[发明专利]一种菱形布局柔性无人机吊挂倾转系统及控制方法

权利要求书

1.一种菱形布局柔性无人机吊挂倾转系统，其特征在于：包括感知-控制中枢、纵向倾转装置和横向倾转装置；

所述感知-控制中枢能够接收或测量菱形布局柔性无人机姿态角、绳索拉力数据；并根据设定的绳索拉力允许范围调整绳索拉力，以及根据设定的菱形布局柔性无人机起飞姿态，通过控制绳索调整菱形布局柔性无人机姿态角；

所述纵向倾转装置包括绳索收放机构、纵向倾转机构、若干滑轮和若干绳索；所述绳索收放机构的第一绳索释放端与第一滑轮连接，所述绳索收放机构固定在吊挂载体上，并受所述感知-控制中枢控制，通过收放所述第一绳索，实现第一滑轮高度变化；所述第一滑轮下端挂接第二滑轮；所述纵向倾转装置中的第三滑轮和第四滑轮分别通过力传感器连接菱形布局柔性无人机机头位置吊点，所述第二滑轮位于第三滑轮和第四滑轮之间；所述纵向倾转装置中的第五滑轮连接菱形布局柔性无人机机尾吊点；所述纵向倾转装置中另有两组滑轮固定在吊挂载体上，且每组滑轮之间具有一个纵向倾转机构；所述纵向倾转装置中的第二绳索依次通过第一组滑轮、第三滑轮、第二滑轮、第四滑轮、第二组滑轮和第五滑轮后，回到第一组滑轮，且所述第一组滑轮以及所述第二组滑轮与所述第五滑轮之间的第二绳索上分别具有力传感器；所述第一组滑轮之间以及所述第二组滑轮之间的纵向倾转机构受所述感知-控制中枢控制，通过同步收放所述第二绳索，调整菱形布局柔性无人机俯仰角；

所述菱形布局柔性无人机机尾位置吊点位于菱形布局柔性无人机纵向对称面上，所述菱形布局柔性无人机机头位置两个吊点相对菱形布局柔性无人机纵向对称面对称；所述第二滑轮中心位于菱形布局柔性无人机纵向对称面上；所述第一组滑轮与所述第二组滑轮相对菱形布局柔性无人机纵向对称面对称；

所述横向倾转装置包括固定在吊挂载体上的第三组滑轮，处于第三组滑轮之间的横向倾转机构以及第三绳索；所述第三绳索穿过第三组滑轮以及横向倾转机构后，两端分别与所述菱形布局柔性无人机机翼外端吊点固定连接；所述横向倾转机构受所述感知-控制中枢控制，通过收放所述第三绳索，调整菱形布局柔性无人机滚转角；所述第三组滑轮与所述菱形布局柔性无人机机翼外端吊点之间的第三绳索上分别具有力传感器；

所述感知-控制中枢固定在吊挂载体上，且处于菱形布局柔性无人机纵向对称面上。

2.根据权利要求1所述一种菱形布局柔性无人机吊挂倾转系统，其特征在于：所述绳索采用超高分子量材料，所述绳索直径为20mm。

3.利用权利要求1或2任一所述系统实现菱形布局柔性无人机载球发放升空时的姿态控制方法，其特征在于：所述的控制方法采用PID控制方法，以倾转机构和绳索收放机构作为整个控制系统的执行机构，绳索上的力传感器和菱形布局柔性无人机姿态角度传感器作为测量元件提供反馈，在感知-控制中枢中加入比例调节系统、积分调节系统和微分调节系统；载球带动菱形布局柔性无人机以0度俯仰角和0度滚转角姿态起飞，当达到设定高度后，以设定目标姿态信息作为输入，系统控制后的真实姿态信息作为输出反馈，实现通过控制绳索调整菱形布局柔性无人机姿态角。