一种组合机械臂的高空喷涂共轴双桨无人机及控制方法

技术领域

本发明属于高空喷涂技术领域，具体涉及一种组合机械臂的高空喷涂共轴双桨无人机及控制方法。

背景技术

随着自动控制的发展，无人机的出现缓解了航空、工业、农业和物流等方面的工作压力。在常规喷涂工业中，喷涂作业开始前还需架构现场，工作量大，其次在面对高空作业时，操作流程繁琐困难，时常伴随的还有危险性，按照常规的喷涂作业方式，不仅需要大量的操作工人，还需要花费高昂的薪资。由于传统人工手动喷涂的方式存在用工量大、工作效率低、劳动强度大、易受环境干扰、安全事故率高、设备租赁成本高和作业质量一致性差等诸多难题。因此急需通过人工智能技术改变传统的人工劳动密集型作业方式，研发新型专用于高空喷涂的无人机，以实现“机器换人”。利用机械智能化喷涂代替人工手动喷涂将是未来高空喷涂行业发展的必然趋势，对于喷涂作业等基础作业方法进行改良。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术上存在的问题，提供一种组合机械臂的高空喷涂共轴双桨无人机及控制方法，通过对四旋翼共轴双桨无人机和机械臂组合搭配的操作，从而使无人机代替操作工人完成高空喷涂作业，降低因现场环境复杂导致的风险，其次机械臂调节机构的加入，不仅极大限度的保障了操作工人的安全，而且增加了喷涂作业的工作效率，缩短工期，节约成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种组合机械臂的高空喷涂共轴双桨无人机，包括机架本体，在机架本体的四个边角处形成有倒角，在所述倒角位置均设置有向外伸出的连接机臂，在连接机臂的外端部安装有旋翼组件，连接机臂包括第一工件和第二工件，所述第一工件与机架本体连接，所述第一工件外端面形成带有内螺纹的中空腔体结构，第二工件整体为圆柱体结构，第二工件外螺纹端安装在第一工件的中空腔体内，第二工件的端部转动安装有转轴Ⅱ，旋翼组件通过两个夹板与转轴Ⅱ通过转轴Ⅰ铰接，旋翼组件可沿转轴Ⅱ中心轴线转动；在旋翼组件的外部设置有弧形保险杠，所述弧形保险杠中段与旋翼组件通过连接折臂连接；在机架本体的顶部设置有舵机平台，所述舵机平台包括舵机底座和设置在舵机底座内的舵机电机，舵机圆盘安装在舵机电机上，在舵机圆盘上端面设置有机械臂调节机构；在机械臂调节机构的末端设置有喷涂装置，所述喷涂装置通过喷涂管道与机架本体底部的管道连接器出料端连接，管道连接器的进料端通过供料管道与电源涂料车连接。

进一步改进本方案，所述旋翼组件包括旋翼壳体，在旋翼壳体内设置有中心轴，在中心轴的上下两端分别安装有可转动的第一螺旋桨和第二螺旋桨，第一螺旋桨和第二螺旋桨均包括旋翼叶片和位于旋翼叶片内侧的从动齿轮，所述第一螺旋桨的旋翼叶片和第二螺旋桨的旋翼叶片相互垂直分布设置，在中心轴的两侧分别设置有第一驱动电机和第二驱动电机，两个驱动电机均设置有与中心轴平行的齿轮轴，在齿轮轴的上下两端均设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮用于驱动对应的从动齿轮转动，从而带动旋翼组件转动工作。

