CN115520406A - 一种无人机二次定位加工平台及加工方法及集群控制方法 - Google Patents
一种无人机二次定位加工平台及加工方法及集群控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115520406A CN115520406A CN202211366942.2A CN202211366942A CN115520406A CN 115520406 A CN115520406 A CN 115520406A CN 202211366942 A CN202211366942 A CN 202211366942A CN 115520406 A CN115520406 A CN 115520406A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unmanned aerial
- aerial vehicle
- secondary positioning
- extrusion
- platform
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
- B64F5/10—Manufacturing or assembling aircraft, e.g. jigs therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J18/00—Arms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Transportation (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
一种无人机二次定位加工平台及加工方法及集群控制方法,它涉及无人机技术领域。无人机二次定位加工平台包括:无人机、加工平台、二次定位控制器和终端主机,其中无人机上设有一次定位控制器、二次定位控制器和终端主机。基于无人机的加工方法包括以下步骤:终端主机向一次定位控制器发送目标位置数据,进而控制无人机以近似姿态飞抵目标的近似位置;终端主机获取无人机当前位置,与一次定位数据比较;终端主机向二次定位接收器发送二次定位数据,实时纠正无人机气流漂移的位置及姿态偏差。通过无人机自身和二次定位控制系统的两次定位,实时纠正无人机气流漂移的位置及姿态偏差,实现无人机工作端的精准姿态位置控制。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域,具体涉及一种无人机二次定位加工平台及加工方法及集群控制方法。
背景技术
无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置进行操纵的无人驾驶飞行器。其越来越多地应用于人们日常生活中,包括快递、电力巡检、集群灯光表演等多项领域。在无人机领域中,定位控制是其关键技术之一,目前大多数的无人机使用GPS和/或北斗定位系统等其他粗略定位信号定位系统,因为GPS和/或北斗定位系统等其他粗略定位相关卫星数量足够多,并且分布均匀,可以确保全球全天候连续的导航定位服务,观测时间短,并且GPS和/或北斗定位系统等其他粗略定位测量的自动化程度较高,仪器操作简便。
但是现有的民用GPS和/或北斗定位系统等其他粗略定位的定位精度通常在几分米左右,在一些对定位精度要求较高的场合,只使用GPS定位和/或北斗定位系统等其他粗略定位误差较大,无法满足要求,若要提高GPS和/或北斗定位系统精度,相应的成本会大幅提升。
尽管目前很多研究人员对于提高无人机定位精度有所研究,但是对于无人机集群控制下的高精度加工方面的研究尚不成熟,例如高精度控制无人机集群进行3D建筑打印、搬运、堆砌、编织、拖拽、喷涂、焊接及飞行数控加工等领域,更因定位精度以及风力等环境限制而难以发展。
