[发明专利]基于无人机飞行平台的空中喷涂系统

说明书

本发明基于无人机飞行平台的空中喷涂系统，属于无人机控制领域。目的是降低无人机控制难度。包括机械构架体、喷涂装置、任务管理器、飞行驱动控制单元和补偿推进系统；飞行控制单元采集无人机飞行姿态，经任务管理器处理后生成控制指令，并分配至各个驱动控制器驱动电机旋转；喷涂装置包括喷嘴、喷嘴位置调整机构、驱动喷嘴位置调整机构俯仰运动垂直调整电机和驱动喷嘴位置调整机构水平转动的水平调整电机。本发明以无人机作为机载提升平台，搭乘喷涂装置，通过喷嘴位置调整机构调节喷嘴的位置，补偿了无人机移动而引起的喷涂位置变化，使得喷嘴不会随无人机空间位置的波动而随之波动，从而提高喷嘴定位精度和喷涂效果，降低了无人机控制难度。

技术领域

本发明属于无人机控制领域，具体的是基于无人机飞行平台的空中喷涂系统。

背景技术

当前无人机飞行控制技术日益成熟，无人机在民用消费市场也取得了极大的成功。无人机作为一个平台手段，也开始拓展到一些工业和公共服务领域，如农药喷洒，消防灭火，电力巡检，交通巡查，物流快递，警务服务等应用领域。而且，在工业应用领域，越来越凸显出其优越特性，成为一个快速增长和新的发展趋势。同时，一些新技术也开始和无人机应用平台交叉融化，形成一些赋有独特征的新应用。

随着无人机在各个领域的应用日益加深融入，无人机作为一个飞行器好飞行平台被更加广泛受到重视，而且也越来越体现出良好的可塑性和发展前景。但同时也带来一个问题，就是在当前整个应用融合过程中，很多应用都是在较为简单的层面上进行系统集成，即简单地把无人机作为一个搭载平台，将所需要搭载的东西进行简单集成，无人机平台和被搭载系统，并没有更深度的融合，从而使得整个系统在技术水平、功能应用方面整体水平不高。

在无人机用于喷涂作业中，目前主流的方式就是将喷涂装置安装于无人机平台上，同时根据所需要的喷涂能力和负载能力，在体积及功能上增大尺寸和能力。但在本质上，无人机系统和所搭载的喷涂系统各自独立。在应用中，由于涉及到无人机飞行控制和喷涂工作的综合运用，这就使得各自独立的系统在运行时，存在一定的协同问题，从而导致基于无人机飞行平台的空中喷涂系统的功能和性能都受到一些限制。具体而言，表现在如下几个方面：1：无人机的飞行定位要求和喷涂要求难以协调统一，这就导致无人机不能根据所喷涂需要的要求作出位置姿态调整，从而影响喷涂效果；2：喷涂作业不同工况对无人机的姿态稳定性有很大的影响，如，当无人机在喷涂开始启动时，其巨大的反作用力将直接影响无人机姿态和位置，破坏无人机定位的准确性和喷涂角度等；3：无人机靠近墙面，其空气气流紊乱和作用于无人机平台上的空气动力情况复杂，这也增加了对一般无人机稳定控制和安全使用的难度；

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于无人机飞行平台的空中喷涂系统，提升无人机靠近垂直面的良好的稳定性、安全性和较高的定位精度要求，降低无人机控制难度。

本发明采用的技术方案是：基于无人机飞行平台的空中喷涂系统，包括构成无人机的机械构架体、喷涂装置、任务管理器、用于控制无人机飞行姿态的飞行控制单元和用于驱动无人机飞行的飞行驱动控制单元和一套基于喷涂反推力的补偿推进系统；

所述飞行驱动控制单元包括与无人机螺旋浆一一对应的驱动电机和与驱动电机一一对应的驱动控制器；

所述飞行控制单元采集无人机飞行姿态，经所述任务管理器处理后生成控制指令，飞行控制单元分配控制指令至各个驱动控制器，各个驱动控制器根据接收到的控制指令控制对应的驱动电机旋转；

所述喷涂装置包括喷嘴、喷嘴位置调整机构、垂直调整电机和水平调整电机；所述喷嘴安装于所述喷嘴位置调整机构；所述喷嘴位置调整机构与机械构架体活动连接，且所述垂直调整电机与喷嘴位置调整机构传动连接，并驱动喷嘴位置调整机构沿机械构架体轴向俯仰运动；所述水平调整电机与喷嘴位置调整机构传动连接，并驱动喷嘴位置调整机构绕机械构架体轴线转动。