进一步改进本方案，所述舵机圆盘上设置有用于安装机械臂调节机构的安装座，所述机械臂调节机构自下而上依次包括第一机械臂组件、第二机械臂组件和第三机械臂组件；所述第一机械臂组件包括伸缩电机和伸缩机臂，所述伸缩电机安装在安装座之间，伸缩电机的两端伸出有输出轴，伸缩机臂的第一端固定在输出轴上，且位于安装座内侧，伸缩电机用于驱动伸缩机臂绕与安装座铰接处向前或向后进行伸缩转动调节；所述第二机械臂组件包括俯仰电机和俯仰机臂，所述俯仰电机安装在伸缩机臂第二端，俯仰电机的两端伸出有输出轴，俯仰机臂的第一端固定在输出轴上，且位于伸缩机臂第二端的内侧，俯仰电机用于驱动俯仰机臂绕与伸缩机臂的铰接处进行俯仰角度调节；所述第三机械臂组件包括旋转电机和旋转机臂，所述旋转电机安装在俯仰机臂上，旋转机臂的一端设置有旋转圆盘，旋转圆盘固定在旋转机臂的端部，旋转电机的动力输出轴穿过俯仰机臂与旋转圆盘固定连接，旋转电机用于驱动旋转机臂绕旋转圆盘的中心轴线进行转动。

进一步改进本方案，所述俯仰机臂包括俯仰臂板和安装端板，俯仰臂板设置有两块，且垂直设置在安装端板的两侧，在安装端板上固定设置有旋转电机。

进一步改进本方案，所述旋转机臂包括两块相对平行设置的旋转臂板，旋转圆盘安装在两块旋转臂板端部之间，且在旋转圆盘中心形成有安装孔，用于与旋转电机的动力输出轴固定连接，两块旋转臂板之间通过两组连接杆固定连接，每组连接杆设置有四根，对称设置在旋转臂板的减重孔两侧。

进一步改进本方案，所述旋转机臂的中段设置有喷涂角度调节机构，所述喷涂角度调节机构包括喷涂调节电机和从动转轴，喷涂调节电机的输出轴从两侧伸出穿过旋转机臂并设置有驱动齿轮，从动转轴的两端伸出穿过旋转机臂并设置有从动齿轮，喷涂调节电机的驱动齿轮通过传动带与从动转轴端部的从动齿轮传动连接，在从动转轴上安装设置有喷涂装置，喷涂调节电机发生转动，从而带动喷涂装置进行喷涂角度调节。

进一步改进本方案，所述喷涂装置包括喷涂壳体，所述喷涂壳体为长方体结构，在喷涂壳体内由隔板将其分隔为涂料室和气室，在隔板上形成有连通孔，连通孔用于气室内气体进入涂料室，从而推动涂料喷出，喷涂壳体的内部通过滑套可滑动设置在滑杆上，喷涂装置位置可沿旋转机臂的长度方向进行伸缩调节。

本方案还提供一种无人机控制方法，将机械臂通过无人机带至待喷涂位置，具体包括飞行姿态调整步骤和机械臂调整步骤；所述飞行姿态调整步骤包括：当无人机小角度倾斜时，无人机发生前后角度倾斜或左右角度倾斜，无人机的旋翼组件根据实时情况调整飞行姿态；当无人机向左侧下方偏斜时，左侧旋翼组件的转轴Ⅰ旋转，使左侧旋翼组件位置抬高，并升高左侧旋翼组件的转速，同时右侧旋翼组件的转轴Ⅰ旋转，使右侧旋翼组件位置降低，并降低右侧旋翼组件的转速；当无人机向右侧下方倾斜时，右侧旋翼组件的转轴Ⅰ旋转，使右侧旋翼组件的抬高，并升高右侧旋翼组件的转速，同时左侧旋翼组件的转轴Ⅰ旋转，使左侧旋翼组件的位置降低，并降低左侧旋翼组件的转速；当无人机向前侧下方倾斜时，前侧旋翼组件的转轴Ⅱ旋转，使得前侧旋翼组件的第二螺旋桨靠近且第一螺旋桨远离，并升高前侧旋翼组件的转速，同时后侧转轴Ⅱ旋转，使得后侧旋翼组件的第二螺旋桨远离且第一螺旋桨靠近，并降低后侧旋翼组件的转速；当无人机向后侧下方倾斜时，后侧旋翼组件的转轴Ⅱ旋转，使得后侧旋翼组件的第一螺旋桨远离且第二螺旋桨靠近，并降低后侧旋翼组件的转速，同时前侧旋翼组件的转轴Ⅱ旋转，使得前侧旋翼组件的第一螺旋桨靠近且第二螺旋桨远离，并降低前侧旋翼组件的转速。