因此,如何开发一种无人机二次定位技术,对无人机高精度加工的输出位置及姿态进行补偿及修正,便成为本领域人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足,提供一种二次定位的无人机系统及加工方法及集群控制方法,通过无人机自身和二次定位控制系统的两次定位,实时纠正无人机气流漂移的位置及姿态偏差,实现无人机工作端的精准姿态位置控制。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种无人机二次定位加工平台,包括:
无人机,所述无人机上设有一次定位控制器,所述一次定位控制器实时接收所述无人机目标位置姿态的一次定位数据,并控制所述无人机以近似姿态飞抵所述无人机目标的近似位置;
加工平台,搭载于所述无人机上,所述加工平台上设有调整件及工作件,所述工作件装配在所述调整件上,在所述调整件的代动下调整位置姿态;
二次定位控制器,设于所述无人机或所述加工平台上,所述调整件在二次定位控制器控制下实时运动;以及
终端主机,设置于所述无人机上或地面站上,用于实时采集所述无人机当前的近似位置姿态数据,并分析所述无人机目标位置姿态数据与所述无人机当前近似位置姿态数据的偏差数据,并将偏差数据发送至二次定位控制器。
本发明进一步设置,所述调整件为:多轴并联臂装置、机械臂装置或龙门式定位装置。
本发明进一步设置,当所述调整件为多轴并联臂装置时,所述多轴并联臂装置包括:承载板、并联臂机构及二次定位末端平台;所述承载板固设在所述无人机上,所述承载板上多轴调节连接所述并联臂机构;所述并联臂机构的调节端铰装连接所述二次定位末端平台;所述工作件设置于所述二次定位末端平台上或所述工作件一端连接于所述承载板,另一端为自由端且穿过所述二次定位末端平台,随所述二次定位末端平台运动。
本发明进一步设置,所述并联臂机构包括并联臂电机、并联臂减速机、主臂及副臂,所述并联臂电机及所述并联臂减速机的壳体均以水平姿态并沿切向方向固设在所述承载板的边缘处,所述并联臂电机的动力输出端与所述并联臂减速机的动力输入端同轴固接;所述并联臂减速机的动力输出端固定插接在所述主臂上,所述主臂的末端转动连接所述副臂;所述副臂的末端与所述二次定位末端平台铰装连接,所述副臂与所述二次定位末端平台的铰装连接点呈周向均布设置。
本发明进一步设置,所述并联臂机构设有三组、四组或五组,并等距分布在所述承载板上。
本发明进一步设置,当所述调整件为机械臂装置时,所述机械臂装置包括:连接头、机械臂机构以及转接头;所述连接头装配于所述无人机上,所述机械臂机构一端连接所述连接头、另一端连接所述转接头,所述转接头的另一端用于供工作件装配;所述机械臂机构包括多节可调整角度的机械臂。
本发明进一步设置,所述工作件为:3D打印工具、钻铣工具、夹取工具、编织工具、拖拽工具、喷涂工具、焊接工具中的任意一种。
本发明进一步设置,当所述工作件为3D打印工具时,所述3D打印工具为打印料挤出组件,所述打印料挤出组件包括:挤出电机、挤出减速机、料筒、挤出软管、挤出活塞及挤出螺杆;所述挤出电机垂向固设在所述承载板的底面中部,所述挤出电机的壳体底部固接所述挤出减速机的壳体,所述挤出电机的动力输出端与所述挤出减速机的动力输入端同轴固接;所述挤出减速机壳体的底部固设有支撑杆,所述支撑杆的另一端与所述料筒的外壁固定连接;所述挤出减速机的动力输出端通过联轴器同轴固接所述挤出螺杆,所述挤出螺杆的下部周向旋转并同轴设置在所述料筒内部,所述挤出螺杆的下部螺纹连接所述挤出活塞;所述料筒的无杆腔内盛装3D打印材料,所述料筒的底部连接所述挤出软管进料端;所述挤出软管出料端连接所述挤出喷嘴。
本发明还提供一种无人机的加工方法,包括以下步骤:
步骤一:终端主机向无人机的一次定位控制器发送无人机目标位置数据,进而控制无人机以近似姿态飞抵无人机目标的近似位置;
步骤二:终端主机获取无人机当前位置、高度和姿态数据,与一次定位数据比较,将偏差数据实时反馈至二次定位控制器;
步骤三:终端主机向无人机的二次定位控制器发送偏差补偿的二次定位数据,由无人机的二次定位控制器控制调整件,带动调整件平移或扭转运动,实时纠正无人机气流漂移的位置及姿态偏差;
步骤四:无人机循环重复步骤一、步骤二及步骤三,且加工平台上的工作件进行作业。
