[发明专利]一种适用范围广且消毒稳定的病毒消杀装置及控制方法

权利要求书

1.一种适用范围广消毒稳定的病毒消杀装置，其特征在于：包括用于喷洒消毒液的无人机消毒单元(1)、设置在地面上的用于给所述无人机消毒单元(1)提供消毒液的储液箱(2)和用于控制所述无人机消毒单元(1)的控制箱(3)；

所述储液箱(2)与所述无人机消毒单元(1)液路连通；所述控制箱(3)与所述无人机消毒单元(1)通讯连接；

所述无人机消毒单元(1)包括系留无人机本体(11)、固定安装在所述系留无人机本体(11)上的机载供液单元(12)和调节机械臂(13)以及与所述机载供液单元(12)液路连通的用于喷洒消毒液的喷洒装置(16)；

所述调节机械臂(13)包括固定安装在所述系留无人机本体(11)上的X轴调节机构(131)和滑动连接在所述X轴调节机构(131)上的Y轴调节机构(132)；所述喷洒装置(16)固定安装在所述Y轴调节机构(132)上；所述喷洒装置(16)的最大喷洒区域为所述X轴调节机构(131)和Y轴调节机构(132)带动所述喷洒装置(16)移动喷洒形成的矩形区域；

所述调节机械臂(13)的质心C位置偏移产生的扰动量在无人机的位置PID控制器和姿态PID控制器中进行补偿；

所述位置PID控制器中对所述调节机械臂(13)扰动量的补偿力矩ΔF满足以下方程式：

其中，K_p,vb，K_i,vb和K_d,vb是PID控制器的速度增益矩阵，F_d为系留无人机所需的推力，e_vb为速度误差，为系留无人机相对于系留无人机本体(11)固定参考系的角速度，为无人机消毒单元(1)的质心C相对于坐标系∑B的偏移向量，它是关于q的函数，q为机械臂关节变量；

所述姿态PID控制器中对所述调节机械臂(13)扰动量的补偿力矩ΔM满足以下方程式：

其中，K_p,ωb和K_d,ωb是PID控制器的角速度增益矩阵，e_ωb为角速度误差，M_d为系留无人机本体(11)的控制力矩，为系留无人机本体(11)固定参考系的坐标原点O与所述调节机械臂(13)的质心C的相对位置的偏移量，q是机械臂关节变量，F_d为系留无人机的总推力，e₃＝[0,0,1]^T为单位向量。

2.根据权利要求1所述的一种适用范围广且消毒稳定的病毒消杀装置，其特征在于：所述X轴调节机构(131)包括固定安装在所述系留无人机本体(11)底部且沿X轴方向设置的X轴丝杠底座(1311)、固定安装在靠近所述系留无人机本体(11)的所述X轴丝杠底座(1311)的一端的X轴丝杠电机(1312)以及与所述X轴丝杠电机(1312)同轴设置的X轴丝杠(1313)；所述X轴丝杠(1313)上配合滑动连接有X轴滑块(1314)；

所述Y轴调节机构(132)包括沿Y轴方向设置的Y轴丝杠底座(1321)、固定安装在所述Y轴丝杠底座(1321)任一端部的Y轴调节电机、与所述Y轴调节电机同轴设置的Y轴丝杠(1323)；所述Y轴丝杠(1323)上配合滑动连接有Y轴滑块(1324)；

所述Y轴丝杠底座(1321)与所述X轴滑块(1314)固定连接且位于所述X轴滑块(1314)的下方；所述喷洒装置(16)与所述Y轴滑块(1324)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种适用范围广且消毒稳定的病毒消杀装置，其特征在于：所述无人机消毒单元(1)还包括安装在所述系留无人机本体(11)的下底板上的视觉导航单元(15)和安装在所述系留无人机本的上、下底板之间的用于测距的激光测距模块(14)；

所述视觉导航单元(15)包括相对设置的云台上底板(151)和云台下底板(152)、安装在两者之间用于减少运动带来的振动的减震球(153)以及安装所述云台下底板(152)上的二轴无刷云台(154)；

所述云台上底板(151)固定安装在所述系留无人机本体(11)上；所述二轴无刷云台(154)的输出端固定安装有可见光相机(155)；

所述激光测距模块(14)为四个，等间距分布在所述系留无人机本体(11)的侧面。