设有扩展手臂可实现远距离操控互动的智能飞行器的制作方法

1.本发明涉及智能飞行器技术领域，具体为设有扩展手臂可实现远距离操控互动的智能飞行器。


背景技术：

2.无人驾驶飞机简称无人机，英文缩写为uav，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。
3.无人机按应用领域，可分为军用与,军用方面，无人机分为侦察机和靶机，民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需，在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。
4.现有的农业喷洒农药中，通常是通过人工喷洒，而人工喷洒农药会对庄稼造成破坏，且农药喷洒后会被人体吸入，对人体造成损伤，因此，现有通过无人机对庄稼进行喷洒，但现有无人机喷洒存在以下问题：
5.1：无人机对喷洒箱的安装是通过螺栓或安装支架进行安装，安装较为繁琐；
6.2：喷洒农药时，对无人机的操控是通过目测进行操作，当庄稼过大时，目测较为困难。
7.为此，我们提出设有扩展手臂可实现远距离操控互动的智能飞行器。


技术实现要素：

8.鉴于上述和/或现有设有扩展手臂可实现远距离操控互动的智能飞行器中存在的问题，提出了本发明。
9.因此，本发明的目的是提供设有扩展手臂可实现远距离操控互动的智能飞行器，通过摄像模块能够对无人机的飞行状态进行观察，并能够对喷洒的状态和环境进行监测，再通过操控无人机，将喷洒箱进行夹取，并操控无人机进行飞行喷洒农药，能够解决上述提出现有的问题。
10.为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
11.设有扩展手臂可实现远距离操控互动的智能飞行器，其包括：
12.驱动模块，其设置在无人机的两端，且能够对喷洒箱进行夹持；
13.摄像模块，其安装在无人机的外壁机前端两侧，且能够对飞行状态和夹持状态进行图像显示；
14.中央控制模块，其连接驱动模块、摄像模块、姿态控制模块、超声波感应模块和通讯模块，且能够对无人机进行操控和处理；
15.姿态控制模块，其能够对无人机的飞行状态进行调控；
16.超声波感应模块，其能够对四周的环境进行测距，且对无人机进行保护和避让；
17.通讯模块，其能够将无人机与操控器进行连接，且能够将飞行状态显示在操控器的屏幕上。
18.作为本发明所述的设有扩展手臂可实现远距离操控互动的智能飞行器的一种优选方案，其中：所述驱动模块包括：
19.机械臂，其设置在无人机的两端，且能够对喷洒箱进行夹持。
20.作为本发明所述的设有扩展手臂可实现远距离操控互动的智能飞行器的一种优选方案，其中：所述摄像模块包括：
21.摄像头，其设置在无人机的前端左侧；
22.3d摄像头，其设置在摄像头的有端；
23.红外摄像头，其设置在无人机的前端右侧；
24.夹持摄像头，其设置在红外摄像头的右端。
25.作为本发明所述的设有扩展手臂可实现远距离操控互动的智能飞行器的一种优选方案，其中：所述中央控制模块包括：
26.电源，其设置在无人机的内部，且对无人机的运行进行供电；
27.存储模块，其设置在无人机的内部，且能够对无人机的状态进行记录和存储。
28.作为本发明所述的设有扩展手臂可实现远距离操控互动的智能飞行器的一种优选方案，其中：所述通讯模块包括4g/5g/gps/rtk，能够将无人机与操控器进行连接，且能够对无人机进行实时定位。
29.与现有技术相比：
30.通过驱动模块配合机械臂能够对喷洒箱进行夹持，且方便对喷洒箱进行安装和拆卸，安装简便，容易操控；
31.通过摄像模块能够对无人机的飞行状态进行观察，并能够对喷洒的状态和环境进行监测，且能够对夹持时的画面进行监测，并能够将监测画面通过通讯模块传输给操控器的屏幕进行显示，从而方便对无人机的操作进行实时画面显示，无需目测，增加操作精准性；
32.通过中央控制模块内部设有的处理芯片，能够对无人机的状态进行操控进和处理，并将各个模块进行连接，并反馈各个模块的数据信息，将数据传输给操控器，方便操控器对无人机进行操控。
附图说明
33.图1为本发明提供的整体结构示意图；
34.图2为本发明提供的整体主视结构示意图；
