联轴器驱动连接；其悬挂绳的上端穿过绕线盒底板上的穿线孔，并绕设在绕线轴上。

进一步的，基于绳牵引的飞行载物机器人的载物方法，分为姿态调整方法、保持悬空静止方法、降落方法；

姿态调整方法：飞行载物机器人在若干机翼单元的升力作用下悬停在空中，被承载物固定设置在载物平台的上表面或者下表面；控制若干绕线单元绕线，逐一控制第一悬挂绳、第二悬挂绳、第三悬挂绳、第四悬挂绳、第五悬挂绳和第六悬挂绳在绕线单元外部的长度，从而实现载物平台在空中的六自由度姿态调整；上述调整过程中第一悬挂绳、第二悬挂绳、第三悬挂绳、第四悬挂绳、第五悬挂绳和第六悬挂绳始终被调整至绷直状态；

悬空静止方法：飞行载物机器人在若干机翼单元的升力作用下悬停在空中，同时在风力或其他干扰因素的作用下飞行载物机器人的机架出现晃动，被承载物固定设置在载物平台的上表面或者下表面；控制若干绕线单元绕线，根据机架晃动的趋势逐一控制第一悬挂绳、第二悬挂绳、第三悬挂绳、第四悬挂绳、第五悬挂绳和第六悬挂绳在绕线单元外部的长度，使载物平台相对晃动的机架做对应姿态调整，实时抵消机架晃动趋势，从而使载物平台相对地面静止；上述调整过程中第一悬挂绳、第二悬挂绳、第三悬挂绳、第四悬挂绳、第五悬挂绳和第六悬挂绳始终被调整至绷直状态；

降落方法：飞行载物机器人在若干机翼单元的升力作用下悬停或在空中晃动，被承载物固定设置在载物平台的上表面或者下表面，其载物平台以任意姿态悬挂在机架下方；控制若干绕线单元绕线，逐一控制第一悬挂绳、第二悬挂绳、第三悬挂绳、第四悬挂绳、第五悬挂绳和第六悬挂绳在绕线单元外部的长度，调整载物平台姿态直至载物平台成水平状态，随后控制若干绕线单元绕线，同步收缩第一悬挂绳、第二悬挂绳、第三悬挂绳、第四悬挂绳、第五悬挂绳和第六悬挂绳使载物平台相对机架向上位移，直至载物平台贴近机架，最后启动飞行载物机器人的降落程序；上述调整过程中第一悬挂绳、第二悬挂绳、第三悬挂绳、第四悬挂绳、第五悬挂绳和第六悬挂绳始终被调整至绷直状态。

有益效果：本发明的具有如下有益效果：