[发明专利]一种切割无人机姿态稳定机构及其控制方法

说明书

本发明涉及一种切割无人机姿态稳定机构及其控制方法，包括：上连接框，用于与无人机机身连接，在上连接框下部设置一个连接吊耳，通过连接吊耳吊装稳定机构主体；下配重机构，用于连接配重，在下配重机构底部设置有用于采集配重部分加速度的加速度传感器和相对地面角度的方向传感器；稳定驱动机构，连接于上连接框与下配重机构之间，包括绕X轴旋转驱动器、绕Y轴旋转驱动器，通过绕X轴旋转驱动器、绕Y轴旋转驱动器驱动配重摆动，产生与无人机失控方向反向的惯性，提升无人机飞行的稳定性；在所述无人机机身内内置有反馈控制器，反馈控制器通过收集无人机机身的摆动角度和摆动加速度控制X轴旋转驱动器和Y轴旋转驱动器进行旋转。

技术领域

本发明涉及农业无人机设计领域，具体涉及一种切割无人机姿态稳定机构及其控制方法。

背景技术

小型多旋翼无人机选用的翼型多为标准升力翼型，仅提供飞行气动力，不提供其它功能。

园林与农林业使用的切割类工具，其切割体都是仅具有切割功能的刃具，不兼顾其它功能。

目前园林与农林行业的高空树枝切割，只能依靠人工攀爬至树冠高处，再进行切割作业，效率低，风险大，尤其在交通不便，大型机械难以抵达的山地种植区，由此产生的人员伤亡时有发生。

所以现在提出了一种采用带有切割旋翼的农业无人机替换人工进行核桃等硬核果实进行切割的无人机设备，但此种无人机设备目前最大的问题就是切割树枝撞击时，产生的反向力会导致无人机的飞行稳定性降低，因为农用无人机本身的自重较大，相比于轻型无人机更容易因为丧失稳定性而失控；所以就需要对无人机进行适当的改造，以提升其作业时的稳定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中农业无人机切割作业中飞行不稳定的技术问题，提供一种切割无人机姿态稳定机构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种切割无人机姿态稳定机构，包括：

上连接框，用于与无人机机身连接，在上连接框下部设置一个连接吊耳，通过连接吊耳吊装稳定机构主体；

下配重机构，用于连接配重，在下配重机构底部设置有用于采集配重部分加速度的加速度传感器和相对地面角度的方向传感器；

稳定驱动机构，连接于上连接框与下配重机构之间，包括绕X轴旋转驱动器、绕Y轴旋转驱动器，其中所述绕X轴旋转驱动器包括一个X轴旋转框，在X轴旋转框内设置有Y轴旋转驱动器，Y轴旋转驱动器包括一个位于X轴旋转框内的支撑块，支撑块与X轴旋转框之间转动连接；其中在X轴旋转框内设置有至少N组第一旋转驱动器，相邻第一旋转驱动器之间的夹角至多为180°，通过第一旋转驱动器驱动支撑块相对X轴旋转框旋转；在所述支撑块内设置有一个轴线垂直于支撑块轴线的旋转柱；Y轴旋转驱动器还包括一个转动连接于旋转柱外部的Y轴旋转框，在旋转柱内设置有至少两组第二旋转驱动器，相邻两组第二旋转驱动器的夹角至多为180°，通过第二旋转驱动器驱动旋转柱相对Y轴旋转框旋转；Y轴旋转框与上连接框固定连接，X轴旋转框与配重机构固定连接；

在所述无人机机身内内置有反馈控制器，反馈控制器通过收集无人机机身的摆动角度和摆动加速度控制X轴旋转驱动器和Y轴旋转驱动器进行旋转，使得下配重机构可以产生一个与无人机机身摆动角度和摆动加速度相反的重力分力，保证无人机的飞行稳定，配重机构的摆动速度和摆动加速度通过配重底部的加速度传感器和方向传感器进行采集。

作为本发明的进一步改进，在所述X轴旋转框内壁设置有一个环形的支撑圈，支撑圈朝向X轴旋转框内壁凸起，在支撑块的环形外壁设置有一个环形的滑动圈，滑动圈表面设置有一个环形的滑动槽，支撑圈的内圆嵌入到支撑圈中；通过支撑圈与滑动圈的互相嵌套，实现旋转支撑，以保证X轴旋转框与支撑块之间的稳定连接，相比于轴承结构降低了自重。