步骤五:重复步骤四直至材料、能源用尽或加工完成,无人机返回地面站。
本发明还提供一种无人机的集群控制方法,包括以下步骤:
步骤一:终端主机向无人机的一次定位控制器发送无人机目标位置数据,进而控制无人机以近似姿态飞抵无人机目标的近似位置;
步骤二:终端主机获取无人机当前位置、高度和姿态数据,与一次定位数据比较,将偏差数据实时反馈至二次定位控制器;
步骤三:终端主机向无人机的二次定位控制器发送偏差补偿的二次定位数据,由无人机的二次定位控制器控制调整件,带动调整件平移或扭转运动,实时纠正无人机气流漂移的位置及姿态偏差;
步骤四:多个无人机组成的编队循环重复步骤一、步骤二及步骤三,且加工平台上的工作件进行作业;
步骤五:重复步骤四直至材料、能源用尽或加工完成,所有无人机返回地面站。
采用上述技术方案后,本发明有益效果为:
本发明的一种无人机二次定位加工平台及加工方法及集群控制方法,
结合无人机的空间任意自由度飞行特点,利用GPS或光流或动作捕捉系统等进行一次定位,利用二次定位控制器及多轴并联臂、机械臂等各类型机构的三维空间定位特点,主动对二次定位末端平台进行实时纠偏,以解决一次定位后气流漂移及信号定位误差造成的无人机高精度加工输出端的位置姿态误差问题,从而实现多轴并联臂,机械臂等各类机构末端平台的高精度任意空间位置的精确就位,末端平台所安装的夹取、钻铣、3D打印、喷涂、焊接、编织、拖拽等工具可进行较高精确度加工。并且本发明可结合现有技术中的无人机集群控制,由多个无人机组成的飞行数控加工作业编队,能够自主协同地在空中进行复杂工序和空间大尺寸材料的制造和建造加工任务,突破了传统轨道滑台和机械臂式数控加工的三维空间范围限制,实现集群式空中机器人协同制造和建造。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的立体图(爆炸图);
图2为本发明一种实施例的侧视图(深实线为无人机实际飞行位置,浅实线为无人机目标位置);
图3为本发明另一种实施例的侧视图;(深实线为无人机实际飞行位置,浅实线为无人机目标位置)
图4为为本发明的调节件为五轴并联臂装置的示意图;
图5为本发明的调节件为机械臂装置,且机械臂机构为一组的示意图;
图6为本发明的调节件为机械臂装置,且机械臂机构为两组的示意图;
图7为本发明的俯视45°立体图(以挂载3D打印工具为例);
图8为本发明的仰视45°立体图(以挂载3D打印工具为例);
图9为本发明的侧视图(以挂载3D打印工具为例);
图10为本发明的打印料挤出组件剖视图;
图11为本发明的调节件为多轴并联臂装置,工作件为夹取工具的示意图;
图12为本发明的调节件为机械臂装置,工作件为夹取工具的示意图;
图13为本发明的调节件为机械臂装置,工作件为钻铣工具的示意图;
图14为本发明的调节件为机械臂装置,工作件为另一种3D打印工具的示意图;
图15为为本发明的无人机集群打印效果示意图;
图16为本发明的方法流程图。
附图标记说明:A、无人机;B、二次定位控制器;C、承载板;D、并联臂机构;E、二次定位末端平台;F、一次定位控制器;G、终端主机;
1、联轴器;2、挤出螺杆;3、挤出活塞;4、打印料挤出组件;5、3D打印材料;6、挤出喷嘴;7、挤出电机;8、挤出减速机;9、支撑杆;10、料筒;11、挤出软管;12、并联臂减速机;13、并联臂电机;14、主臂;15、副臂;16、地面站;17、连接头;18、机械臂机构;19、转接头。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
本实施例涉及一种无人机二次定位加工平台,请参照图1-图14,包括:无人机A、加工平台、二次定位控制器B和终端主机G。本实施例中,无人机A以多旋翼无人机为例进行说明。
无人机A上设有一次定位控制器F,其中一次定位控制器F实时接收无人机A目标位置姿态的一次定位数据,并控制无人机A以近似姿态飞抵无人机A目标的近似位置。无人机A上搭载有加工平台。
加工平台上设有调整件及工作件。工作件装配在调整件上,在调整件的代动下调整位置姿态。