35.图3为本发明提供的系统结构示意图。
36.图中：无人机1、驱动模块2、摄像模块3、摄像头31、3d摄像头32、红外摄像头33、夹持摄像头34、中央控制模块4、电源41、存储模块42、姿态控制模块5、超声波感应模块6、通讯模块7。
具体实施方式
37.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施
方式作进一步地详细描述。
38.本发明提供设有扩展手臂可实现远距离操控互动的智能飞行器，具有方便对喷洒箱进行安装和拆卸安装简便，容易操控，且能够将监测画面通过通讯模块7传输给操控器的屏幕进行显示，从而方便对无人机1的操作进行实时画面显示，无需目测，增加操作精准性的优点，请参阅图1-3，包括无人机1、驱动模块2、摄像模块3、中央控制模块4、姿态控制模块5、超声波感应模块6和通讯模块7；
39.驱动模块2，其设置在无人机1的外壁两端，且能够对喷洒箱进行夹持，通过驱动模块2能够对喷洒箱进行夹持，且方便对喷洒箱进行安装和拆卸，安装简便，容易操控，机械臂，其设置在无人机1的外壁两端，通过机械臂能够对喷洒箱进行夹持，从而方便对喷洒箱进行安装和拆卸，且通过机械臂能够进行播种或其他农业操作，增加适用性。
40.摄像模块3，其安装在无人机1的前侧两端，且能够对飞行状态和夹持状态进行图像显示，通过摄像模块3能够对无人机1的飞行状态进行观察，并能够对喷洒的状态和环境进行监测，且能够对夹持时的画面进行监测，并能够将监测画面通过通讯模块7传输给操控器的屏幕进行显示，从而方便对无人机1的操作进行实时画面显示，无需目测，增加操作精准性，摄像模块3包括：摄像头31、3d摄像头32、红外摄像头33和夹持摄像头34，摄像头31，其设置在无人机1的前端左侧，通过摄像头31能够对无人机的飞行状态和喷洒状态进行画面捕捉，摄像头31设置为彩色相机，能够与3d摄像头32配合将环境色彩与3d环境结合，呈现3d的环境在显示屏上显示，3d摄像头32，其设置在摄像头31的右端，通过3d摄像头32能够将四周环境进行3d显示，并将监测的画面建模成3d空间显示在操控器的屏幕上，3d摄像头，拥有人脸识别、手势识别、人体骨架识别、三维测量、环境感知、三维地图重建等数十项功能，可广泛运用于电视、手机、机器人、无人机、物流、vr/ar、智能家居、安防、汽车驾驶辅助等领域，利用3d相机，又称之为深度相机，通过相机能检测出拍摄空间的距离信息，这也是与普通摄像头最大的区别，普通的彩色相机拍摄到的图片能看到相机视角内的所有物体并记录下来，但是其所记录的数据不包含这些物体距离相机的距离，仅仅能通过图像的语义分析来判断哪些物体比较远，哪些比较近，并没有确切的数据，红外摄像头33，其设置在无人机1的前端右侧，通过红外摄像头33能够进行夜视观测，方便进行夜晚操作，夹持摄像头34，其设置在红外摄像头33的右端，通过夹持摄像头34能够对喷洒箱的夹持状态进行显示，方便对喷洒箱进行夹持。
41.中央控制模块4，其连接驱动模块2、摄像模块3、姿态控制模块5、超声波感应模块6和通讯模块7，且能够对无人机1进行操控和处理，通过中央控制模块4内部设有的处理芯片，能够对无人机的状态进行操控进和处理，并将各个模块进行连接，并反馈各个模块的数据信息，将数据传输给操控器，方便操控器对无人机1进行操控，中央控制模块4包括：电源41和存储模块42，电源41，其设置在无人机1的内部，且对无人机1的运行进行供电，存储模块42，其设置在无人机1的内部，且能够对无人机1的状态进行记录和存储。
42.姿态控制模块5，其能够对无人机1的飞行状态进行调控，姿态是用来描述一个刚体固连坐标系和参考坐标系之间的角位置关系，在四轴飞行器中，姿态就是指飞行器相对于地理坐标系的俯仰/横滚/航向情况，在咱们地球上，就是指飞行器在地理坐标系中的俯仰/横滚/航向情况，飞行器需要实时知道当前自己的姿态，才能够根据需要操控其接下来的动作，例如保持平稳，例如实现翻滚，姿态解算需要解决的是无人机飞行器在地理坐标系
