CN107902089A - 一种可伸缩抓取的无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可伸缩抓取的无人机，包括螺旋桨、工作室、机械臂组件和机械手，所述工作室设置螺旋桨下方，在螺旋桨和工作室之间设置有支架，在控制内设置有蓄电池和与蓄电池电性相连的摄像头和飞行控制***，在工作室下方依次设置有第一无刷电机、基座、螺纹转轴，所述第一无刷电机和基座与蓄电池电性相连，所述机械臂组件包括套设在螺纹转轴外部与螺纹转轴相配合的第一机械臂和设置在第一机械臂下方的第二机械臂，所述机械手设置在第二机械臂的下方。本发明可以解决简单的高空进行抓取等简单机械工作，减少人为进行高空作业的危险。
Description
技术领域
本发明属于电气绝缘材料领域，具体涉及一种可伸缩抓取的无人机。
背景技术
目前多旋翼无人机技术自身已发展得较为成熟，其在日常生活中的应用一般需结合其它部件来完成，如和云台拍摄设备结合实现高空侦查拍摄功能、和喷洒装置结合实现农田植保的功能。目前也有相关学者和研究人员提出将旋翼无人机和手爪或机械臂结合来完成更复杂的功能，早期的这类飞行机器人多是将旋翼无人机和手爪相结合，但是这类机器人***的作业能力十分有限，并且由于没有机械臂***，作业能力受到很大限制。
目前常见的机械臂多用于工业生产，旨在执行高精度、高复杂性的装配工作，从而替代人工，提高生产效率。这类机械臂一般造价高昂、体积较大，用途相对固定，运动范围有限，运动方式只能由预先编制的程序控制，难以动态响应外部的运动指令。与工业机械臂相对，另一类小型机械臂立足于桌面级应用，被用于教学演示、产品原型设计、科研验证等方面，这类机械臂大多采用步进电机作为驱动，步进电机带来较好的驱动效果的同时也因体积和重量较大使得机械臂***使用范围受到限制，同时这类机械臂***也有响应速度与力度有限、响应方式不灵活的局限性，在使用时需要与电脑和电源连接以获得运动指令。不管是工业级机械臂或者小型机械臂在人机交互方面均未能实现较理想的效果，即目前的机械臂技术一般只能按照预先编制的程序指令来控制，这种控制方式不够自然和灵活。
目前有许多工作需要人进行高空作业，工作十分危险，而无人机其体积小，灵敏性高，是实现部分简单的高空工作，同时现有机械臂和机械手的现有技术发展也已十分成熟，将三者结合起来可以解决高空抓取的简单工作。
发明内容
本发明的目的在于，针对人工进行高空作业十分危险的问题，提供了一种可伸缩抓取的无人机。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种可伸缩抓取的无人机，包括螺旋桨、工作室、机械臂组件和机械手，所述工作室设置螺旋桨下方，在螺旋桨和工作室之间设置有支架，在控制内设置有蓄电池和与蓄电池电性相连的摄像头和飞行控制***，在工作室下方依次设置有第一无刷电机、基座、螺纹转轴，所述第一无刷电机和基座与蓄电池电性相连，所述机械臂组件包括套设在螺纹转轴外部与螺纹转轴相配合的第一机械臂和设置在第一机械臂下方的第二机械臂，所述机械手设置在第二机械臂的下方。通过基座可以带动螺纹转轴运动，实现第一机械在螺纹转轴上的上下运动，增加机械臂在竖直方向的操作空间，同时在螺纹转轴基座上方设置无刷电机，可以实现机械臂在水平方向的360旋转，增加了机械臂的灵活性。
进一步的，所述第一机械臂与第二机械臂之间通过横向转轴连接，所述横向转轴中间固定有第二无刷电机，所述第二无刷电机与蓄电池电性相连。无刷电机通常利用数字变频控制，可控性强，从每分钟几转，到每分钟几万转都可以很容易实现。在第一和第二机械臂之间设置有无刷电机可以增加机械臂组件在竖直方向上的操作空间，增加了机械臂的灵活性。
进一步的，在所述第二机械臂末端设置有第三无刷电机，所述机械手固定在第三无刷电机底部，述第三无刷电机与蓄电池电性相连。在机械手顶部设置有无刷电机可以增加机械手的灵活性。
进一步的，所述飞行控制***包括航姿参考***、处理器、AD芯片。航姿参考***包括多个轴向传感器，能够为飞行器提供航向，横滚和侧翻信息，可以为飞行器提供准确可靠的姿态与航行信息。航姿参考***包括基于MEMS的三轴陀螺仪，加速度计和磁强计。
进一步的，所述螺旋桨、机械臂组件和机械手均为碳纤维材质。
进一步的，所述机械手上设置有锯齿。
本发明的有益效果如下：
1.本发明在无人机上设置有摄像头和机械臂，摄像头可以增加操作者的操作视野，也可以方便对抓取对象的观察，机械臂设置为可伸缩的机械臂可以增加机械臂的灵活性，在工作室下方设置有无刷电机，可以实现机械臂在水平方向尽可能大的操作空间，螺纹转轴的设置增加了机械臂在竖直方向上的操作空间。
2.无刷电机没有电刷，避免了电火花的产生，极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰；同时大大减小运转时的摩擦力，运行顺畅，噪音会低许多；而没有碳刷使无刷电机的磨损主要是在轴承上，无刷电机几乎是一种免维护的电动机了，必要的时候，只需做一些除尘维护即可。无刷电机的设置增加了机械臂、机械手的灵活性。