二次定位控制器B设于无人机A或加工平台上,调整件在二次定位控制器B控制下实时运动。
终端主机G设置于无人机A上或地面站16上,用于实时采集无人机A当前的近似位置姿态数据,并分析无人机A目标位置姿态数据与无人机A当前近似位置姿态数据的偏差数据,并将偏差数据发送至二次定位控制器B。
具体在本实施例中,终端主机G和二次定位控制器B均设置在无人机A上。当然在其他实施例中,终端主机G也可以设置在地面站上,二次定位控制器B也可以设置在加工平台上。
在优选的方案中,工作件与调整件之间为可拆卸式装配,从而可以更换不同的工作件;此外,调整件与无人机A也同样为可拆卸式装配,从而可以更换不同的调整件。
在一实施例中,请参照图1-图3,调整件为:多轴并联臂装置。多轴并联臂装置包括:承载板C、并联臂机构D及二次定位末端平台E。承载板C固设在无人机A上,该承载板C上多轴调节连接并联臂机构D;并联臂机构D的调节端铰装连接二次定位末端平台E。
在本实施例中,工作件一端连接于承载板C,另一端为自由端且穿过二次定位末端平台E,随二次定位末端平台E运动。在其他实施例中(未图示),工作件还可以直接设置于二次定位末端平台E上。
在本实施例中,并联臂机构D设有三组并等距分布在承载板C上,具体为呈等边三角形分布在承载板C上。在其他实施例中(未图示),并联臂机构D还可以设有四组,呈矩形分布在承载板C上。在其他实施例中,如图4所示,并联臂机构D还可以设有五组,呈正五边形分布在承载板C上。
在本实施例中,如图7-图9所示,并联臂机构D包括并联臂电机13、并联臂减速机12、主臂14及副臂15。
具体地,并联臂电机13及并联臂减速机12的壳体均以水平姿态并沿切向方向固设在承载板C的边缘处,其中并联臂电机13的动力输出端与并联臂减速机12的动力输入端同轴固接;并联臂减速机12的动力输出端固定插接在主臂14上,主臂14的末端转动连接副臂15;副臂15的末端与二次定位末端平台E铰装连接,副臂15与二次定位末端平台E的铰装连接点呈周向均布设置。
在一实施例中,请参照图5-图6,调整件为:机械臂装置。机械臂装置包括:连接头17、机械臂机构18以及转接头19。连接头17装配于无人机A上,机械臂机构18一端连接连接头17、另一端连接转接头19。转接头19的另一端用于供工作件装配。机械臂机构18包括多节可调整角度的机械臂。通过控制多节可调整角度的机械臂,进而调节转接头17的位置和角度,进而纠偏工作件的位置姿态。如图5所示,机械臂机构18有一组,如图6所示,机械臂机构18有两组,相应的,也有两个转接头19。
此外,在其他实施例中,调整件还可以为其他结构,如龙门式定位装置,在这不做具体限定,只要能够纠偏工作件的位置姿态即可。
工作件为:3D打印工具、钻铣工具、夹取工具、编织工具、拖拽工具、喷涂工具、焊接工具,当然还可以为其他工具。先以工作件为3D打印工具为例,即本实施例的加工平台为3D打印平台。如图7-图10所示,更具体地,以述3D打印工具为打印料挤出组件4为例。
打印料挤出组件4包括:挤出电机7、挤出减速机8、料筒10、挤出软管11、挤出活塞3及挤出螺杆2。
具体地,挤出电机7垂向固设在承载板C的底面中部,该挤出电机7的壳体底部固接挤出减速机8的壳体,且挤出电机7的动力输出端与挤出减速机8的动力输入端同轴固接;挤出减速机8壳体的底部固设有支撑杆9,支撑杆9的另一端与料筒10的外壁固定连接;挤出减速机8的动力输出端通过联轴器1同轴固接挤出螺杆2,该挤出螺杆2的下部周向旋转并同轴设置在料筒10内部。挤出螺杆2的下部螺纹连接挤出活塞3;料筒10的无杆腔内盛装3D打印材料5,料筒10的底部连接挤出软管11进料端;挤出软管11出料端连接所述挤出喷嘴6。
如图11所示,该实施例中,调整件为多轴并联臂装置,且具体带有三轴并联臂机构,工作件为夹取工具。
如图12所示,该实施例中,调整件为机械臂装置,且机械臂机构为一组,工作件为夹取工具。
如图13所示,该实施例中,调整件为机械臂装置,且机械臂机构为一组,工作件为钻铣工具。
如图14所示,该实施例中,调整件为机械臂装置,且机械臂机构为一组,工作件为3D打印工具,但不同于前述的打印料挤出组件4。
本实施例还提供一种无人机的加工方法,请参照图16,包括以下步骤:
步骤一:终端主机向无人机的一次定位控制器发送无人机目标位置数据,进而控制无人机以近似姿态飞抵无人机目标的近似位置;
步骤二:终端主机获取无人机当前位置、高度和姿态数据,与一次定位数据比较,将偏差数据实时反馈至二次定位控制器;
步骤三:终端主机向无人机的二次定位控制器发送偏差补偿的二次定位数据,由无人机的二次定位控制器控制调整件,带动调整件平移或扭转运动,实时纠正无人机气流漂移的位置及姿态偏差;
步骤四:无人机循环重复步骤一、步骤二及步骤三,且加工平台上的工作件进行作业。
步骤五:重复步骤四直至材料、能源用尽或加工完成,无人机返回地面站。
若以调整件为多轴并联臂装置且工作件为打印料挤出组件为例,该加工方法包括以下步骤:
步骤一:终端主机获取无人机当前位置、高度和姿态数据,与一次定位数据比较,将偏差数据实时反馈至二次定位控制器;
步骤二:终端主机获取无人机当前位置、高度和姿态数据,与一次定位数据比较,将偏差数据实时反馈至二次定位控制器;
步骤三:终端主机向无人机的二次定位控制器发送偏差补偿的二次定位数据,由无人机的二次定位控制器控制并联臂机构,带动二次定位末端平台及挤出喷嘴,实时纠正无人机气流漂移的位置、姿态偏差;二次定位控制器同时控制打印料挤出组件运转,将料筒内的3D打印材料经挤出喷嘴连续挤出至3D打印目标姿态和位置;
步骤四:无人机循环重复步骤一、步骤二及步骤三,直至无人机的电能和3D打印材料5即将用尽,一次定位控制器控制无人机返回地面站16进行电池更换及3D打印材料5填充补给;
步骤五:重复步骤四直至3D打印全部完成,无人机A返回地面站16。
本实施例还提供一种无人机的集群控制方法,请参照图15-图16,包括以下步骤:
步骤一:终端主机向无人机的一次定位控制器发送无人机目标位置数据,进而控制无人机以近似姿态飞抵无人机目标的近似位置;
步骤二:终端主机获取无人机当前位置、高度和姿态数据,与一次定位数据比较,将偏差数据实时反馈至二次定位控制器;
步骤三:终端主机向无人机的二次定位控制器发送偏差补偿的二次定位数据,由无人机的二次定位控制器控制调整件,带动调整件平移或扭转运动,实时纠正无人机气流漂移的位置及姿态偏差;
步骤四:多个无人机组成的编队循环重复步骤一、步骤二及步骤三,且加工平台上的工作件进行作业;
步骤五:重复步骤四直至材料、能源用尽或加工完成,所有无人机返回地面站。
若以调整件为多轴并联臂装置且工作件为打印料挤出组件为例,该集群控制方法包括以下步骤:
步骤一:终端主机向无人机的一次定位控制器发送无人机目标位置数据,进而控制无人机以近似姿态飞抵无人机目标的近似位置;
步骤二:终端主机获取无人机当前位置、高度和姿态数据,与一次定位数据比较,将偏差数据实时反馈至二次定位控制器;
步骤三:终端主机向无人机的二次定位控制器发送偏差补偿的二次定位数据,由无人机的二次定位控制器控制并联臂机构,带动二次定位末端平台及挤出喷嘴,实时纠正无人机气流漂移的位置、姿态偏差;二次定位控制器同时控制打印料挤出组件运转,将料筒内的3D打印材料5经挤出喷嘴连续挤出至3D打印目标姿态和位置;
步骤四:多个无人机组成的编队循环重复步骤一、步骤二及步骤三,直至无人机的电能和3D打印材料5即将用尽,一次定位控制器控制无人机返回地面站16进行电池更换及3D打印材料5填充补给,同时另一编队的多个无人机起飞,接续上一编队进行连续3D打印;
步骤五:重复步骤四直至3D打印全部完成,所有无人机返回地面站16。
上述实施例中,结合现有技术中的无人机集群飞行控制,进行一次定位,使用无人机A搭载3D打印平台,并由3D打印平台进行二次定位,用以抵消因气流导致的无人机A悬浮和漂移误差,进而实现协同不间断的空中高精度3D打印。其中承载板C用于3D打印平台与无人机A的固定搭载连接,并且由并联臂机构D调节连接二次定位末端平台E,进而实现挤出喷嘴6实时位置及姿态的二次纠偏调节功能,通过挤出喷嘴6将打印材料准确挤出至目标姿态和位置。其中多个无人机编队通过地面站16进行循环起飞作业和返回补给,连续完成全部3D打印任务。其使用无人机搭载3D打印平台,通过无人机和3D打印平台的两级定位,较精确地控制挤出喷嘴6定位并挤出增材打印材料,结合现有技术中的无人机集群飞行控制,实现协同且不间断的3D建筑打印。