中姿态，可以想象一下，在无人机的质心上始终有一个地理坐标系n，它只随着无人机的运动做水平x，y方向的平移或z方面上下移动而不发生转动，而在无人机上固联着一个机载坐标系b，它随着无人机姿态的变化而发生相对于坐标系n的转动，具体表现为x.y.z轴上的三个角度变化，姿态解算是指根据imu数据，陀螺仪、加速度计、罗盘等，求解出飞行器的空中姿态，也就是相对转动角度，表示形式可以是欧拉角、四元数等，飞行器的姿态，一方面可以用于无人机的自我稳定控制，如有外界干扰的状态下空中悬停、以一定倾斜角度朝一个方向飞行等，另一方面，可接收遥控器的控制信息，比如操作者通过遥控器让无人机以一定倾角飞行，无人机通过对比期望角度和自身当前姿态角，通过pid算法更新四个电机pwm输出进行控制。
43.超声波感应模块6，其能够对四周的环境进行测距，且对无人机1进行保护和避让，超声波测距模块是用来测量距离的产品，通过发送和收超声波，利用时间差和声音传播速度，计算出模块到前方障碍物的距离。
44.通讯模块7，其能够将无人机与操控器进行连接，且能够将飞行状态显示在操控器的屏幕上，通讯模块7包括4g/5g/gps/rtk，能够将无人机1与操控器进行连接，且能够对无人机1进行实时定位，并将数据传输给操控器进行显示。
45.在具体使用时，本领域技术人员将操控器控制无人机1飞到喷洒箱的上端，并通过夹持摄像头34显示夹持画面，通过操控驱动模块2，使机械臂对喷洒箱进行夹持，在进行喷洒作业时，通过操控器的屏幕查看无人机1的四周环境，并操作无人机1进行飞行，并通过喷洒箱对庄稼进行喷洒，通过通讯模块7将远程操控无人机1，并将无人机1的实时信息和喷洒环境以及喷洒状态反馈给操控器，并在屏幕上进行显示。
46.虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术特征：
1.设有扩展手臂可实现远距离操控互动的智能飞行器，其特征在于：包括：驱动模块(2)，其设置在无人机(1)的两端，且能够对喷洒箱进行夹持；摄像模块(3)，其安装在无人机(1)的外壁机前端两侧，且能够对飞行状态和夹持状态进行图像显示；中央控制模块(4)，其连接驱动模块(2)、摄像模块(3)、姿态控制模块(5)、超声波感应模块(6)和通讯模块(7)，且能够对无人机(1)进行操控和处理；姿态控制模块(5)，其能够对无人机(1)的飞行状态进行调控；超声波感应模块(6)，其能够对四周的环境进行测距，且对无人机(1)进行保护和避让；通讯模块(7)，其能够将无人机与操控器进行连接，且能够将飞行状态显示在操控器的屏幕上。2.根据权利要求1所述的设有扩展手臂可实现远距离操控互动的智能飞行器，其特征在于，所述驱动模块(2)包括：机械臂，其设置在无人机(1)的两端，且能够对喷洒箱进行夹持。3.根据权利要求1所述的设有扩展手臂可实现远距离操控互动的智能飞行器，其特征在于，所述摄像模块(3)包括：摄像头(31)，其设置在无人机(1)的前端左侧；3d摄像头(32)，其设置在摄像头(31)的有端；红外摄像头(33)，其设置在无人机(1)的前端右侧；夹持摄像头(34)，其设置在红外摄像头(33)的右端。4.根据权利要求1所述的设有扩展手臂可实现远距离操控互动的智能飞行器，其特征在于，所述中央控制模块(4)包括：电源(41)，其设置在无人机(1)的内部，且对无人机(1)的运行进行供电；存储模块(42)，其设置在无人机(1)的内部，且能够对无人机(1)的状态进行记录和存储。5.根据权利要求1所述的设有扩展手臂可实现远距离操控互动的智能飞行器，其特征在于，所述通讯模块(7)包括4g/5g/gps/rtk，能够将无人机(1)与操控器进行连接，且能够对无人机(1)进行实时定位。

技术总结
本发明公开的属于智能飞行器技术领域，具体为设有扩展手臂可实现远距离操控互动的智能飞行器，包括驱动模块，其设置在无人机的底部，且能够对喷洒箱进行夹持，摄像模块，其安装在无人机的外壁机底部，且能够对飞行状态和夹持状态进行图像显示，中央控制模块，其连接驱动模块、摄像模块、姿态控制模块、超声波感应模块和通讯模块，且能够对无人机进行操控和处理，姿态控制模块，其能够对无人机的飞行状态进行调控，本发明能够将监测画面通过通讯模块传输给操控器的屏幕进行显示，从而方便对无人机的操作进行实时画面显示，无需目测，增加操作精准性。作精准性。作精准性。


技术研发人员：巫春玲
受保护的技术使用者：昆山可美克精密电子科技有限公司
技术研发日：2022.12.27
技术公布日：2023/5/23