进一步改进本方案，当无人机发生大角度倾斜时，转轴Ⅰ和转轴Ⅱ共同转动，使无人机旋翼升高或降低，同时沿转轴Ⅱ旋转旋翼组件，从而使得无人机改变飞行角度。

进一步改进本方案，所述机械臂调整步骤具体如下：通过超声波测距传感器发送喷涂位置信号给控制器，控制器发送伸缩控制指令给伸缩电机，从而控制伸缩机臂绕下端铰接处向前或向后进行转动调节；控制器发送俯仰控制指令给俯仰电机，从而控制俯仰机臂绕下端铰接处进行俯仰角度的调节；发送旋转控制指令给旋转电机，从而控制旋转机臂沿旋转电机输出轴的中心轴线进行转动。

有益效果

1、本发明通过创新，采用无人机机载机械臂的空中喷涂作业方式，代替人工进行空中的喷涂工作，有效的减少空中作业人员的伤亡及财产的损失。本方案采用稳定飞行状态的无人机与机械臂的进行组合，无人机的飞行控制方式能够减小喷涂误差，机械臂代替人工完成任务，大幅度提高了效率和安全性，同时提升了装置的喷涂精准度。通过与机械臂的结合，使机械臂快速协同操作，调整前伸、收缩、向上、向下等各工作姿态达到喷涂目标位置，以完成对指定目标进行喷涂作业，从而实现无人机组合机械臂装置可以针对现场复杂环境瞬时调整，提高工作效率的目的。本方案的无人机便于拆装，方便携带，易于推广，本方案相对于传统喷涂作业效率更高，安全系数更高，具有更好的经济适用性和市场价值。

2、本发明对飞行控制方法进行改进，四个旋翼根据飞行姿态，改变在X、Y、Z三个空间的角度，以及增加或降低旋翼的转速，以维持一个平稳的姿态。因为此方法可以实现无人机面对较小影响扰动下的瞬时调整，从整体操控无人机的飞行到旋翼角度和转速的调整，保证飞行状态的稳定，同时减少因此产生的喷涂误差。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中无人机的一个视角的结构图；

图2为本发明中无人机的另一个视角的结构图；

图3为本发明中机械臂的侧视图；

图4为本发明中机械臂的立体图；

图5为本发明中旋翼组件的外部结构图；

图6为本发明中旋翼组件的内部结构图；

图7为本发明中电源涂料车的结构图；

图8为本发明中机架本体的底部结构图；

图9为本发明中无人机左倾时转轴Ⅰ调整图；

图10为本发明中无人机右倾时转轴Ⅰ调整图；

图11为本发明中无人机前倾时转轴Ⅱ调整图；

图12为本发明中无人机后倾时转轴Ⅱ调整图；

图13为本发明中无人机的飞行状态三维坐标系图；

图中标记：1、机架本体，2、连接机臂，2-1、第一工件，2-2、第二工件，221、转轴Ⅰ，222、转轴Ⅱ，3、旋翼组件，3-1、第一螺旋桨，3-2、第二螺旋桨，3-3、中心轴，3-4、第一驱动电机，3-5、第二驱动电机，3-6、驱动齿轮，3-7、齿轮轴，3-8、从动齿轮，3-9、旋翼壳体，4、弧形保险杠，4-1、连接折臂，5、舵机平台，5-1、舵机底座，5-2、舵机电机，5-3、舵机圆盘，5-4、安装座，6、供料管，7、第一机械臂组件，7-1、伸缩电机，7-2、伸缩机臂，8、第二机械臂组件，8-1、俯仰电机，8-2、俯仰机臂，9、第三机械臂组件，9-1、旋转电机，9-2、旋转机臂，9-3、旋转圆盘，10、喷涂角度调节机构，10-1、喷涂调节电机，10-2、从动转轴，10-3、传动带，10-4、滑杆，10-5、滑动座，10-6、齿轮，10-7、丝杠，11、喷涂装置，11-1、喷涂壳体，11-2、隔板，11-3、齿轮电机，11-4、开度齿轮，11-5、齿轮挡板，11-6、喷口挡板，11-7、连杆，11-8、流量计，11-9、喷口升降电机，11-10、限位块，12、电源涂料车，12-1、电源，12-2、涂料桶，12-3、定位连轴驱动装置；13、机脚架，14、机脚垫，101、超声波测距传感器，102、高清摄像头，103、定位器。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