3.本发明利用航姿参考***采用欧拉角的会具有万向锁，不能全向转动，通过数据融合算法快速动态响应与长时间稳定性(无漂移，无积累误差)相结合，可以实现高精度360度全方位位置姿态输出，可以准确稳定的控制无人机飞行。
4.本无人机机身采用碳纤维材质，碳纤维材质是一种新型材料，其轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好，导电导热性能强、电磁屏蔽性好等优点。
5.机械手上设置有锯齿，可以增加机械手抓取的摩擦力，不容易脱落。
附图说明
图1是本发明的示意图。
具体实施方式
为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图1所示提供了一种可伸缩抓取的无人机，包括螺旋桨1、工作室2、机械臂组件4和机械手6，所述工作室2设置螺旋桨1下方，在螺旋桨1和工作室2之间设置有支架7，在控制2内设置有蓄电池和与蓄电池电性相连的摄像头3和飞行控制***，在工作室2下方依次设置有第一无刷电机5-1、基座5-2、螺纹转轴5-3，所述第一无刷电机5-1和基座5-2与蓄电池电性相连，所述机械臂组件4包括套设在螺纹转轴5-3外部与螺纹转轴5-3相配合的第一机械臂4-1和设置在第一机械臂4-1下方的第二机械臂4-2，所述机械手6设置在第二机械臂4-2的下方。
在所述工作室2的飞行控制***包括航姿参考***、处理器、AD芯片。
所述螺旋桨1、机械臂组件4和机械手6均为碳纤维材质。
本实施例采用碳纤维材质，材质更轻。在无人机上设置有摄像头和机械臂，摄像头可以增加操作者的操作视野，也可以方便对抓取对象的观察，机械臂设置为可伸缩的机械臂可以增加机械臂的灵活性，在工作室下方设置有无刷电机，可以实现机械臂在水平方向尽可能大的操作空间，螺纹转轴的设置增加了机械臂在竖直方向上的操作空间。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上做进一步的改进，具体是：
所述第一机械臂4-1与第二机械臂4-2之间通过横向转轴连接，所述横向转轴中间固定有第二无刷电机4-3，所述第二无刷电机4-3与蓄电池电性相连。
本实施例在第一和第二机械臂之间设置有无刷电机，可以增加机械臂组件在竖直方向上的操作空间，增加了机械臂的灵活性。
实施例3
本实施例是在实施例1和2的基础上做进一步的改进，具体是：
在所述第二机械臂4-2末端设置有第三无刷电机8，所述机械手6固定在第三无刷电机8底部，述第三无刷电机8与蓄电池电性相连。
所述机械手6上设置有锯齿。
本实施例在第一和第二机械臂之间设置有无刷电机可以增加机械臂组件在竖直方向上的操作空间，增加了机械臂的灵活性。机械手上设置锯齿增加了机械手抓握的稳固性。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种可伸缩抓取的无人机，其特征在于，包括螺旋桨(1)、工作室(2)、机械臂组件(4)和机械手(6)，所述工作室(2)设置螺旋桨(1)下方，在螺旋桨(1)和工作室(2)之间设置有支架(7)，在控制(2)内设置有蓄电池和与蓄电池电性相连的摄像头(3)和飞行控制***，在工作室(2)下方依次设置有第一无刷电机(5-1)、基座(5-2)、螺纹转轴(5-3)，所述第一无刷电机(5-1)和基座(5-2)与蓄电池电性相连，所述机械臂组件(4)包括套设在螺纹转轴(5-3)外部与螺纹转轴(5-3)相配合的第一机械臂(4-1)和设置在第一机械臂(4-1)下方的第二机械臂(4-2)，所述机械手(6)设置在第二机械臂(4-2)的下方。
2.根据权利要求1所述的一种可伸缩抓取的无人机，其特征在于，所述第一机械臂(4-1)与第二机械臂(4-2)之间通过横向转轴连接，所述横向转轴中间固定有第二无刷电机(4-3)，所述第二无刷电机(4-3)与蓄电池电性相连。
3.根据权利要求1所述的一种可伸缩抓取的无人机，其特征在于，在所述第二机械臂(4-2)末端设置有第三无刷电机(8)，所述机械手(6)固定在第三无刷电机(8)底部，述第三无刷电机(8)与蓄电池电性相连。
4.根据权利要求1所述的一种可伸缩抓取的无人机，其特征在于，所述飞行控制***包括航姿参考***、处理器、AD芯片。
5.根据权利要求1所述的一种可伸缩抓取的无人机，其特征在于，所述螺旋桨(1)、机械臂组件(4)和机械手(6)均为碳纤维材质。
6.根据权利要求1所述的一种可伸缩抓取的无人机，其特征在于，所述机械手(6)上设置有锯齿。
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2017
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Legal Events
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180413 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |