一种飞行作业机器人的制作方法

本发明涉及无人机机械领域，具体涉及一种飞行作业机器人。

背景技术：

飞行作业机器人近年来逐渐在各个领域得到应用和发展，如军事探险、民用服务、电力巡检、快递运输和灾难救援等。但由于无人机技术还处在不成熟阶段，飞行机器人的研究还不能完全满足在执行任务时的需求，包括内置电池仓发热严重，不易拆换；机械结构的不稳定易导致飞行机器人出现危险；传感器易因碰撞损坏；单旋翼(每一个机臂只有一个旋翼)飞行动力不够；机械臂无法躲避极限位置或者奇异点等。这些都会影响飞行作业机器人执行任务的可靠性和稳定性。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种改进后的飞行作业机器人。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

一种飞行作业机器人，该飞行作业机器人包括无人机机体和冗余度机械臂；无人机机体包括机身和若干机臂，所述机身上可拆卸地安装有放置电池的电池仓、分别带有外壳的光流传感器和超声波传感器，所述机臂一端与机身固定，另一端与上下旋翼以及驱动上下旋翼的电机相连，冗余度机械臂安装在无人机机体下方。

进一步地，所述机身由第一碳纤维板、第二碳纤维板、第三碳纤维板和第四碳纤维板由若干根金属柱子平行固定组装构成，第三碳纤维板下方可拆卸地安装有放置电池的电池仓，位于第三碳纤维板和第四碳纤维板之间；第四碳纤维板下方可拆卸地安装有带有外壳的光流传感器和超声波传感器；所述机臂一端通过连接紧固件固定于第二碳纤维板和第三碳纤维板之间，另一端与上下旋翼以及驱动上下旋翼的电机相连。

进一步地，所述第一碳纤维板上方安装有对飞行作业机器人进行控制操作的控制装置。

进一步地，所述电池仓通过弹性挂钩扣入第三碳纤维板的孔位，牢牢勾着第三碳纤维板。

进一步地，所述机臂由两根碳纤维管组成，一端通过连接紧固件固定于第二碳纤维板和第三碳纤维板之间，另一端通过电调与上下旋翼以及驱动上下旋翼的电机相连，电调固定在机臂上，电机通过电机安装板对称固定于机臂上下两侧，分别驱动上下旋翼。

进一步地，所述飞行机器人共有六个机臂，上下十二个旋翼。

进一步地，所述冗余度机械臂共有六个舵机，六个舵机分别与舵盘连接，再与关节连杆通过螺丝固定后，通过机械连接部件连接在一起，共有六个自由度，末端执行器与最后一个舵机连接，由最后一个舵机来控制操作。

进一步地，所述末端执行器为金属机械爪。

进一步地，所述飞行作业机器人还在第三碳纤维板下方两侧对称安装有倒t字形脚架，用来提高飞行作业机器人落地时的减震效果。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明提供的飞行作业机器人，通过改善机械结构从而增加机架刚性同时减少了振动带来的不利影响；提供传感器、电池仓的外壳设计使之方便拆换；双臂十二旋翼提供更大的飞行动力和增加飞行平衡稳定性；冗余度机械臂能够实现更复杂、刁钻的任务，具有容错性。

附图说明

图1为本发明实施例飞行作业机器人的整体结构图。

图2为本发明实施例中传感器的固定位置示意图。

图3(a)为本发明实施例中电池仓的结构图，图3(b)为本发明实施例中电池仓的安装示意图。

图4为本发明实施例中冗余度机械臂的组成关节示意图。

图5为本发明实施例中冗余度机械臂的结构图。

其中，1-第一碳纤维板，2-第二碳纤维板，3-第三碳纤维板，4-第四碳纤维板，5-电机，6-电池仓，7-光流传感器，8-超声波传感器，9-舵机，10-末端执行器，11-脚架，12-连接紧固件，13-电机安装板，14-关节连杆，15-舵盘，16-机械连接部件，17-控制装置。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例：

如图1所示，本实施例提供了一种飞行作业机器人，该飞行作业机器人包括无人机机体和冗余度机械臂；无人机机体包括机身和若干机臂，所述机身由第一碳纤维板(1)、第二碳纤维板(2)、第三碳纤维板(3)和第四碳纤维板(4)由若干根金属柱子平行固定组装构成，第三碳纤维板(3)下方可拆卸地安装有放置电池的电池仓(6)，位于第三碳纤维板(3)和第四碳纤维板(4)之间；第四碳纤维板(4)下方可拆卸地安装有分别带有外壳的光流传感器(7)和超声波传感器(8)；所述机臂一端通过连接紧固件(12)固定于第二碳纤维板(2)和第三碳纤维板(3)之间，另一端与上下旋翼以及驱动上下旋翼的电机(5)相连，冗余度机械臂安装在无人机机体下方，所述第一碳纤维板(1)上方安装有对飞行作业机器人进行控制操作的控制装置(17)。

具体地，所述电池仓(6)的结构如图3(a)所示，通过弹性挂钩扣入第三碳纤维板(3)的孔位，牢牢勾着第三碳纤维板(3)，安装示意图如图3(b)所示，右端两个竖直挂钩先套入上板的孔位，左侧楔形挂钩在不受力的情况下与电池仓的底面成一定小角度，因此无法直接套入上方孔位，通过向图3(b)箭头方向按压，使具有弹性的挂钩垂直于上板卡进孔位。楔形挂钩由于其形状及材料弹性会牢牢勾住上板，同时垂直于电池仓底面贴紧电池，电池不会移动，电池仓也不易脱落。取出电池仓(6)时，按压同样部位，向下移出孔位，从第三碳纤维板(3)与第四碳纤维板(4)之间拿出。电池仓材料可用强度与弹性兼具的有机玻璃，可以机械加工也可以热加工，先切出形状再热弯，具有耐磨性。

具体地，光流传感器(7)和超声波传感器(8)的固定位置如图2所示，外壳作为机身的固定结构，通过螺杆固定于第四碳纤维板(4)的下方，所述光流传感器(7)用于光流测距，超声波传感器(8)采用xl-maxsonarez4超声波测距仪mb1240或mb1242；使用固定在机身的传感器外壳的好处是：传感器可以直接在传感器外壳上进行拆装更换，同时起到防止飞行器碰撞或者震动时无意损坏传感器的效果。

具体地，所述飞行机器人共有六个机臂，上下十二个旋翼；所述机臂由两根碳纤维管组成，一端通过连接紧固件(12)固定于第二碳纤维板(2)和第三碳纤维板(3)之间，另一端通过电调与上下旋翼以及驱动上下旋翼的电机(5)相连，电调固定在机臂上，电机(5)通过电机安装板(13)对称固定于机臂上下两侧，分别驱动上下旋翼。

具体地，所述冗余度机械臂的组成关节示意图如图4所示，整体结构如图5所示，共有六个舵机(9)，六个舵机(9)分别与舵盘(15)连接，再与关节连杆(14)通过螺丝固定后，通过机械连接部件(16)连接在一起，共有六个自由度，末端执行器(10)为金属机械爪，与最后一个舵机(9)连接，由最后一个舵机(9)来控制操作，由于所述冗余度机械臂共有6个自由度，因此可以实现到达空间的任一点无死区地抓取物品。另外，所述飞行作业机器人还在第三碳纤维板(3)下方两侧对称安装有倒t字形脚架(11)，用来提高飞行作业机器人落地时的减震效果。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明专利构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。