姿態(tài)信息，單片機36根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)以及飛行控制程序，調(diào)節(jié)四個無刷電機4的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)飛行機器人的自由航行;高度計39測量飛行機器人的高度，單片機36根據(jù)高度計39采集的數(shù)據(jù)控制飛行機器人實現(xiàn)懸停;在遠程控制時GPS模塊40用以反饋飛行機器人的當前位置，保證遠程精準控制;通過GPS模塊40還可實現(xiàn)飛行機器人自主導航飛行;超聲波傳感器41用以實現(xiàn)飛行機器人的壁障功能，當飛行機器人與墻壁或障礙物的距離小于設定值時，控制系統(tǒng)控制其減速，以防撞到障礙物或墻壁，同時通過遠程控制單元35反饋給操作者，判斷是否需要吸附于墻壁上，若需要吸附于墻壁上則系統(tǒng)自動控制飛行機器人緩慢靠近墻壁進行吸附。若不需要則繞過障礙物繼續(xù)飛行或懸停。
[0031]所述的遠程控制單元35包括攝像頭42、下位機43、遙控器44、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊45，所述下位機43通過兩個無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊45與單片機36相連，遙控器44與下位機43相連;無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊45用來實時傳輸?shù)孛婵刂葡到y(tǒng)與飛行機器人之間的數(shù)據(jù);操作者可通過遙控器44對飛行機器人進行遠程操控;下位機43用來顯示圖像及飛行機器人的各種信息(如速度、加速度、高度、位置、氣路中的氣壓值等)。攝像頭42安裝在三軸云臺46上并與單片機36相連，布置在飛行機器人的后方，進行各個角度的圖像拍攝。
[0032]所述的控制系統(tǒng)還包括氣壓傳感器47和壓力傳感器48，分別與單片機36相連，所述氣壓傳感器47檢測氣路中的氣壓值，在吸附時首先開啟真空栗10進行吸附，當氣路中的氣壓低于設定好的下閾值時關(guān)閉真空栗41，由于氣路中有單向閥，所以氣路只會緩慢漏氣，氣壓緩慢升高，當氣壓達到設定好的上閾值時，重新開啟真空栗10，重復此過程，實現(xiàn)間歇吸附，降低吸附系統(tǒng)的能耗。所述壓力傳感器48安裝在防滑板12及起落架6上，用以檢測防滑板12及起落架6與墻面之間的作用力，輔助吸附系統(tǒng)進行安全吸附。
[0033]本發(fā)明的智能吸附原理如下:
本發(fā)明的吸附過程為智能吸附，吸附過程可細分為3個過程:調(diào)整飛行器前端在水平面上與墻壁垂直(吸附于天花板時無此過程)、控制前端吸盤26垂直于墻壁、飛行器整體吸附。
[0034]首先控制飛行器靠近墻面，并與墻面保持適當距離懸停，懸停時飛行器前端朝向墻面。但此時飛行器前端在水平面上與墻壁會有一定夾角(如圖8所示)，需調(diào)整飛行器前端在水平面上與墻壁垂直，調(diào)節(jié)過程如下:控制第一舵機32旋轉(zhuǎn)到90度使激光測距傳感器30位于水平面內(nèi)，此時測量飛行器到墻壁的距離為a，控制第二舵機33旋轉(zhuǎn)α角，再次測量飛行器到墻面的距離為b，根據(jù)a、b、a即可計算出角β，飛行器旋轉(zhuǎn)90-β度即可在水平方向上與墻面垂直。
[0035]飛行器前端在水平面上與墻壁垂直后，前端吸盤26與墻壁會有一定夾角(如圖9所示)，控制第一舵機32與第二舵機33均旋轉(zhuǎn)到90度，此時激光測距傳感器30在水平面與墻壁垂直，測量到墻面的距離為C，控制第一舵機32旋轉(zhuǎn)γ角，再次測量飛行器到墻面的距離為d，根據(jù)c、d、y即可計算出角Θ，前端吸盤26旋轉(zhuǎn)90-Θ度即可與墻面垂直。
[0036]前端吸盤26與墻壁垂直后，開啟真空栗10并使前端吸盤26與真空栗10相連通，后端吸盤27與真空栗10不通，后端吸盤27根據(jù)需要旋轉(zhuǎn)至O度(或180度)。隨后控制系統(tǒng)控制飛行器緩慢靠近墻面，直至前端吸盤26吸附在墻面上，之后調(diào)節(jié)無刷電機4轉(zhuǎn)速，使飛行器向墻壁翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)過程中控制前端吸盤的舵機16與飛行器相配合轉(zhuǎn)動，直至后端吸盤27與墻壁相接觸，此時控制后端吸盤27與真空栗10相連通，則飛行器整體吸附于墻壁上。然后關(guān)閉無刷電機4降低能耗。最后根據(jù)吸附墻壁角度的不同選擇伸出防滑板12或放下起落架6。