另外,如图2及图3所示,本发明的一种无人机,包括无人机A和可进行空中实时二次定位的3D打印平台,还包括多无人机A、一次定位控制器、二次定位控制器、终端主机G;无人机A底部(或顶部)挂载(或承托)有3D打印平台,该3D打印平台包括承载板C、打印料挤出组件4、挤出软管11、并联臂机构D及二次定位末端平台E;承载板C由碳纤维、铝合金等刚性板材组成,该承载板C上搭载二次定位控制器,且承载板C的中心位置垂向设置打印料(PLA、ABS等热熔材料,或砂浆、混凝土等胶凝材料等)挤出组件,且承载板C边缘周向均布设置并联臂机构D,作为二次定位驱动机构;二次定位末端平台E的外周与副臂15铰接,在并联臂机构D的二次定位驱动下,实时到达指定的位置,实现对无人机A空中漂移的实时纠偏;打印料挤出组件4通过可变形的挤出软管11,与二次定位末端平台E连接,打印材料(PLA、ABS等线材,或砂浆、混凝土等胶凝体)通过设置在二次定位末端平台E的挤出喷嘴6,打印到经过二次定位实时纠偏的指定姿态和位置。
本发明的一次定位控制器,实时接收无人机目标位置姿态的一次定位数据,并全局地控制无人机飞行;其二次定位控制器,实时接收位置姿态偏差补偿的二次定位数据,并相对地控制调整件和二次定位末端平台运动;一次定位数据与二次定位数据的叠加数据,即为3D打印目标姿态和位置。
最后,本发明的未述之处均采用现有技术中的成熟产品及成熟技术手段。
以上,仅用以说明本发明的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换,只要不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种无人机二次定位加工平台,其特征在于,包括:
无人机,所述无人机上设有一次定位控制器,所述一次定位控制器实时接收所述无人机目标位置姿态的一次定位数据,并控制所述无人机以近似姿态飞抵所述无人机目标的近似位置;
加工平台,搭载于所述无人机上,所述加工平台上设有调整件及工作件,所述工作件装配在所述调整件上,在所述调整件的代动下调整位置姿态;
二次定位控制器,设于所述无人机或所述加工平台上,所述调整件在二次定位控制器控制下实时运动;以及
终端主机,设置于所述无人机上或地面站上,用于实时采集所述无人机当前的近似位置姿态数据,并分析所述无人机目标位置姿态数据与所述无人机当前近似位置姿态数据的偏差数据,并将偏差数据发送至二次定位控制器。
2.根据权利要求1所述的无人机二次定位加工平台,其特征在于,所述调整件为:多轴并联臂装置、机械臂装置或龙门式定位装置。
3.根据权利要求2所述的无人机二次定位加工平台,其特征在于,当所述调整件为多轴并联臂装置时,所述多轴并联臂装置包括:承载板、并联臂机构及二次定位末端平台;所述承载板固设在所述无人机上,所述承载板上多轴调节连接所述并联臂机构;所述并联臂机构的调节端铰装连接所述二次定位末端平台;所述工作件设置于所述二次定位末端平台上或所述工作件一端连接于所述承载板,另一端为自由端且穿过所述二次定位末端平台,随所述二次定位末端平台运动。
4.根据权利要求3所述的无人机二次定位加工平台,其特征在于,所述并联臂机构包括并联臂电机、并联臂减速机、主臂及副臂,所述并联臂电机及所述并联臂减速机的壳体均以水平姿态并沿切向方向固设在所述承载板的边缘处,所述并联臂电机的动力输出端与所述并联臂减速机的动力输入端同轴固接;所述并联臂减速机的动力输出端固定插接在所述主臂上,所述主臂的末端转动连接所述副臂;所述副臂的末端与所述二次定位末端平台铰装连接,所述副臂与所述二次定位末端平台的铰装连接点呈周向均布设置。
5.根据权利要求3所述的无人机二次定位加工平台,其特征在于,所述并联臂机构设有三组、四组或五组,并等距分布在所述承载板上。
