本发明涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种新型旋翼飞行机器人。
背景技术：
随着科学技术的发展和社会的进步，人们所从事作业的环境越来越多变、环境条件越来越恶劣，尤其很多重要作业不在地面上，为工人的作业带来极大不便并且作业效率及精度都没法保证。因此带机械臂的旋翼飞行器被越来越广泛的应用到危险、条件恶劣、不易到达的地方代替人工进行作业。但是传统的带机械手的旋翼飞行器面临这许多问题需要解决：一，旋翼飞行器总体重量问题，重量为题是当前研究极为关注的问题，随着重量的降低，随之而来的是灵巧度和隐蔽性的提高，这是人们一直以来的追求；二，能耗方面的问题，由于带机械臂的飞行器其本身尺寸不大，那么所携带的能源必然有限，所进行的作业必然受到相应工作时长的限制，如何降低功率是一个亟待解决的问题。
故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供一种新的旋翼飞行机器人，用以解决在附加机械臂的情况下如何降低飞行机器人重量、使整体结构小型化的问题，同时也进一步解决如何降低了机械臂作业的功率的问题。
为达到上述目的，本发明旋翼飞行机器人可采用如下技术方案：
一种旋翼飞行机器人，包括飞行器壳体及安装在飞行器壳体上的旋翼，还包括安装在飞行器壳体上的绳驱动机械臂；该绳驱动机械臂包括与飞行器壳体连接固定的腰部单元、与腰部单元连接并延伸出的大臂单元、与大臂单元前端连接并延伸出的小臂单元组合、安装在小臂单元组合前端的末端平台单元、位于飞行器壳体内的大臂驱动电机、若干小臂驱动电机；大臂驱动电机输出轴安装大臂绳索绞盘；每个小臂驱动电机输出轴安装小臂绳索绞盘；
所述大臂单元包括大臂外壳，该大臂外壳的后端通过大臂关节转轴与腰部单元铰接；大臂外壳及大臂关节从动绞盘均与大臂关节转轴相对固定；大臂绳索绞盘上缠绕有大臂绳索，且大臂绳索的另一端缠绕在大臂关节从动绞盘上，大臂绳索绞盘转动并通过大臂绳索带动大臂关节从动绞盘转动，以使大臂外壳相对侧板摆动；大臂单元还包括横向安装在大臂外壳前端上并与大臂关节转轴平行的小臂关节转轴、同轴安装在小臂关节转轴上的小臂关节从动绞盘；
所述小臂单元组合包括n个依次连接的小臂单元，其中n为大于0的整数；每个小臂单元对应一个小臂驱动电机；所述第一个小臂单元通过小臂关节转轴与大臂外壳铰接；对应该第一个小臂单元的小臂绳索绞盘转动并通过绳索带动对应的小臂关节从动绞盘转动，以使第一个小臂单元相对大臂外壳摆动；若n大于1，则所述第n个小臂单元的前端同样通过对应的小臂关节转轴与前一个小臂单元铰接，且每一个小臂关节转轴上均设有对应的小臂关节从动绞盘，对应该n个小臂单元的小臂绳索绞盘转动并通过绳索带动对应的小臂关节从动绞盘转动，以使第n个小臂单元相对前一个小臂单元摆动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出的带有绳驱动机械臂的旋翼飞行器的机械臂为绳驱动，关节驱动电机可以安装在飞行器下下抵板上，利用绳索的自由走线配置，将驱动力传至关节处，实现机械关节的运动。驱动机构后置，一方面能够减小机械臂自身的重量，这有利于机械臂的搭载平台——旋翼飞行器的小型化的实现，使飞行器的隐蔽性提高，可用于执行机密任务；另一方面驱动机构后置，能极大地减小机械臂的重量、降低关节惯量，能够减小驱动机械臂所需功率，对飞行器可工作时间的延长有极大帮助，提高了飞行器使用范围。