[0037]不同傾角墻面飛行與吸附的切換過程
根據(jù)墻面與水平面傾角Θ的不同可將墻面分為以下幾類:θ=0°、0° <θ〈90°、θ=90°、90°〈Θ〈180。、θ=180°
1、墻面與水平面夾角θ=0°
墻面與水平面夾角為0°時，墻面相當于水平地面，此時飛行器正常降落起飛即可。
[0038]2、墻面與水平面夾角0。〈9〈90。
此種情況下首先控制前端吸盤26垂直于墻面并吸附于墻面上，后端吸盤27垂直于飛行器向下(如圖11所示)。之后控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)無刷電機4轉(zhuǎn)速使飛行器整體吸附于墻壁上。最后轉(zhuǎn)動起落架舵機7，直至起落架6上的壓力傳感器48檢測到的壓力值達到設定值后，起落架舵機7停止轉(zhuǎn)動，飛行到吸附切換過程完成(如圖12所示)。重新起飛過程首先啟動無刷電機4，收起起落架6，之后斷開后端吸盤27，控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)無刷電機4轉(zhuǎn)速使飛行器保持水平(如圖13所示)，最后斷開前端吸盤26，飛行器重新起飛(如圖14所示)。
[0039]3、墻面與水平面夾角90?！?〈180。
此種情況下首先控制前端吸盤26垂直于墻面并吸附于墻面上，后端吸盤27垂直于飛行器向上(如圖15所示)。之后控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)無刷電機4轉(zhuǎn)速使飛行器整體吸附于墻壁上。最后電動伸縮桿11伸出，直至防滑板12上的壓力傳感器48檢測到的壓力值達到設定值后，電動伸縮桿11停止伸出，飛行到吸附切換過程完成(如圖16所示)。重新起飛過程首先啟動電機，斷開后端吸盤27。之后電動伸縮桿11繼續(xù)伸出到極限位置(若在到達極限位置前飛行器已經(jīng)水平，則電動伸縮桿保持在使飛行器水平的位置即可)，然后控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)無刷電機4轉(zhuǎn)速使飛行器保持水平(如圖17所示)。最后斷開前端吸盤26，收回電動伸縮桿11，飛行器重新起飛(如圖18所示)。
[0040]4、墻面與水平面夾角θ=90。
此種情況為第二種情況與第三種情況的臨界狀態(tài)，其飛行與吸附相切換過程，采取上述兩種方式均可。
[0041 ] 5、墻面與水平面夾角θ=180°
此時墻面相當于天花板，首先調(diào)節(jié)四個真空吸盤14均向上，開啟真空栗10并與四個真空吸盤14相連通。之后控制飛行器上升直至飛行器吸附在天花板上。最后關(guān)閉無刷電機4，飛行到吸附切換過程完成。重新起飛首先開啟無刷電機4并使無刷電機4轉(zhuǎn)速相對較高，之后斷開四個吸盤真空14，最后降低四個無刷電機4轉(zhuǎn)速直至飛行器脫離天花板，飛行器重新起飛。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡對本發(fā)明所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種可棲息于不同傾角墻壁的智能飛行機器人，其特征在于:包括飛行系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，所述飛行系統(tǒng)為主體，吸附系統(tǒng)安裝在飛行系統(tǒng)上，控制系統(tǒng)通過控制飛行系統(tǒng)及吸附系統(tǒng)實現(xiàn)飛行機器人吸附在多種不同角度的墻壁上，并且飛行與吸附可自由切換。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可棲息于不同傾角墻壁的智能飛行機器人，其特征在于:所述的飛行系統(tǒng)采用四旋翼結(jié)構(gòu)，包括機架(I)、鋰電池(2)、四個螺旋槳(3)、四個無刷電機(4)、四個無刷電子調(diào)速器(5)和起落架(6)，所述螺旋槳(3)、無刷電機(4)和無刷電子調(diào)速器(