[发明专利]一种空中作业机器人

权利要求书

1.一种空中作业机器人，其特征在于，包括：涵道、旋翼系统、机身、机械臂系统以及陀螺增稳装置；

其中，所述涵道采用纵向双涵道形式，两个涵道分别对称设置在所述机身沿纵向的前后两侧；所述旋翼系统包括前旋翼系统以及后旋翼系统，所述前旋翼系统与所述后旋翼系统分别对应设置在前后两个涵道内；通过所述旋翼系统实现对机体姿态的控制；

所述机械臂系统位于所述机身下方，作业状态时从所述机身的侧方伸出进行作业；

所述陀螺增稳装置设置在机身平台上方位置处，用于在空中作业机器人扰动抑制模式开启时，通过提供的控制力矩抑制作业过程扰动对空中作业机器人的干扰。

2.如权利要求1所述的空中作业机器人，其特征在于，所述陀螺增稳装置包括：伺服驱动模块、与所述伺服驱动模块相连的陀螺装置以及控制模块；

其中，所述控制模块用于获取空中作业机器人平台的当前扰动力矩，根据所述当前扰动力矩确定抑制扰动所需的陀螺装置的进动角速度大小和方向，并生成驱动所述陀螺装置产生相应控制力矩的驱动指令，发送至所述伺服驱动模块；

所述伺服驱动模块用于接收所述驱动指令，通过驱动所述陀螺装置偏转提供相应的控制力矩，以抑制当前瞬时扰动对空中作业机器人姿态的干扰。

3.如权利要求2所述的空中作业机器人，其特征在于，所述陀螺装置包括双轴飞轮、驱动电机；其中，所述双轴飞轮为对称飞轮，通过所述驱动电机带动飞轮进行自转，自转方向相反。

4.如权利要求3所述的空中作业机器人，其特征在于，所述控制模块包括：微处理器、角速度传感器、伺服电机控制器；

其中，所述角速度传感器用于：当空中作业机器人受到沿X轴轴向的扰动转矩时，获取X轴向角速度；

所述微处理器用于根据所述X轴向角速度确定抑制扰动所需的陀螺装置中飞轮进动角速度的大小与方向，并输出给所述伺服电机控制器；

所述伺服电机控制器用于根据所述进动角速度的大小与方向，生成发送至所述伺服驱动模块的驱动指令。

5.如权利要求4所述的空中作业机器人，其特征在于，所述陀螺增稳装置还包括：防松螺母，用于固定飞轮沿电机转轴方向的自由度。

6.如权利要求5所述的空中作业机器人，其特征在于，所述陀螺增稳装置还包括：装置外壳，通过连接部件固定连接在所述机身平台上。

7.如权利要求1至6任一项所述的空中作业机器人，其特征在于，所述旋翼系统包括上旋翼、下旋翼、上电机、下电机、支架、主梁、舵面、舵面偏转舵机、舵面摇臂；

其中，所述上旋翼与所述下旋翼结构相同，共同固定于所述支架上，并与所述主梁相连；所述上电机与所述下电机共轴对置安装，旋向相反；所述舵面偏转舵机可带动所述舵面偏转，用于产生滚转方向的控制力矩。

8.如权利要求1至6任一项所述的空中作业机器人，其特征在于，所述机械臂系统包括前臂、后臂、关节舵机、机械臂底座和作业模块；

其中，所述机械臂底座与所述机身固连，所述关节舵机用于对机械臂的各个关节的运动进行控制，以驱动所述作业模块达到指定位置。