[01706957]教学用智能无人飞行器机器人

①课题来源与背景 课题来源于省级创客实验室。 目前,无人机已经被广泛应用在诸多领域,包括影视行业、科学研究、事故救助等等,只要制定相应的规则和使用条件,无人机其实会为我们的生活带来很多方便,其实,无人机在民用领域是越来越广泛的。由于无人机的经济性、安全性、易操作性,在很多民用领域对无人机都有着旺盛的需求,小型无人机可广泛应用于防灾减灾、搜索营救、交通监管、资源勘探、国土资源监测、边防巡逻、森林防火、气象探测、农作物估产、管道巡检等领域。由于小型无人机的航空特性和大面积巡查的特点,在洪水、旱情、地震、森林大火等自然灾害实时监测和评估方面特别具备优势。而学生对于一些教学用智能无人飞行器机器人仅在网络图片、视频中见到过,或者在展览馆中展示的仅可进行远距离或隔离观看的模型中见过,该两种方式均无法近距离了解其具体内部感应探测结构的构成,从而导致该类专业的学生无法轻易地理解、学习、掌握相关技术,限制了学生的想象力,还导致了教师开展实践动手的课程效果不尽如人意。 ②技术原理及性能指标 教学用智能无人飞行器机器人,包括远程电控盒,远程电控盒上设有主盘,主盘上设置有四根飞行轴,且四根飞行轴与主盘结合构成“X”形状的飞行盘,四根飞行轴的端部均固定有无刷电机和红外传感器,无刷电机上安装有飞行扇叶,主盘的底部安装有电动机械手和摄像头;远程电控盒包括飞行主控板、惯性测量单元、GSM通信传输模块、无线传输模块、蓄电池和外置传感器模块;外置传感器模块、惯性测量单元、GSM通信传输模块、无线传输模块、电动机械手、蓄电池、摄像头、各红外传感器和各无刷电机分别与飞行主控板连接;电动机械手包括连接基座、推动电缸和一对卡爪,连接基座上设有通孔和第一铰接槽,连接基座的正面和连接基座的背面通过通孔贯通,通孔位于连接基座的中部位置,第一铰接槽设于连接基座正面处通孔的两侧部,通孔内部安置有铰接件,铰接件的正面设有第二铰接槽,一对卡爪具有铰接部和夹持部,至少一对卡爪的铰接部依次插入于第一铰接槽和第二铰接槽的内部,并且第一铰接槽和第二铰接槽均与卡爪的铰接部铰接,推动电缸插入固定于连接基座的背面处通孔内,并且推动电缸的活塞杆与铰接件的背面连接;飞行主控板包括主控微型处理器、外置传感器接口、主控板CAN接口和电机控制接口,外置传感器接口、主控板CAN接口和电机控制接口均与主控微型处理器相连;主控微型处理器通过电机控制接口分别与无刷电机和推动电缸连接。惯性测量单元包括惯性测量处理器、三轴陀螺仪传感器、三轴加速度传感器、气压传感器和惯性测量单元CAN接口,惯性主测量处理器、三轴陀螺仪传感器、三轴加速度传感器和气压传感器分别通过输入模块与惯性测量处理器通讯相连,惯性测量单元CAN接口与主控板CAN接口相互连接,惯性测量处理器通过惯性测量单元CAN接口和主控板CAN接口与主控微型处理器通讯相连,飞行主控板的主控微型处理器通过无线传输模块与地面飞控站无线通讯相连。外置传感器模块由GPS模块和三轴电子罗盘,GPS模块和三轴电子罗盘通过外置传感器接口与主控微型处理器通讯相连。 ③技术的创造性与先进性 该教学用智能无人飞行器机器人能够清楚地展示其内部结构和工作原理,学生在学习中能更好地了解和熟悉教学用智能无人飞行器机器人的具体内部结构的连接和构成,达到教师便于教学的目的,同时在教学过程学生能够轻易地理解、学习、掌握相关技术,并可现场进行教学演示。和目前市场上的产品相比,该无人飞行器机器人具有结构完整、性价比高、功能全的优点。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 该技术现已达到成熟化应用阶段,可以量化生产,适用于教学演示,目前尚未发现因技术问题而引起的的重大安全事故。 ⑤应用情况及存在的问题 该技术目前还未应用,相信该技术产品会有较好的市场,目前尚未发现重大技术问题。 ⑥历年获奖情况 本技术获得了1件实用新型专利。 ⑦成果简介要向社会公开 本实用新型所公开的一种教学用智能无人飞行器机器人,远程电控盒上设有主盘,主盘上设置有四根飞行轴,且四根飞行轴与主盘结合构成“X”形状的飞行盘,四根飞行轴的端部均固定有无刷电机和红外传感器,无刷电机上安装有飞行扇叶,主盘的底部安装有电动机械手和摄像头;远程电控盒包括飞行主控板、惯性测量单元、GSM通信传输模块、无线传输模块、蓄电池和外置传感器模块;外置传感器模块、惯性测量单元、GSM通信传输模块、无线传输模块、电动机械手、蓄电池、摄像头、各红外传感器和各无刷电机分别与飞行主控板连接;其结构为了学生能更好地了解和熟悉无人飞行机器人的具体内部结构,达到教师便于教学,教学过程学生能轻易地理解、学习、掌握知识。