[发明专利]一种智能地、空、壁面三栖飞行平台

说明书

本发明提供一种智能地、空、壁面三栖飞行平台，其包括多旋翼飞行子系统以及固定在多旋翼飞行子系统下方的悬挂及辅助吸附子系统。其中，多旋翼飞行子系统用于控制三栖飞行平台的飞行姿势并提供三栖飞行平台的壁面吸附环境，悬挂及辅助吸附子系统用于在飞行时挂载壁面作业模块以及在吸附时释放壁面作业模块至目标壁面。相比于现有技术，本发明采用模块化接口，在飞行或悬停时由平台挂载并固定壁面作业机器人，当接驳至目标壁面附近时，通过动力冲撞的方式形成对目标壁面的吸附，并且将所挂载的壁面作业机器人输送至壁面登陆位置，于壁面作业机器人登陆完成后自行返回。

技术领域

本发明涉及机械工程技术以及工业机器人技术，尤其涉及一种具有地、空、壁面三栖功能的智能三栖飞行平台。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对于危险作业的无人值守以及自动化要求越来越高。例如，建筑外墙作业属于一种高危作业，常常需要专业人员及设备进行，效率难以提高，作业成本也难于降低。此外，在家用机器人领域，现有的一些公司提供真空吸附的擦窗机器人，具备自主移动及智能作业的能力，但是该类机器人仅能在完全平整的壁面运动，无法适应复杂多变的建筑壁面环境，实际使用时更无法脱离人工的辅助从而自主作业。

另一方面，在工业机器人领域，现有的一些壁面工作机器人由于当前的技术瓶颈和限制，载重量较小或能源消耗较快，并且在壁面上的运动能力也受到局限，特别是难以自主克服壁面上的凸起或凹陷。例如，带有吸盘式履带的机器人可实现一定高度的垂直壁面越障能力，也能够脱离人工辅助，自主地进行外墙、太阳能面板等壁面的清洗工作，但是，该机器人具有机构复杂、难于小型化的弊端，不能实现跨壁面的自主移动，也并不具有智能地、空、壁面的三栖能力，应用环境受到相当的限制。

发明内容

针对现有技术的工业机器人在进行壁面作业时所存在的上述缺陷，本发明提供一种智能地、空、壁面三栖飞行平台，其采用模块化接口，在飞行或悬停时由平台挂载并固定壁面作业机器人，当接驳至目标壁面附近时，通过动力冲撞的方式形成对目标壁面的吸附，并且将所挂载的壁面作业机器人输送至壁面登陆位置，于壁面作业机器人登陆完成后自行返回。

依据本发明的一个方面，提供了一种智能地、空、壁面三栖飞行平台，包括多旋翼飞行子系统以及固定在所述多旋翼飞行子系统下方的悬挂及辅助吸附子系统，其中，所述多旋翼飞行子系统用于控制所述三栖飞行平台的飞行姿势并提供所述三栖飞行平台的壁面吸附环境，悬挂及辅助吸附子系统用于在飞行时挂载壁面作业模块以及在吸附时释放所述壁面作业模块至目标壁面。

在一具体实施例，多旋翼飞行子系统包括八旋翼飞行结构、感知模块和控制模块，其中，八旋翼飞行结构用于提供所述三栖飞行平台在空中飞行或悬停时的升力；感知模块包括两个超声波距离传感器以及两个摄像头，固定安装于八旋翼飞行结构的本体；控制模块的一部分设置于八旋翼飞行结构的顶部，另一部分设置于八旋翼飞行结构的内部。

在一具体实施例，八旋翼飞行结构包括起落架、结构本体、多个旋翼、电调、电机以及旋翼防护组，其中起落架用于支撑飞行平台的起飞和降落，结构本体设置于三栖飞行平台的中心且电性耦接至每个旋翼和电机，旋翼防护组件设置于相应旋翼的外侧，用于防止旋翼在转动过程中与障碍物发生碰撞，电调和电机用于控制旋翼的转动方向和转动速度。

在一具体实施例，感知模块包括两个超声传感器、一个远距离摄像头和一个近距离摄像头，其中，一个超声传感器和远距离摄像头安装于起落架的一支撑杆，另一个超声传感器和近距离摄像头安装于起落架的另一支撑杆。

在一具体实施例，控制模块包括电池、分电板、飞行控制器、数据传输组件、GPS模块、图像传输组件、上位机、飞云智盒、整流罩和连接支架，其中，电池、GPS模块和上位机位于整流罩的内部，并且固定在结构本体的顶部；分电板和飞行控制器固定在结构本体的内部；数据传输组件、图像传输组件、飞云智盒、连接支架固定在结构本体的底部。