[发明专利]复杂环境中应用的地空巡检侦查机器人系统及操作方法

说明书

本发明公开了一种复杂环境中应用的地空巡检侦查机器人系统及操作方法，该系统采用无人机和移动机器人分体设计，既可以空中侦查，又可以地面巡检，无人机和移动机器人的协同控制，将无人机的空中侦查二维作业和移动机器人的地面巡检二维作业扩展为地空巡检侦查三维作业。以无人机为主，移动机器人为辅，无人机挂载移动机器人可以实现不同任务环境的迅速切换，充分利用了无人机的灵活性和机动性，从而发挥无人机和移动机器人各自的优势，弥补各自的缺陷，适用特殊应用场合的需求，实时性更好。并且挂载机构结构简洁、控制容易，且承载能力强。

技术领域

本发明涉及机器人协同控制技术领域，尤其涉及一种复杂环境中应用的地空巡检侦查机器人系统及操作方法。

背景技术

无人机能够空中侦查，不受地面复杂环境的影响，在执行空中任务过程中，环境中的威胁通常较少，航迹规划比较容易实现，但是不能实现对地面复杂环境的有效巡检，特别是一些有遮挡的环境。

移动机器人适用于地面巡检，方便，但是在复杂环境下，需要规划最优路线才能到达目标点，然而复杂环境下实现快速且精确的路径规划比较困难，进一步的，若是环境中存在不可越过的障碍物时，由于移动路径受阻，移动机器人可能无法完成任务。

单一的无人机或移动机器人在执行任务时都存在不足，因此，无人机和智能移动机器人的协同控制逐渐受到关注。申请号为201710045572.5的中国发明专利申请中公开了一种无人机与无人车协作巡逻系统及方法，以及申请号为201710138500.5的中国发明专利申请中公开了一种复杂危险场景的监测方法及相应的监测系统，二者均提出了各自对于无人机和智能移动机器人的协同控制的解决方案，但是二者都是将智能车作为无人机的移动平台，智能车为主，无人机为辅，没能充分运用无人机的灵活性和机动性，尚存在较大的改进空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种以无人机为主，移动机器人为辅，无人机挂载移动机器人，能够根据任务环境迅速切换的一种复杂环境中应用的地空巡检侦查机器人系统及操作方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种复杂环境中应用的地空巡检侦查机器人系统，包括用于空中侦查的无人机和用于地面巡检的移动机器人；其特征在于：所述移动机器人借助挂载机构能够与无人机同步移动或分离；所述挂载机构包括设于移动机器人上端面中部的挂载块以及竖直设于无人机下端面中部的夹持结构；所述夹持结构包括夹持块和控制组件，所述夹持块包括相对设置的两块，两块夹持块能够借助控制组件调节其间距，使之具有与挂载块相匹配的挂载间隙。

进一步的技术方案在于：两夹持块相对的夹持面呈折面结构，其与挂载块能够凹凸配合。

进一步的技术方案在于：所述夹持块的夹持面上设有橡胶层。

进一步的技术方案在于：控制组件，包括驱动器、导向杆、驱动臂以及连接臂；导向杆，竖直设于无人机下端面的中部；驱动臂，具有移动部和铰接部，所述移动部呈“八”字形结构，其顶部具有套入导向杆的移动套，所述铰接部包括分别设于移动部两自由端的两个，所述铰接部的上端与移动部相铰接，下端与夹持块的上端面外侧固定；连接臂，包括以导向杆为中心竖直对称设置的两根，所述连接臂的上端与无人机的下端面固定，连接臂的下端与铰接部的下端相铰接；驱动器，能够驱动移动套沿导向杆上、下移动，促使两夹持块以对应的连接臂下端的铰接处相对或相背转动。

进一步的技术方案在于：所述导向杆的下部具有螺纹，所述移动套与导向杆螺纹配合，所述驱动器呈电机结构设于无人机下端面的中部，其输出端与导向杆的上端连接用于驱动导向杆旋转。

进一步的技术方案在于：所述控制组件还包括接触开关和控制器，所述接触开关包括位于同一水平或竖直平面内的两个，所述接触开关水平设置，其一端固定于夹持块相对面的边缘处，所述控制器的信号输入端连接有接触开关，其控制输出端连接有驱动器。