如图所示：本实施例提供一种组合机械臂的高空喷涂共轴双桨无人机，包括机架本体1，在机架本体1的四个边角处形成有倒角，在所述倒角位置均设置有向外伸出的连接机臂2，在连接机臂2的外端部安装有旋翼组件3，连接机臂2包括第一工件2-1和第二工件2-2，所述第一工件2-1与机架本体1连接，所述第一工件2-1外端面形成带有内螺纹的中空腔体结构，第二工件2-2整体为圆柱体结构，第二工件2-2外螺纹端安装在第一工件2-1的中空腔体内，第二工件2-2的端部转动安装有转轴Ⅱ222，转轴Ⅱ222包括圆柱端和方头端，旋翼组件3通过两个夹板与转轴Ⅱ222方头端通过转轴Ⅰ221铰接，旋翼组件3可分别沿转轴Ⅰ221和转轴Ⅱ222中心轴线转动；转轴Ⅰ221和转轴Ⅱ222均通过电机驱动，在旋翼组件3的外部设置有弧形保险杠4，所述弧形保险杠4中段与旋翼组件3通过连接折臂4-1连接。

在机架本体1的顶部设置有舵机平台5，所述舵机平台5包括舵机底座5-1和设置在舵机底座5-1内的舵机电机5-2，舵机圆盘5-3安装在舵机电机5-2上，在舵机圆盘5-3上端面设置有机械臂调节机构；在机械臂调节机构的末端设置有喷涂装置11，所述喷涂装置11通过喷涂管道6与机架本体1底部的管道连接器6-1出料端连接，管道连接器6-1的进料端通过供料管道6和供料泵与电源涂料车12的涂料桶12-2连接。舵机平台5可以根据实际情况，通过舵机电机5-2的正反转完成多角度旋转，舵机电机5-2正反转完成舵机平台5顺时针和逆时针的360°旋转。

本方案，喷涂装置11通过供料管道6与机架本体1底部的管道连接器6-1出料端连接，管道连接器6-1的进料端通过供料管道6与电源涂料车12的供料泵连接。把待喷涂的涂料准备好放入涂料桶12-2中，准备好的涂料通过泵的工作、调节阀门大小，供料管道6把涂料输送到管道连接器6-1处，管道连接器6-1的出料端通过供料管道6，进一步的把涂料输送到机械臂前端的喷涂装置11处。

旋翼组件3包括旋翼壳体3-9，在旋翼壳体3-9内设置有中心轴3-3，在中心轴3-3的上下两端分别可转动安装有第一螺旋桨3-1和第二螺旋桨3-2，第一螺旋桨3-1和第二螺旋桨3-2均包括旋翼叶片和位于旋翼叶片内侧的从动齿轮3-8，所述第一螺旋桨3-1的旋翼叶片和第二螺旋桨3-2的旋翼叶片相互垂直设置，在中心轴3-3的两侧分别设置有第一驱动电机3-4和第二驱动电机3-5，两个驱动电机均设置有与中心轴3-3平行的齿轮轴3-7，在齿轮轴3-7的上下两端均设置有驱动齿轮3-6，所述驱动齿轮3-6用于驱动对应的从动齿轮3-8转动，从而带动旋翼组件3转动工作。本方案通过共轴双桨结构，使得飞机飞行状态达到更好的调整效果，且飞行效率更高，同时飞行姿态若发生倾斜，能够快速恢复平稳状态，该无人机的飞行方式具体如下：启动第一驱动电机3-4和第二驱动电机3-5，电机带动齿轮轴3-7和上下两端的驱动齿轮3-6转动，也即采用一种弥补式飞行方法，四个旋翼的共轴双桨机翼，旋翼组件3可沿转轴Ⅱ222中心轴线360°自由旋转，旋翼组件3可以绕转轴Ⅰ221的位置上下转动，当无人机需要向前推进和向后倒退时，通过旋翼组件3绕转轴Ⅱ222顺时针或逆时针旋转适量角度，具体角度取决于飞行控制，无人机的左转和右转通过旋翼组件3绕转轴Ⅰ221逆时针和顺时针来实现，当无人机出现大角度倾斜时，转轴Ⅰ221和转轴Ⅱ222配合转动，快速递补因实际情况需要调整的无人机的角度、姿态，以恢复平稳悬停或平稳飞行姿态。

舵机圆盘5-3上设置有用于安装机械臂调节机构的安装座5-4，所述机械臂调节机构自下而上依次包括第一机械臂组件7、第二机械臂组件8和第三机械臂组件9；所述第一机械臂组件7包括伸缩电机7-1和伸缩机臂7-2，所述伸缩电机7-1安装在安装座5-4之间，伸缩电机7-1的两端伸出有输出轴，伸缩机臂7-2的第一端固定在输出轴上，且位于安装座5-4内侧，伸缩电机7-1用于驱动伸缩机臂7-2绕与安装座5-4铰接处向前或向后进行伸缩转动调节；所述伸缩机臂7-2包括两块相对平行设置的伸缩臂板，在伸缩臂板上形成有减重孔，两块伸缩臂板之间通过两组连接杆固定连接，每组连接杆设置有两根，且对称设置在减重孔两侧。所述第二机械臂组件8包括俯仰电机8-1和俯仰机臂8-2，所述俯仰电机8-1安装在伸缩机臂7-2第二端，俯仰电机8-1的两端伸出有输出轴，俯仰机臂8-2的第一端固定在输出轴上，且位于伸缩机臂7-2第二端的内侧，俯仰电机8-1用于驱动俯仰机臂8-2绕与伸缩机臂7-2的铰接处进行俯仰角度的调节；所述俯仰机臂8-2包括俯仰臂板和安装端板，俯仰臂板设置有两块，且垂直设置在安装端板的两侧，在安装端板上固定设置有旋转电机9-1。所述第三机械臂组件9包括旋转电机9-1和旋转机臂9-2，所述旋转电机9-1安装在俯仰机臂8-2上，旋转机臂9-2的一端设置有旋转圆盘9-3，旋转圆盘9-3固定在旋转机臂9-2的端部，旋转电机9-1的动力输出轴穿过俯仰机臂8-2与旋转圆盘9-3固定连接，旋转电机9-1用于驱动旋转机臂9-2绕旋转圆盘9-3的中心轴线进行转动。所述旋转机臂9-2包括两块相对平行设置的旋转臂板，旋转圆盘9-3安装在两块旋转臂板端部之间，且在旋转圆盘9-3中心形成有安装孔，用于与旋转电机9-1的动力输出轴固定连接，两块旋转臂板之间通过两组连接杆固定连接，每组连接杆设置有四根，对称设置在旋转臂板的减重孔两侧。

第一机械臂组件7、第二机械臂组件8和第三机械臂组件9和喷涂装置11的操作方法配合下，使机械臂快速协同操作，调整第一机械臂组件7、第二机械臂组件8和第三机械臂组件9前伸、收缩、向上、向下等各工作姿态达到喷涂目标位置，以完成对指定目标进行喷涂作业，从而实现无人机组合机械臂装置可以针对现场复杂环境瞬时调整，提高工作效率的目的。在无人机的机架本体1周围有超声波测距传感器101，实现无人机的自动避障，可使无人机在复杂的环境下工作。在机架本体1的底部设置有高清摄像头102用于分析出各目标位置后结合总体规划的路径做适当修正，使无人机能够到达适合机械臂喷涂的位置，同时向机械臂调节机构发送喷涂过程所需的目标详细位置与区域信息。

根据现场复杂的实际环境，对于机械臂调节机构要求需要实现多角度工作，通过超声波测距传感器101和高清摄像头102对喷涂区域的设定，从而获取喷涂区域的环境信息和实时图像，控制器发送伸缩控制指令给伸缩电机7-1，正转驱动伸缩机臂7-2向前动作和反转驱动伸缩机臂7-2向后动作；发送俯仰控制指令给俯仰电机8-1，从而控制俯仰机臂8-2绕铰接处进行俯仰角度的调节，同时俯仰电机8-1正转驱动俯仰机臂向上抬升动作和反转控制俯仰机臂8-2向下下降动作；发送旋转控制指令给旋转电机9-1，从而控制旋转电机9-1输出轴的中心轴线进行转动。发送旋转控制指令给旋转电机9-1，从而控制旋转电机9-1正转，使旋转机臂9-2沿旋转电机9-1输出轴的中心轴线进行顺时针转动，或控制旋转电机9-1反转，使旋转机臂9-2沿旋转电机9-1输出轴的中心轴线进行逆时针转动。

旋转机臂9-2的中段设置有喷涂角度调节机构10，所述喷涂角度调节机构10包括喷涂调节电机10-1和从动转轴10-2，喷涂调节电机10-1的输出轴从两侧伸出穿过旋转机臂9-2并设置有驱动齿轮，从动转轴10-2的两端伸出穿过旋转机臂9-2并设置有从动齿轮，喷涂调节电机10-1的驱动齿轮通过传动带10-3与从动转轴10-2端部的从动齿轮传动连接，在从动转轴10-2上安装设置有喷涂装置11，喷涂调节电机10-1转动后，通过传动带10-3驱动从动转轴10-2转动，从而带动喷涂装置11进行喷涂角度调节，实现喷涂角度的精确操作调节。

喷涂装置11包括喷涂壳体11-1，所述喷涂壳体11-1为长方体结构，在喷涂壳体11-1内由隔板11-2将其分隔为涂料室和气室，在隔板11-2上形成有连通孔，连通孔用于气室内高压气体进入涂料室，从而将推动涂料喷出，喷涂壳体11-1的内部通过滑套可滑动设置在滑杆10-4上，喷涂装置11位置可沿旋转机臂9-2的长度方向伸缩调节。

气室顶部设有进气孔，在进气孔内侧设置有开度控制机构，所述开度控制机构包括齿轮挡板11-5、开度齿轮11-4和齿轮电机11-3，齿轮电机11-3固定在气室的侧壁上，且齿轮电机11-3转轴穿过气室侧壁安装有开度齿轮11-4，齿轮挡板11-5通过短杆固定连接开度齿轮11-4。所述涂料室侧壁与连通孔相对一侧的侧壁上开设有喷口，在喷口处设有喷口开度机构，所述喷口开度机构包括喷口挡板11-6和喷口升降电机11-9，喷口升降电机11-9的输出轴上设置有限位块11-10，在输出轴的下端安装有喷口挡板11-6，喷口挡板11-6用于控制喷口的开度。喷口挡板11-6通过连接杆与流量计11-8连接，连接杆的端部与流量机11-8内部的指针连接，连接杆在喷口挡板11-6的位置变化而带动指针位置发生变化，从而计算出喷口挡板11-6位置所对应的流量大小，并将其发送给控制器，控制器根据需要设定的流量从而控制喷口升降电机11-9输出轴转动调节，从而控制喷口挡板11-6的高度，在喷口升降电机11-9的输出轴上还设置有限位块11-10，用于限定喷口挡板11-6的上下限位置高度。

其中气室主要控制气压的大小，根据需要和流量计11-8对涂料流量的检测来控制气压，当气体从进气口进入气室中，需要不同压力时，齿轮电机11-3正反转的动作，控制齿轮挡板11-5，进而控制阀门大小，通过这样的方式控制来调整气室中进气阀门的大小，实现改变气流量控制压力从而控制喷头喷出涂料的分布程度，而当涂料通过供料管道6到进料口进入涂料室中，喷口升降电机11-9调整限位块11-10来调节挡板控制喷涂的涂料量，同时，与喷口挡板11-6连接的连杆11-7与流量计11-8连接，通过流量计11-8的信号，电机控制限位块11-10，从而控制阀门大小。