本发明的另一个技术方案为：
一种旋翼飞行机器人，包括飞行器壳体及安装在飞行器壳体上的旋翼，还包括安装在飞行器壳体上的绳驱动机械臂；该绳驱动机械臂包括与飞行器壳体连接固定的腰部单元、与腰部单元连接并延伸出的大臂单元、与大臂单元前端连接并延伸出的小臂单元、安装在小臂单元前端的末端平台单元、位于飞行器壳体内的大臂驱动电机、小臂驱动电机、末端俯仰驱动电机和末端旋转驱动电机；大臂驱动电机输出轴安装大臂绳索绞盘；小臂驱动电机输出轴安装小臂绳索绞盘；末端俯仰驱动电机输出轴安装有俯仰绞盘；末端旋转驱动电机安装有旋转绞盘；
所述腰部单元包括安装在飞行器壳体上并相对飞行器壳体旋转的腰部转轴、位于飞行器壳体内并驱动腰部转轴旋转的腰部驱动电机、安装于腰部驱动电机输出轴的主动转轮、绕在主动转轮及腰部转轴上的腰部绳索；腰部单元还包括安装在腰部转轴下的一对侧板、横向安装在该对侧板之间的大臂关节转轴、同轴安装在大臂关节转轴的大臂关节从动绞盘、小臂关节滑轮、第一末端俯仰关节滑轮、第一末端旋转关节滑轮；
所述大臂单元包括大臂外壳，该大臂外壳的后端通过大臂关节转轴与侧板铰接；大臂外壳及大臂关节从动绞盘均与大臂关节转轴相对固定；大臂绳索绞盘上缠绕有大臂绳索，且大臂绳索的另一端缠绕在大臂关节从动绞盘上，大臂绳索绞盘转动并通过大臂绳索带动大臂关节从动绞盘转动，以使大臂外壳相对侧板摆动；大臂单元还包括横向安装在大臂外壳前端上并与大臂关节转轴平行的小臂关节转轴、同轴安装在小臂关节转轴上的小臂关节从动绞盘、第二末端俯仰关节滑轮和第二末端旋转关节滑轮；
所述小臂单元包括小臂外壳；小臂外壳通过小臂关节转轴与大臂外壳铰接；小臂外壳及小臂关节从动绞盘均与小臂关节转轴相对固定；小臂绳索绞盘上缠绕有小臂绳索，且小臂绳索的另一端通过小臂关节滑轮过渡缠绕在小臂关节从动绞盘上，小臂绳索绞盘转动并通过绳索带动小臂关节从动绞盘转动，以使小臂外壳相对大臂外壳摆动；小臂单元还包括横向安装在小臂外壳前端上并与大臂关节转轴平行的末端关节转轴、同轴安装在末端关节转轴上的末端俯仰关节从动绞盘和末端旋转关节滑轮；
所述末端平台单元包括末端外壳、安装在末端外壳前表面上并在末端外壳上转动的末端腰轴、与末端腰轴同轴连接并延伸入末端外壳内的末端旋转关节从动绞盘；且末端腰轴的轴向与末端关节转轴的轴向垂直；末端外壳及末端俯仰关节从动绞盘均与末端关节转轴固连；俯仰绞盘上缠绕有末端俯仰绳索，且末端俯仰绳索的另一端依次通过第一末端俯仰关节滑轮、第二末端俯仰关节滑轮的过渡缠绕在末端俯仰关节从动绞盘上；俯仰绞盘转动并通过末端俯仰绳索带动末端俯仰关节从动绞盘转动，以使末端外壳相对小臂外壳摆动；
旋转绞盘上缠绕有末端旋转绳索，且末端旋转绳索的另一端依次通过第一末端旋转关节滑轮、第二末端旋转关节滑轮、末端旋转关节滑轮的过渡缠绕在末端旋转关节从动绞盘上；旋转绞盘转动并通过末端旋转绳索带动末端旋转关节从动绞盘转动，以使末端腰轴相对末端外壳转动。
有益效果：同样的，该技术方案通过带有绳驱动机械臂的旋翼飞行器的机械臂为绳驱动，关节驱动电机可以安装在飞行器下下抵板上，利用绳索的自由走线配置，将驱动力传至关节处，实现机械关节的运动。驱动机构后置，一方面能够减小机械臂自身的重量，这有利于机械臂的搭载平台——旋翼飞行器的小型化的实现，使飞行器的隐蔽性提高，可用于执行机密任务；另一方面驱动机构后置，能极大地减小机械臂的重量、降低关节惯量，能够减小驱动机械臂所需功率，对飞行器可工作时间的延长有极大帮助，提高了飞行器使用范围。
