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原文传递一种空中悬停精准操控系统

专利名称：	一种空中悬停精准操控系统
摘要：	一种空中悬停精准操控系统，包括旋翼无人机飞行平台、仿生柔性机械爪装置和地面站；仿生柔性机械爪装置安装在旋翼无人机飞行平台的下方，旋翼无人机飞行平台控制仿生柔性机械爪装置实现对目标物体的抓取和释放。地面站与旋翼无人机飞行平台通讯连接，旋翼无人机飞行平台接收来自地面站的控制信号，用于控制旋翼无人机飞行平台的飞行状态，控制搭载有高清摄像头的摄像头云台的工作状态，控制升降还控制仿生柔性机械爪装置的工作状态。旋翼无人机飞行平台将高清摄像头拍摄到的视频图像数据通过无线传送至地面站，在地面站通过图像处理实现对目标的自动识别。同时在地面站可以设置无人机的飞行航迹，实现定点起飞、空中悬停、一键返回等功能。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	中国人民解放军国防科技大学
发明人：	杨跃能;李杰;徐昕;张士峰;郑伟
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910805268.5
公开号：	CN110466765A
代理机构：	长沙国科天河知识产权代理有限公司
代理人：	段盼姣
分类号：	B64C39/02(2006.01);B;B64;B64C;B64C39
申请人地址：	410073 湖南省长沙市开福区德雅路109号
主权项：	1.一种空中悬停精准操控系统，其特征在于：包括旋翼无人机飞行平台、仿生柔性机械爪装置和地面站；地面站与旋翼无人机飞行平台通讯连接；旋翼无人机飞行平台可实现垂直起降和定点悬停，能够搭载各种任务载荷；仿生柔性机械爪装置安装在旋翼无人机飞行平台的下方，旋翼无人机飞行平台上设置有控制仿生柔性机械爪装置的控制模块，控制仿生柔性机械爪装置实现对目标物体的抓取和释放。 2.根据权利要求1所述的空中悬停精准操控系统，其特征在于：所述旋翼无人机飞行平台上设有摄像机云台，高清摄像机通过摄像机云台搭载在旋翼无人机飞行平台上。 3.根据权利要求2所述的空中悬停精准操控系统，其特征在于：旋翼无人机飞行平台的正下方安装有用于搭载仿生柔性机械爪装置的升降机构，仿生柔性机械爪装置刚性连接在升降机构上，旋翼无人机飞行平台控制升降机构的上升和下降，进而同步实现仿生柔性机械爪装置的上升和下降。 4.根据权利要求3所述的空中悬停精准操控系统，其特征在于：升降机构包括上安装板、下安装板和升降电机；上安装板固定安装在旋翼无人机飞行平台的正下方，升降电机安装在上安装板的下方，仿生柔性机械爪装置固定安装在下安装板的下方；上、下安装板之间通过连杆机构连接，升降电机的输出轴通过中间传动机构与连杆机构连接；控制升降电机的正反转，通过中间传动机构带动连杆机构伸/缩，实现下安装板的上升和下降，进而实现安装固定在下安装板上的仿生柔性机械爪装置的上升和下降。 5.根据权利要求3所述的空中悬停精准操控系统，其特征在于：旋翼无人机飞行平台接收来自地面站的控制信号，用于控制旋翼无人机飞行平台的飞行状态，控制搭载有高清摄像头的摄像头云台的工作状态，控制升降还控制仿生柔性机械爪装置的工作状态；旋翼无人机飞行平台将高清摄像头拍摄到的视频图像数据通过无线传送至地面站，在地面站通过图像处理实现对目标的自动识别；同时通过在地面站设置无人机的飞行航迹，实现定点起飞、空中悬停、一键返回功能。 6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的空中悬停精准操控系统，其特征在于：仿生柔性机械爪装置包括电机安装面、升降台面以及仿生柔性机械爪；电机安装面与升降台面相对设置，升降台面设置在电机安装面的上方，电机安装在电机安装面上，电机的输出轴上连接有外表带螺纹联轴器，升降台面的中心设置有带螺孔的安装座，升降台面通过安装座与联轴器螺纹连接；升降台面的外围均匀布置有多个用于连接仿生柔性机械爪的连杆；各连杆的顶端活动连接在升降台面上，各连杆的末端分别活动连接一仿生柔性机械爪，仿生柔性机械爪的上端面靠近其外沿的位置设置有用于与连杆末端活动连接的连接座，连杆的末端与仿生柔性机械爪上的连接座活动连接；各仿生柔性机械爪的上端面内侧边沿活动安装在电机安装面的下端面上。 7.根据权利要求6所述的空中悬停精准操控系统，其特征在于：仿生柔性机械爪装置中的电机正转时，电机的输出轴顺时针旋转，进而带动联轴器顺时针旋转，升降台面在联轴器的螺纹带动下下降，通过各连杆传动到各仿生柔性机械爪，使各仿生柔性机械爪绕其上端面内侧边沿向下运动闭合，当仿生柔性机械爪的承力面与目标物体接触时，仿生柔性机械爪根据目标物体的形状产生变形，形成一个包络面，完成抓取动作；电机反转时，电机的输出轴逆时针旋转，进而带动联轴器逆时针旋转，升降台面在联轴器的螺纹带动下上升，通过各连杆传动到各仿生柔性机械爪，使各仿生柔性机械爪绕其上端面内侧边沿向上运动张开，完成释放动作。 8.根据权利要求6所述的空中悬停精准操控系统，其特征在于：在仿生柔性机械爪装置中电机安装面上设置有多根立杆；升降台面上的对应位置均开设有供各立杆穿过的通孔；立杆的底端与电机安装面连接，立杆穿过升降台面上通孔伸出升降台面之外。 9.根据权利要求8所述的空中悬停精准操控系统，其特征在于：仿生柔性机械爪装置还包括机械爪安装面，机械爪安装面用于将整个仿生柔性机械爪装置固定安装在升降机构上；机械爪安装面设置在升降台面上方，各立杆的顶端连接在机械爪安装面上；所述联轴器的上端与机械爪安装面抵接。 10.根据权利要求8所述的空中悬停精准操控系统，其特征在于：立杆数目、连杆数目均与仿生柔性机械爪相同；各立杆的底端分别固定连接在连接有仿生柔性机械爪的电机安装面的相应位置处，各仿生柔性机械爪的上端面内侧边沿与电机安装面的下端面以及各立杆的底端活动连接在一起。 11.根据权利要求6所述的空中悬停精准操控系统，其特征在于：所述仿生柔性机械爪采用PVC柔性材料制成；仿生柔性机械爪包括外侧面、内侧面以及上端面，外侧面、内侧面以及上端面首尾相连形成一个整体呈三角形的仿生柔性机械爪外轮廓，其中内侧面作为承力面，用于与待抓取的目标物体直接接触；外侧面作为支撑面，上端面实现与连杆以及电机安装面的活动连接。 12.根据权利要求11所述的空中悬停精准操控系统，其特征在于：作为承力面的内侧面上均匀分布多个条状凸起；内侧面与外侧面之间设置有多根鳍条。 13.一种空中悬停精准操控装置，其特征在于：包括旋翼无人机飞行平台和仿生柔性机械爪装置；旋翼无人机飞行平台可实现垂直起降和定点悬停，能够搭载各种任务载荷；仿生柔性机械爪装置安装在旋翼无人机飞行平台的下方，旋翼无人机飞行平台上设置有控制仿生柔性机械爪装置的控制模块，控制仿生柔性机械爪装置实现对目标物体的抓取和释放。
所属类别：	发明专利