[发明专利]一种多功能气囊旋翼无人机系统及控制方法

权利要求书

1.一种多功能气囊旋翼无人机系统，其特征在于，包括无人机本体(1)、碳纤维骨架、气囊模块、探测模块和控制器，所述碳纤维骨架安装在无人机本体(1)上，所述气囊模块安装在碳纤维骨架上；

所述碳纤维骨架包括主环状骨架(2)、多个副环状骨架(3)和多个连接骨架(4)，所述主环状骨架(2)与无人机本体(1)固定连接，所述副环状骨架(3)与主环状骨架(2)对应位置的部分平行，副环状骨架(3)的形状与主环状骨架(2)的形状在几何上相似，且副环状骨架(3)的面积小于主环状骨架(2)的面积，连接骨架(4)用于连接主环状骨架(2)和副环状骨架(3)；

所述气囊模块包括主环形气囊(5)、副环形气囊(6)和杆状气囊(7)，所述主环形气囊(5)安装在主环状骨架(2)上，所述副环形气囊(6)安装在副环状骨架(3)上，所述杆状气囊(7)安装在连接骨架(4)上；

所述气囊模块上设有电子皮肤系统和气阀，所述电子皮肤系统和气阀均与控制器通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种多功能气囊旋翼无人机系统，其特征在于，所述主环形气囊(5)、副环形气囊(6)和杆状气囊(7)中充有氢气，无人机本体(1)上安装有与控制器和气囊模块连接的氢气发生器。

3.根据权利要求1所述的一种多功能气囊旋翼无人机系统，其特征在于，所述多功能气囊旋翼无人机系统还包括与控制器通信连接的环境探测器，所述环境探测器包括超声波测距传感器、红外传感器和激光雷达。

4.根据权利要求1所述的一种多功能气囊旋翼无人机系统，其特征在于，所述电子皮肤系统为电容式皮肤系统，包括检测电路和与检测电路电连接的电极。

5.根据权利要求4所述的一种多功能气囊旋翼无人机系统，其特征在于，所述电子皮肤系统上还设有分别与控制器通信连接的力触觉感知传感器和张力传感器。

6.根据权利要求1所述的一种多功能气囊旋翼无人机系统，其特征在于，所述探测模块包括激光雷达、可见光云台相机、照明设备和无线通讯设备。

7.根据权利要求1所述的一种多功能气囊旋翼无人机系统，其特征在于，所述主环状骨架(2)为多边形，所述副环状骨架(3)为多边形，主环状骨架(2)的顶点和副环状骨架(3)的顶点通过所述连接骨架(4)连接。

8.根据权利要求1所述的一种多功能气囊旋翼无人机系统，其特征在于，各个连接骨架(4)的顶端相互连接组成多边形，各个连接骨架(4)的底端相互连接组成多边形。

9.一种多功能气囊旋翼无人机系统的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8中任一所述的多功能气囊旋翼无人机系统，包括以下步骤：

S1：控制器获取无人机当前信息，所述无人机当前信息包括无人机周围环境信息、无人机运行参数信息和气囊模块信息；

S2：基于无人机当前信息判断无人机系统的状态，如果无人机系统的状态为紧急保护状态或避障状态，则生成紧急保护状态或避障状态的控制指令，否则，检测无人机系统当前的工作模式；

S3：如果无人机系统处于手动控制模式，则控制器接收控制指令，执行步骤S4，否则，无人机系统处于自动控制模式，如果无人机系统的状态为节能状态，则生成节能状态的控制指令，否则，无人机系统的状态为狭窄行进状态，生成狭窄行进状态的控制指令；

S4：无人机系统执行控制指令，重复步骤S1至步骤S4。

10.根据权利要求9所述的一种多功能气囊旋翼无人机系统的控制方法，其特征在于，当无人机系统出现故障时，则无人机系统的状态为紧急保护状态，紧急保护状态的控制指令包括对气囊模块进行充气；当无人机系统发生碰撞时，则无人机系统的状态为避障状态，避障状态的控制指令包括气囊模块向碰撞发生的位置排气；当无人机系统的周围环境中障碍物与无人机系统的最小距离大于预设置的阈值时，则无人机系统的状态为节能状态，节能状态的控制指令包括对气囊模块进行充气；当无人机系统的周围环境中障碍物与无人机系统的最小距离小于预设置的阈值时，则无人机系统的状态为狭窄行进状态，狭窄行进状态的控制指令包括根据障碍物与无人机系统的最小距离对气囊模块进行排气。