附图说明
图1为本发明中旋翼飞行机器人的结构示意图。
图2为本发明中旋翼飞行机器人的仰视图。
图3为本发明中绳驱动机械臂的立体图(未展示各大臂外壳、小臂外壳、末端外壳)。
图4为本发明中腰部关节的立体图。
图5为本发明中末端关节的立体图。
图6分别为安装有单个小臂的旋翼飞行器示意简图。
图7分别为可安装有两个小臂的旋翼飞行器示意简图。
图8分别为可安装有n个小臂的旋翼飞行器示意简图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一
请参阅图1及图2所示，本发明公开了一种旋翼飞行机器人，包括飞行器壳体及安装在飞行器壳体上的旋翼，其特征在于，还包括安装在飞行器壳体上的绳驱动机械臂；该绳驱动机械臂包括与飞行器壳体连接固定的腰部单元、与腰部单元连接并延伸出的大臂单元、与大臂单元前端连接并延伸出的小臂单元、安装在小臂单元前端的末端平台单元、位于飞行器壳体内的大臂驱动电机35-2、小臂驱动电机35-3、末端俯仰驱动电机35-4和末端旋转驱动电机35-5；大臂驱动电机35-2输出轴安装大臂绳索绞盘101；小臂驱动电机35-3输出轴安装小臂绳索绞盘102；末端俯仰驱动电机35-4输出轴安装有俯仰绞盘103；末端旋转驱动电机35-5安装有旋转绞盘104；
所述腰部单元包括安装在飞行器壳体上并相对飞行器壳体旋转的腰部转轴9、位于飞行器壳体内并驱动腰部转轴旋转的腰部驱动电机35-1、安装于腰部驱动电机输出轴的主动转轮、绕在主动转轮及腰部转轴上的腰部绳索28；腰部单元还包括安装在腰部转轴下的一对侧板205、横向安装在该对侧板205之间的大臂关节转轴10、同轴安装在大臂关节转轴10的大臂关节从动绞盘11、小臂关节滑轮14、第一末端俯仰关节滑轮13、第一末端旋转关节滑轮12；
所述大臂单元包括大臂外壳201，该大臂外壳201的后端通过大臂关节转轴10与侧板205铰接；大臂外壳201及大臂关节从动绞盘11均与大臂关节转轴10相对固定；大臂绳索绞盘101上缠绕有大臂绳索27，且大臂绳索27的另一端缠绕在大臂关节从动绞盘11上，大臂绳索绞盘101转动并通过大臂绳索27带动大臂关节从动绞盘11转动，以使大臂外壳201相对侧板205摆动；大臂单元还包括横向安装在大臂外壳201前端上并与大臂关节转轴平行的小臂关节转轴17、同轴安装在小臂关节转轴17上的小臂关节从动绞盘20、第二末端俯仰关节滑轮19和第二末端旋转关节滑轮18；
所述小臂单元包括小臂外壳202；小臂外壳202通过小臂关节转轴与大臂外壳201铰接；小臂外壳202及小臂关节从动绞盘20均与小臂关节转轴17相对固定；小臂绳索绞盘102上缠绕有小臂绳索29，且小臂绳索29的另一端通过小臂关节滑轮14过渡缠绕在小臂关节从动绞盘20上，小臂绳索绞盘102转动并通过绳索带动小臂关节从动绞盘11转动，以使小臂外壳202相对大臂外壳201摆动；小臂单元还包括横向安装在小臂外壳202前端上并与大臂关节转轴平行的末端关节转轴21、同轴安装在末端关节转轴21上的末端俯仰关节从动绞盘23和末端旋转关节滑轮22；