当喷涂作业完成时，需要回收无人机，本发明的无人机机翼臂底部有机脚垫13，无人机的连接机臂2可以拆卸，以减少空间的利用，携带多架无人机，方便工作，机脚架14为弧形结构，机脚架14的两端朝下设置且与机脚垫13连接，保护无人机安全返回地面。

本方案的工作原理如下，启动无人机后，操控无人机飞到高空待喷涂的工作区域，通过对现场环境的检测，在超声波测距传感器101的信号下，控制无人机到达位置区域，通过定位器103信号使无人机进一步定位工作位置，在高清摄像头102的作用下，对高空喷涂区域实时观测，以便于定位器103对喷涂目标的锁定，通过无线数传的方式，把位置信号传送到涂料系统小车的定位连轴驱动装置12-3上，使其驱动小车，此时通过无人机的位置，带动小车跟踪无人机的位置，以方便涂料的输送和电源12-2电量的供应，实现无人机与小车的同步运行，节约操作流程，缩短工期。

本方案还提供一种无人机的控制方法，将机械臂通过无人机带至待喷涂位置，具体包括飞行姿态调整步骤和机械臂调节机构调整步骤；本方案中，以无人机的前进方向为前侧，图中喷涂装置11喷口指向方向为前侧，以无人机的后退方向为后侧，以从无人机本体面向前侧方向飞行来确定左侧和右侧方向。

所述飞行姿态调整步骤包括：当无人机小角度倾斜时，无人机发生前后角度倾斜或左右角度倾斜，无人机的旋翼组件根据实时情况调整飞行姿态；当无人机向左侧下方偏斜时，左侧旋翼组件3的转轴Ⅰ221旋转，使左侧旋翼组件3位置抬高，并升高左侧旋翼组件3的转速，同时右侧旋翼组件3的转轴Ⅰ221旋转，使右侧旋翼组件3位置降低，并降低右侧旋翼组件3的转速；当无人机向右侧下方倾斜时，右侧旋翼组件3的转轴Ⅰ221旋转，使右侧旋翼组件3的抬高，并升高右侧旋翼组件3的转速，同时左侧旋翼组件3的转轴Ⅰ221旋转，使左侧旋翼组件3的位置降低，并降低左侧旋翼组件3的转速；当无人机向前侧下方倾斜时，前侧旋翼组件3的转轴Ⅱ222旋转，使得前侧旋翼组件3的第二螺旋桨3-2靠近且第一螺旋桨3-1远离，并升高前侧旋翼组件3的转速，同时后侧旋翼组件3的转轴Ⅱ222旋转，使得后侧旋翼组件3的第二螺旋桨3-2远离且第一螺旋桨3-1靠近，并降低后侧旋翼组件3的转速；当无人机向后侧下方倾斜时，后侧转轴Ⅱ222旋转，使得后侧旋翼组件3的第一螺旋桨3-1远离且第二螺旋桨3-2靠近，并降低后侧旋翼组件3的转速，同时前侧旋翼组件3的转轴Ⅱ222旋转，使得前侧旋翼组件3的第一螺旋桨3-1靠近且第二螺旋桨3-2远离，并降低前侧旋翼组件3的转速。当无人机发生大角度倾斜时，转轴Ⅰ221和转轴Ⅱ222共同转动，使无人机旋翼升高或降低，同时旋转旋翼组件3，从而使得无人机改变飞行角度。大角度倾斜，例如发生横滚，俯仰和偏航等非正常的飞行状态，其飞行状态可以参照垂直飞行状态图。图13为垂直飞行状态图，图中箭头为螺旋桨的旋向，图9和图10中，箭头方向指的对应的转轴Ⅰ221的转动方向，图11和图12中，箭头方向指的是对应的转轴Ⅱ222的转动方向。