6.根据权利要求2所述的无人机二次定位加工平台,其特征在于,当所述调整件为机械臂装置时,所述机械臂装置包括:连接头、机械臂机构以及转接头;所述连接头装配于所述无人机上,所述机械臂机构一端连接所述连接头、另一端连接所述转接头,所述转接头的另一端用于供工作件装配;所述机械臂机构包括多节可调整角度的机械臂。
7.根据权利要求1所述的无人机二次定位加工平台,其特征在于,所述工作件为:3D打印工具、钻铣工具、夹取工具、编织工具、拖拽工具、喷涂工具、焊接工具中的任意一种。
8.根据权利要求7所述的无人机二次定位加工平台,其特征在于,当所述工作件为3D打印工具时,所述3D打印工具为打印料挤出组件,所述打印料挤出组件包括:挤出电机、挤出减速机、料筒、挤出软管、挤出活塞及挤出螺杆;所述挤出电机垂向固设在所述承载板的底面中部,所述挤出电机的壳体底部固接所述挤出减速机的壳体,所述挤出电机的动力输出端与所述挤出减速机的动力输入端同轴固接;所述挤出减速机壳体的底部固设有支撑杆,所述支撑杆的另一端与所述料筒的外壁固定连接;所述挤出减速机的动力输出端通过联轴器同轴固接所述挤出螺杆,所述挤出螺杆的下部周向旋转并同轴设置在所述料筒内部,所述挤出螺杆的下部螺纹连接所述挤出活塞;所述料筒的无杆腔内盛装3D打印材料,所述料筒的底部连接所述挤出软管进料端;所述挤出软管出料端连接所述挤出喷嘴。
9.一种基于无人机的加工方法,其特征在于,该无人机基于权利要求1所述的无人机二次定位加工平台,该加工方法包括以下步骤:
步骤一:终端主机向无人机的一次定位控制器发送无人机目标位置数据,进而控制无人机以近似姿态飞抵无人机目标的近似位置;
步骤二:终端主机获取无人机当前位置、高度和姿态数据,与一次定位数据比较,将偏差数据实时反馈至二次定位控制器;
步骤三:终端主机向无人机的二次定位控制器发送偏差补偿的二次定位数据,由无人机的二次定位控制器控制调整件,带动调整件平移或扭转运动,实时纠正无人机气流漂移的位置及姿态偏差;
步骤四:无人机循环重复步骤一、步骤二及步骤三,且加工平台上的工作件进行作业。
步骤五:重复步骤四直至材料、能源用尽或加工完成,无人机返回地面站。
10.一种无人机的集群控制方法,其特征在于,该无人机基于权利要求1所述的无人机二次定位加工平台,该集群控制方法包括以下步骤:
步骤一:终端主机向无人机的一次定位控制器发送无人机目标位置数据,进而控制无人机以近似姿态飞抵无人机目标的近似位置;
步骤二:终端主机获取无人机当前位置、高度和姿态数据,与一次定位数据比较,将偏差数据实时反馈至二次定位控制器;
步骤三:终端主机向无人机的二次定位控制器发送偏差补偿的二次定位数据,由无人机的二次定位控制器控制调整件,带动调整件平移或扭转运动,实时纠正无人机气流漂移的位置及姿态偏差;
步骤四:多个无人机组成的编队循环重复步骤一、步骤二及步骤三,且加工平台上的工作件进行作业;
步骤五:重复步骤四直至材料、能源用尽或加工完成,所有无人机返回地面站。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211366942.2A CN115520406A (zh) | 2022-11-01 | 2022-11-01 | 一种无人机二次定位加工平台及加工方法及集群控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211366942.2A CN115520406A (zh) | 2022-11-01 | 2022-11-01 | 一种无人机二次定位加工平台及加工方法及集群控制方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115520406A true CN115520406A (zh) | 2022-12-27 |
Family
ID=84704377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211366942.2A Pending CN115520406A (zh) | 2022-11-01 | 2022-11-01 | 一种无人机二次定位加工平台及加工方法及集群控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115520406A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117245911A (zh) * | 2023-11-16 | 2023-12-19 | 西湖大学 | 一种空中3d打印机器人及其打印方法 |