所述末端平台单元包括末端外壳203、安装在末端外壳203前表面上并在末端外壳203上转动的末端腰轴204、与末端腰轴204同轴连接并延伸入末端外壳203内的末端旋转关节从动绞盘26；且末端腰轴204的轴向与末端关节转轴21的轴向垂直；末端外壳203及末端俯仰关节从动绞盘23均与末端关节转轴21固连；俯仰绞盘103上缠绕有末端俯仰绳索30，且末端俯仰绳索30的另一端依次通过第一末端俯仰关节滑轮13、第二末端俯仰关节滑轮19的过渡缠绕在末端俯仰关节从动绞盘23上；俯仰绞盘103转动并通过末端俯仰绳索30带动末端俯仰关节从动绞盘23转动，以使末端外壳203相对小臂外壳202摆动；
旋转绞盘104上缠绕有末端旋转绳索31，且末端旋转绳索31的另一端依次通过第一末端旋转关节滑轮12、第二末端旋转关节滑轮18、末端旋转关节滑轮22的过渡缠绕在末端旋转关节从动绞盘26上；旋转绞盘104转动并通过末端旋转绳索31带动末端旋转关节从动绞盘26转动，以使末端腰轴204相对末端外壳203转动。所述末端腰轴204向前延伸有执行装置。如图5中的执行装置为机械爪，能够进行抓取作业。
请结合图3，该绳驱动机械臂中还设有张紧轮及张紧轴。大臂外壳201内设有大臂张紧轮转轴15，小臂外壳202内设有小臂张紧轮24。
进一步的，请结合图1、图2、图3所示，所述飞行器壳体4下部有下抵板33，所述下抵板33上有圆孔与绳驱动机械臂腰部扭转关节形成配合；下抵板33内嵌有视屏采集装置34，所述视屏采集装置34的远程端连接有移动控制设备；飞行器壳体4上部有十字横梁1，横梁四个端部各有一个旋翼2，旋翼下面安装有驱动电机3，壳体内壁上固连有控制单元，控制单元由信号接收器、信号发射器和控制器组成，所述控制器的输入端分别于信号接收器的输出端和视屏采集装置的输入端连接，所述控制器的输出端与信号发射器的输入端连接，壳体下部左右两侧设有两个对称的起落架5，分别通过连杆6连接。所述下抵板33前段部分低于后段部分，形成阶梯状，且前段部分有圆形孔；后段部分高于前段部分且有t形凸台，在凸台伸出下抵板部分分别有三个圆形孔与壳体底部的三个螺纹孔相对应，通过螺栓将下抵板33与飞行器壳体4连接。
以上，仅是本发明一个常用的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，绳驱动机械臂可根据实际需要扩展至多自由度形态。
实施例二
进一步的，如图6,图7，图8分别是搭载一个、两个、n个小臂的绳驱动机械臂。即在实施例一的基础上，所述小臂单元组合200包括n个依次连接的小臂单元，其中n为大于0的整数；每个小臂单元对应一个小臂驱动电机35-3；所述第一个小臂单元通过小臂关节转轴与大臂外壳201铰接；对应该第一个小臂单元的小臂绳索绞盘102转动并通过绳索带动对应的小臂关节从动绞盘11转动，以使第一个小臂单元相对大臂外壳201摆动；在本实施方式中，n大于1(即至少有两关节的小臂)，所述第n个小臂单元的前端同样通过对应的小臂关节转轴与前一个小臂单元铰接，且每一个小臂关节转轴上均设有对应的小臂关节从动绞盘，对应该n个小臂单元的小臂绳索绞盘102转动并通过绳索带动对应的小臂关节从动绞盘转动，以使第n个小臂单元相对前一个小臂单元摆动。
以上所述的旋翼飞行器都在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以同等替换或者改变，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。