[发明专利]一种用于树障清理空中机器人的双锯刀具结构和控制方法

权利要求书

1.一种用于树障清理空中机器人的双锯刀具结构，其特征在于：包括Y型刀具架(1)、安装于刀具架(1)前部末端的两个刀具电机(2)、由两个刀具电机(2)分别驱动且位于刀具架(1)下方的两片圆盘锯(3)。

2.根据权利要求1所述的一种用于树障清理空中机器人的双锯刀具结构，其特征在于：还包括固定于或内置于刀具架(1)的刀具控制器(4)。

3.根据权利要求1所述的一种用于树障清理空中机器人的双锯刀具结构，其特征在于：还包括位于刀具架(1)后部并与空中机器人机械臂连接的接头(5)。

4.根据权利要求1所述的一种用于树障清理空中机器人的双锯刀具结构，其特征在于：双锯刀具结构的外侧设有防止枝叶飞溅或锯片碎裂后飞射的安全保护罩。

5.根据权利要求1所述的一种用于树障清理空中机器人的双锯刀具结构，其特征在于：刀具架(1)上安装有温度传感器(6)，温度传感器(6)的探头正对圆盘锯(3)的边缘，刀具电机(2)内置感知圆盘锯(3)转速的转速传感器。

6.根据权利要求5所述的一种用于树障清理空中机器人的双锯刀具结构，其特征在于：温度传感器(6)和转速传感器连接到刀具控制器(4)，刀具控制器(4)内置有检测刀具电机(2)工作电流的电流传感器，刀具控制器(4)连接到空中机器人的飞行控制器。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种用于树障清理空中机器人的双锯刀具结构的控制方法，其特征在于：该方法为：刀具控制器(4)通过采集刀具电机(2)的转速与电流以及圆盘锯(3)的温度，①实时评估圆盘锯(3)的过载、卡阻及损伤状态，一旦评估值超过预定门限，即向刀具电机(2)输出刹车指令，然后驱动两片圆盘锯(3)同时反转，被清理树枝退出刀具，同时向空中机器人的飞行控制器发送回退指令，对空中机器人及刀具实施保护性退避；②对双刀具的平衡作业状态进行检测并实施补偿保护。

8.根据权利要求7所述的一种用于树障清理空中机器人的双锯刀具结构的控制方法，其特征在于：评估圆盘锯(3)运行状态的方法采用多传感器数据门限判定算法，算法如下：

1)若当前圆盘锯(3)转速N≤其过载阈值N_overload，或电机电流I≥其过载阈值I_overload，或锯片温度T≥其过载阈值T_overload，判定圆盘锯(3)处于过载状态，刀具控制器(4)据此做出反旋回退控制；

2)若当前圆盘锯(3)转速N≤其卡阻阈值N_blocking，且电机电流I≥其卡阻阈值I_blocking，判定圆盘锯(3)处于卡阻状态，其中，N_blocking<N_overload，I_blocking≥I_overload，刀具控制器(4)据此做出反旋回退控制；

3)若当前圆盘锯(3)转速N≥其空切阈值N_empty，判定圆盘锯(3)处于空切状态，其中，N_empty≤圆盘锯(3)的给定转速，刀具控制器(4)据此做出圆盘锯(3)停转控制；

4)若圆盘锯(3)转速或电机电流出现周期性脉动，则判定圆盘锯(3)存在损伤；

5)不属于1)-4)的情况时，判定圆盘锯(3)当前工作在正常状态，刀具控制器(4)据此做出正常的正旋进给控制。