通过此类弥补式飞行方法，主要是为了弥补在高空中，一些气流扰动对无人机造成的影响，保持稳定悬停。结合上述飞行方法，无人机飞到目标位置后，等待机械臂的操作，在此期间，空中的气流以及对机械臂的操作都会影响无人机的重心，导致无人机的飞行姿态发生改变，影响工作进度，通过无人机的四个旋翼分别在X、Y、Z的三个空间方向的控制，使无人机的姿态在发生改变时，旋翼调整旋转角度瞬时互补无人机位置的偏移。四个旋翼1、2、3、4根据飞行姿态，改变在X、Y、Z三个空间的角度以及增加或降低旋翼的转速，以维持一个平稳的姿态。因为此方法主要是为了实现无人机面对较小影响扰动下的瞬时调整，从整体操控无人机的飞行到旋翼角度、转速的调整，都是为了保证一个稳定的飞行状态，以减少因此产生的喷涂误差。

根据坐标图分析，以Y轴正方向为无人机前侧方向，当无人机重心向X负半轴,Z轴负半轴方向偏移【左偏】，此时旋翼1和旋翼3增加转速并沿转轴Ⅰ221抬升旋翼高度，旋翼2和旋翼4降低转速并沿转轴Ⅰ221降低旋翼高度，保持无人机重心处于X轴水平位置；当无人机向X正半轴,Z轴负半轴方向偏移【右偏】，旋翼2和旋翼4增加转速并沿转轴Ⅰ221抬升旋翼高度，旋翼1和旋翼3降低转速并沿转轴Ⅰ221降低旋翼高度，改变飞行姿态，保持无人机悬停平稳；当无人机飞行姿态发生Y轴正半轴、Z轴负半轴方向偏移【前倾】，增加旋翼1和旋翼2的转速并沿转轴Ⅱ222转动，旋翼1的下方第二螺旋桨3-2和旋翼2的下方第二螺旋桨3-2相互靠近，降低旋翼3和旋翼4的转速，旋翼3和旋翼4下方的第二螺旋桨3-2相互远离，当无人机飞行姿态发生Y轴负半轴、Z轴负半轴方向偏移【后倾】，提高旋翼3和旋翼4的转速，并沿转轴Ⅱ222转动，旋翼3和旋翼4的下方第二螺旋桨3-2相互靠近，降低旋翼1和旋翼2的转速，旋翼1和旋翼2的下方第二螺旋桨3-2相互远离；四个旋翼根据飞行姿态，改变在X、Y、Z三个空间的角度以及增加或降低旋翼的转速，以维持一个平稳的姿态。

为了使得该装置具有更好的效果，进一步优化本方案，在电源涂料车底部设置有定位连轴驱动装置12-3，在电源涂料车的前端设置有定位器103，用于将电源涂料车的位置反馈给控制器，当无人机进行位置移动时，控制器通过接收无人机的发送信号的位置，计算出电源涂料车的合适位置，并发送移动指令给电源涂料车，定位连轴驱动装置12-3驱动小车移动至该位置，其次由于喷涂装置在无人机飞行喷涂过程中，会遇到障碍物，喷涂装置与障碍物容易发生碰撞，为了避免此情况的发生，可以设置如下结构：将喷涂装置通过滑杆可滑动调节安装在从动转轴上，齿条或丝杠10-7的两端分别与喷涂装置的外壳和滑杆上的滑动座10-5固定连接，电机的输出轴上设置有与齿条啮合的齿轮10-6，电机通过安装架安装在从动转轴上，电机驱动齿轮转动并带动齿条或丝杠移动，从而驱动喷涂装置在滑杆上移动调节，或可将电机安装在旋转机臂的端部，此时电机位置可调或电机输出轴可伸缩，当调整完喷涂装置在滑杆上的位置后，齿轮与齿条脱离，以避免对喷涂装置的喷涂角度上下调整造成影响，该结构能够实现喷涂装置的位置的精确调节，电机带动丝杠或齿条，收缩喷涂装置远离完成的喷涂目标或避开障碍物等。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。