[发明专利]一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制装置及方法

权利要求书

1.一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置，其特征在于，所述控制装置包括机载控制装置、遥控器和地面控制装置，所述机载控制装置包括微控制器、输入捕捉模块、程序下载模块、PWM电机控制模块、遥控接收机、第一无线数传模块、尾翼传感模块、机身传感模块、GPS模块和霍尔传感器，所述输入捕捉模块、PWM电机控制模块、尾翼传感模块、机身传感模块、GPS模块和霍尔传感器与微控制器连接，所述遥控接收机分别与输入捕捉模块和PWM电机控制模块连接，所述第一无线数传模块与地面控制装置无线通信，所述遥控接收机与遥控器无线通信，所述机身传感模块是机身MPU6050传感器，所述机身MPU6050传感器包括机身陀螺仪和机身加速度计，所述尾翼传感模块是尾翼MPU6050传感器，所述尾翼MPU6050传感器包括尾翼陀螺仪和尾翼加速度计。

2.根据权利要求1所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置，其特征在于，所述机载控制装置还包括供电电源，所述供电电源与微控制器连接用于给微控制器供电。

3.根据权利要求2所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置，其特征在于，所述机载控制装置还包括低压警报模块，所述低压警报模块分别与所述微控制器和所述供电电源连接，所述低压警报模块用于检测供电电源电压且在低压时发出警报。

4.根据权利要求1所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置，其特征在于，所述PWM电机控制模块包括扑翼扑动电机、尾翼摆动电机和扑翼角度电机。

5.根据权利要求1所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置，其特征在于，所述地面控制装置包括第二无线数传模块、微控制板和控制终端，所述第二无线数传模块与微控制板连接，所述微控制板与控制终端连接，所述第二无线数传模块与第一无线数传模块无线通信。

6.根据权利要求5所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置，其特征在于，所述第一无线数传模块和第二无线数传模块均是2.4G无线数传模块。

7.根据权利要求1所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置，其特征在于，所述GPS模块用于获取机器人的位置信息包括经纬度、海拔高度和速度，所述霍尔传感器用于测算扑翼机器人扑翼拍动的频率。

8.根据权利要求5所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置，其特征在于，所述控制终端是手机或平板电脑或笔记本电脑。

9.根据权利要求1所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置，其特征在于，所述微控制器是STM32F103RCT6芯片。

10.一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制方法，其特征在于，所述控制方法应用于权利要求1至9任一项所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置，所述方法包括步骤：

S1，采集和存储当前机器人飞行数据，所述飞行数据包括机身运动数据、尾翼运动数据、当前机器人位置信息、扑翼拍动的频率；

S2，根据当前的机器人飞行数据，判断机器人当前的飞行状态，根据当前的飞行状态确定目标姿态通过对扑翼和尾翼进行调整控制，进而控制机器人的飞行姿态。

11.根据权利要求10所述的一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括子步骤：

S11，机身传感模块采集机身运动数据，并将机身运动数据传给微控制器，尾翼传感模块采集尾翼运动数据，并将尾翼运动数据传给微控制器，GPS模块采集扑翼机器人的位置信息传给微控制器，霍尔传感器采集扑翼拍动的频率传给微控制器；

S12，微控制器将飞行数据通过第一无线数传模块发送给地面控制装置，地面控制装置存储飞行数据。

12.根据权利要求11所述的一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制方法，其特征在于，所述机身运动数据包括机身飞行方向的角度、角速度和加速度，所述尾翼运动数据包括尾翼的角度、角速度和加速度。

13.根据权利要求12所述的一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括子步骤：

S21，地面控制装置对接收到的当前的机器人机身运动数据和尾翼运动数据进行解析，判断机器人当前的飞行状态；

S22，地面控制装置和/或遥控器根据机器人当前的飞行状态发出控制命令发送到机载控制装置，机载控制装置的微控制器接收到控制命令后，根据控制命令驱动PWM电机控制模块，对扑翼和尾翼进行调整控制，进而控制机器人的飞行姿态。