-
2022
- 2022-11-01 CN CN202211366942.2A patent/CN115520406A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117245911A (zh) * | 2023-11-16 | 2023-12-19 | 西湖大学 | 一种空中3d打印机器人及其打印方法 |
CN117245911B (zh) * | 2023-11-16 | 2024-02-09 | 西湖大学 | 一种空中3d打印机器人及其打印方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6700055B2 (ja) | 自動化された動的製造システムおよび関連する方法 | |
CN109605371B (zh) | 一种移动式混联机器人加工集成系统 | |
EP3854522A1 (en) | Flexible automatic grinding device and grinding method for aircraft repairing composite material | |
CN102745338B (zh) | 一种大型飞机中机身数字化装配系统 | |
CN114434059B (zh) | 复合机器人和三维视觉的大型结构件自动焊接系统及方法 | |
JP6538214B2 (ja) | Uavにエネルギーを供給する方法、及びuav | |
CN110509067B (zh) | 一种大型复杂构件原位加工多机器人系统装备 | |
CN210819622U (zh) | 移动操作机器人大尺度空间高精度在线标定系统 | |
CN113003229B (zh) | 一种面向异构特性大型装备多智能体协同自主转运系统 | |
CN115520406A (zh) | 一种无人机二次定位加工平台及加工方法及集群控制方法 | |
CN112520039B (zh) | 一种组合机械臂的高空喷涂共轴双桨无人机及控制方法 | |
CN111665784A (zh) | 一种基于西门子系统的空间定位误差补偿方法 | |
CN111830845A (zh) | 一种无人机风机叶片自动巡检仿真系统及方法 | |
CN102991724A (zh) | 利用工作空间测量定位系统进行飞机大部件对接的方法 | |
CN110927813B (zh) | 一种飞机油箱自动探测装置及方法 | |
CN115890220A (zh) | 一种航天冲压发动机舱段精确调姿对接装置及方法 | |
CN110962127A (zh) | 一种用于机械臂末端位姿辅助标定装置及其标定方法 | |
CN110626500A (zh) | 一种无人机 | |
CN108620840B (zh) | 一种基于agv智能并联机器人的飞机舱门智能安装方法 | |
US20230356840A1 (en) | Methods for Marking Surfaces Using Unmanned Aerial Vehicles | |
CN112372556B (zh) | 一种运载火箭定位调姿方法 | |
CN116182818B (zh) | 一种航空发动机吊装的空间位姿测量方法及系统 | |
CN206683651U (zh) | 工业机器人末端位姿快速测量装置 | |
CN209649972U (zh) | 一种陆空两用作业型飞行机器人 | |
CN116330257A (zh) | 一种移动式混联机器系统及控制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |