CN107891975A - 一种空中作业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空中作业机器人，包括：涵道、旋翼系统、机身、机械臂系统以及陀螺增稳装置；其中，涵道采用纵向双涵道形式，两个涵道分别对称设置在机身沿纵向的前后两侧；旋翼系统包括前旋翼系统以及后旋翼系统，前旋翼系统与后旋翼系统分别对应设置在前后两个涵道内；通过旋翼系统实现对机体姿态的控制；机械臂系统位于机身下方，作业状态时从机身的侧方伸出进行作业；陀螺增稳装置在空中作业机器人扰动抑制模式开启时，通过提供的控制力矩抑制作业过程扰动对空中作业机器人的干扰。可见，本申请采用纵列双涵道的结构形式，设计作业机构从机身侧方伸出作业，作业范围增大，并且采用增稳装置大大增加了系统的有效操纵载荷。

Description

一种空中作业机器人

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种空中作业机器人。

背景技术

传统的无人飞行器只能与物理环境间产生信息交互，通过配备的摄像云台、传感器等进行信息采集工作。随着无人飞行器的发展，能够与环境进行物理接触与交互、对所处环境施加主动影响的新型飞行机器人平台的优势日益突显，从而在以下三个方面产生巨大的应用前景：(1)在广域无人科考、环境监测及灾害评估中，完成样品采集等任务；(2)针对城市反恐、城市救援等特殊环境，代替人进行危险作业；(3)完成复杂环境中的基础设施检测与维修、墙体探伤、阀门远程操作等任务。

空中作业机器人平台是一种新型空中平台，基本形式为在可悬停飞行器平台上加装操作机构，从而使其具有在三维复杂环境中的主动操作能力。目前，已有一些空中作业机器人的构想被提出。但是，几乎所有的空中作业机器人平台均以直升机或四旋翼作为主体，采用在已有飞行平台上直接加装机械臂的方式，并且没有专门考虑空中接触作业带来的扰动问题。

这些空中作业机器人平台具有明显的缺点：

(1)接触能力差，安全性低。由于固定翼式飞行器无法悬停，同时直升机式飞行器的开放式旋翼结构导致主动作业系统无法从目标物的侧方和下方接近其本体(如桥梁下方，垂直墙面等)，因此传统飞行器在空中自主作业领域存在极大的局限性。近年来，多轴式飞行器发展迅速，得益于其结构对称且部件简单，各操纵通道控制之间耦合度较低，目前已有的可作业无人飞行器大多以其作为基本载体。但是，这种开放式多旋翼结构，飞行时必须保证足够空旷的环境，复杂的环境(如墙壁等)会对其旋翼产生剧烈干扰，从而发生失稳现象，严重时甚至打桨坠机，因此其稳定飞行要求距离障碍物至少一倍桨盘直径。而空中操作作业的核心恰恰在于与环境进行物理接触与交互，这与传统飞行器稳定飞行所需的环境要求必然产生不可调和的矛盾，也表明传统的四旋翼和直升机结构不适合作为空中自主作业平台的载体。

(2)可通过性差，复杂环境无法使用。空中作业常常涉及到较为复杂的使用环境，如在在地震过后的断壁残垣中进行探测救援，在狭窄的小巷或建筑物夹缝中穿行等等，这些环境的共同点是包含狭小空间。传统的四旋翼由于对称式的结构布局和开放式的旋翼形式，在满足一定有效载荷的前提下所需结构尺寸和飞行空间较大，导致其对狭小空间的通过性极差。如若需要保证其对复杂环境的通过性，又必然需要减小飞行器尺寸，从而使得作业能力大打折扣。

(3)系统抗干扰能力差，稳定性低。目前的飞行作业平台几乎都采用在已有四旋翼上直接加装作业机构的方式，由于四旋翼等平台垂向投影长宽尺寸接近于正方形，且作业机构必须布置于机体中心处，因此其作业机构尺寸必须足够长才能伸出机体外满足作业要求，导致作业时惯量极大。同时，物理接触会引起作业机构末端的力与力矩产生显著改变，当作业机构操纵幅度较大或载荷较大时，系统的状态变量和外部扰动的变化幅度将急剧增加，而现有空中作业平台并没有针对这种不稳定性做专门考虑，从而导致作业效果大打折扣。

发明内容

本发明的目的是提供一种空中作业机器人，以解决现有空中作业机器人接触能力差、安全性低、可通过性差、系统抗干扰能力差、稳定性低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种空中作业机器人，包括：涵道、旋翼系统、机身、机械臂系统以及陀螺增稳装置；

其中，所述涵道采用纵向双涵道形式，两个涵道分别对称设置在所述机身沿纵向的前后两侧；所述旋翼系统包括前旋翼系统以及后旋翼系统，所述前旋翼系统与所述后旋翼系统分别对应设置在前后两个涵道内；通过所述旋翼系统实现对机体姿态的控制；

所述机械臂系统位于所述机身下方，作业状态时从所述机身的侧方伸出进行作业；

所述陀螺增稳装置设置在机身平台上方位置处，用于在空中作业机器人扰动抑制模式开启时，通过提供的控制力矩抑制作业过程扰动对空中作业机器人的干扰。

可选地，所述陀螺增稳装置包括：伺服驱动模块、与所述伺服驱动模块相连的陀螺装置以及控制模块；

其中，所述控制模块用于获取空中作业机器人平台的当前扰动力矩，根据所述当前扰动力矩确定抑制扰动所需的陀螺装置的进动角速度大小和方向，并生成驱动所述陀螺装置产生相应控制力矩的驱动指令，发送至所述伺服驱动模块；

所述伺服驱动模块用于接收所述驱动指令，通过驱动所述陀螺装置偏转提供相应的控制力矩，以抑制当前瞬时扰动对空中作业机器人姿态的干扰。

可选地，所述陀螺装置包括双轴飞轮、驱动电机；其中，所述双轴飞轮为对称飞轮，通过所述驱动电机带动飞轮进行自转，自转方向相反。

可选地，所述控制模块包括：微处理器、角速度传感器、伺服电机控制器；

其中，所述角速度传感器用于：当空中作业机器人受到沿X轴轴向的扰动转矩时，获取X轴向角速度；

所述微处理器用于根据所述X轴向角速度确定抑制扰动所需的陀螺装置中飞轮进动角速度的大小与方向，并输出给所述伺服电机控制器；

所述伺服电机控制器用于根据所述进动角速度的大小与方向，生成发送至所述伺服驱动模块的驱动指令。

可选地，所述陀螺增稳装置还包括：防松螺母，用于固定飞轮沿电机转轴方向的自由度。

可选地，所述陀螺增稳装置还包括：装置外壳，通过连接部件固定连接在所述机身平台上。

可选地，所述旋翼系统包括上旋翼、下旋翼、上电机、下电机、支架、主梁、舵面、舵面偏转舵机、舵面摇臂；

其中，所述上旋翼与所述下旋翼结构相同，共同固定于所述支架上，并与所述主梁相连；所述上电机与所述下电机共轴对置安装，旋向相反；所述舵面偏转舵机可带动所述舵面偏转，用于产生滚转方向的控制力矩。

可选地，所述机械臂系统包括前臂、后臂、关节舵机、机械臂底座和作业模块；

其中，所述机械臂底座与所述机身固连，所述关节舵机用于对机械臂的各个关节的运动进行控制，以驱动所述作业模块达到指定位置。

本发明所提供的空中作业机器人，包括：涵道、旋翼系统、机身、机械臂系统以及陀螺增稳装置；其中，涵道采用纵向双涵道形式，两个涵道分别对称设置在机身沿纵向的前后两侧；旋翼系统包括前旋翼系统以及后旋翼系统，前旋翼系统与后旋翼系统分别对应设置在前后两个涵道内；通过旋翼系统实现对机体姿态的控制；机械臂系统位于机身下方，作业状态时从机身的侧方伸出进行作业；陀螺增稳装置设置在机身平台上方位置处，用于在空中作业机器人扰动抑制模式开启时，通过提供的控制力矩抑制作业过程扰动对空中作业机器人的干扰。

可见，本申请将飞行器的三维空间运动能力与机器人的操作作业能力结合起来，兼具飞行与作业的功能，可实现自主飞行和与环境进行物理交互。空中作业机器人采用纵列双涵道的结构形式，横向尺寸大幅压缩，结构更加简化和可靠，在提供相同升力和性能的基础下空间尺寸大大缩小，所需起飞面积减小，空中可通过性增强，而且可以近距离接触墙壁等障碍物，不需要空旷的空间，特别适用于狭窄街道与小巷的穿行和贴壁情况下的物理操作。特别地，设计作业机构从机身侧方伸出作业，作业范围增大，作业系统惯量减小，系统稳定性增加。特别地，增稳装置的使用大幅提升了作业操纵过程中的稳定性与抗干扰能力，从而大大增加系统的有效操纵载荷。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明所提供的空中作业机器人的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供的空中作业机器人中旋翼系统的一种具体实施方式的结构示意图；

图3为本发明所提供的空中作业机器人中机械臂系统的一种具体实施方式的结构示意图；

图4为本发明所提供的空中作业机器人中陀螺增稳装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图5为本发明所提供的空中作业机器人中陀螺增稳装置的一种具体实施方式结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明所提供的空中作业机器人的一种具体实施方式中，该机器人可以具体包括：涵道1、旋翼系统2、机身3、机械臂系统4以及陀螺增稳装置5；

其中，所述涵道1采用纵向双涵道形式，两个涵道分别对称设置在所述机身3沿纵向的前后两侧；所述旋翼系统2包括前旋翼系统以及后旋翼系统，所述前旋翼系统与所述后旋翼系统分别对应设置在前后两个涵道内；通过所述旋翼系统2实现对机体姿态的控制；

所述机械臂系统4位于所述机身3下方，作业状态时从所述机身3的侧方伸出进行作业；

陀螺增稳装置5设置在机身平台上方位置处，用于在空中作业机器人扰动抑制模式开启时，通过提供的控制力矩抑制作业过程扰动对空中作业机器人的干扰。

本发明所提供的空中作业机器人，包括：涵道、旋翼系统、机身、机械臂系统以及陀螺增稳装置；其中，涵道采用纵向双涵道形式，两个涵道分别对称设置在机身沿纵向的前后两侧；旋翼系统包括前旋翼系统以及后旋翼系统，前旋翼系统与后旋翼系统分别对应设置在前后两个涵道内；通过旋翼系统实现对机体姿态的控制；机械臂系统位于机身下方，作业状态时从机身的侧方伸出进行作业；陀螺增稳装置设置在机身平台上方位置处，用于在空中作业机器人扰动抑制模式开启时，通过提供的控制力矩抑制作业过程扰动对空中作业机器人的干扰。

可见，本申请将飞行器的三维空间运动能力与机器人的操作作业能力结合起来，兼具飞行与作业的功能，可实现自主飞行和与环境进行物理交互。空中作业机器人采用纵列双涵道的结构形式，横向尺寸大幅压缩，结构更加简化和可靠，在提供相同升力和性能的基础下空间尺寸大大缩小，所需起飞面积减小，空中可通过性增强，而且可以近距离接触墙壁等障碍物，不需要空旷的空间，特别适用于狭窄街道与小巷的穿行和贴壁情况下的物理操作。特别地，设计作业机构从机身侧方伸出作业，作业范围增大，作业系统惯量减小，系统稳定性增加。特别地，增稳装置的使用大幅提升了作业操纵过程中的稳定性与抗干扰能力，从而大大增加系统的有效操纵载荷。。

现有技术中，物理接触会引起作业机构末端的力与力矩产生显著改变，当作业机构操纵幅度较大或载荷较大时，系统的状态变量和外部扰动的变化幅度将急剧增加，而现有空中作业平台并没有针对这种不稳定性做专门考虑，从而导致作业效果大打折扣。

而本申请实施例中陀螺增稳装置5可以用于辅助机器人姿态控制，快速提供远大于无人机本体所能提供的控制力矩，从而满足良好的扰动抑制效果，进一步增加作业过程的稳定性与抗干扰能力，从而大大增加系统的有效操纵载荷。

图1示出本发明所提供的空中作业机器人的一种具体实施方式的结构示意图，该空中作业机器人主要由涵道1、旋翼系统2、机身3、机械臂系统4、陀螺增稳装置5、起落架6六部分组成，可实现三维空间飞行和与环境进行物理交互。整个空中作业机器人的升力由前后两个涵道内的四个桨盘提供，通过前后旋翼的转速差产生俯仰方向的力矩控制机体的俯仰通道，通过舵面偏转产生滚转方向的力矩控制机体的滚转通道，通过每个涵道内上下两个桨盘旋向相反产生的扭矩差控制机体的偏航通道，进而实现机体的姿态控制。当前涵道旋翼转速降低，后涵道旋翼转速升高时，机体产生向前的作用力实现前飞。同时，机械臂的关节扭矩与陀螺增稳装置的扭矩也参与姿态的辅助控制。

下面对本发明所提供的空中作业机器人各个组成部分的具体结构进行进一步详细阐述。

在上述任一实施例的基础上，本发明所提供的空中作业机器人中，旋翼系统2包括上旋翼、下旋翼、上电机、下电机、支架、主梁、舵面、舵面偏转舵机、舵面摇臂；其中，所述上旋翼与所述下旋翼结构相同，采用共轴反旋的形式，共同固定于所述支架上，并与所述主梁相连；所述上电机与所述下电机对置安装，旋向相反；所述舵面偏转舵机可带动所述舵面偏转，用于产生滚转方向的控制力矩。

参照图2本发明所提供的空中作业机器人中旋翼系统的一种具体实施方式的结构示意图，其具体包括：上桨叶201、上桨毂202、上电机203、支架204、主梁205、下电机206、下桨毂207、下桨叶208、舵面209、舵面偏转舵机210、舵面摇臂211。旋翼系统采用共轴反旋的结构形式，一个涵道内的上下两套旋翼结构相同，上下电机对置安装，旋向相反。下旋翼组成部分与上旋翼完全相同，两套旋翼系统共同固定于中间的支架204，并与主梁205相连。舵面偏转舵机210可以带动舵面209偏转，从而产生滚转方向的控制力矩。

在上述任一实施例的基础上，本发明所提供的空中作业机器人中，机械臂系统包括前臂、后臂、关节舵机、机械臂底座和作业模块；其中，所述机械臂底座与所述机身固连，所述关节舵机用于对机械臂的各个关节的运动进行控制，以驱动所述作业模块达到指定位置。作业模块可根据作业任务需要进行任意匹配，机械爪只是其中一种实施实例。

参照图3本发明所提供的空中作业机器人中机械臂系统的一种具体实施方式的结构示意图，其具体包括：底座总成401、关节舵机402、后臂403、前臂404、作业模块安装座405、作业模块406。机械臂底座与机身固连，每个关节由对应的关节舵机控制，可以进行任意角度的旋转，从而驱动作业模块到达指定位置。需要注意的是，该机械臂系统只是常见的一种机械臂结构形式，实际使用中可根据不同功能的需求更换不同类型的机械臂或类机械臂的操作机构，均属于本发明中所指的机械臂系统，在此并不限定。

作为一种具体实施方式，陀螺增稳装置5可以具体包括：伺服驱动模块、与所述伺服驱动模块相连的陀螺装置以及控制模块。

其中，所述控制模块用于获取空中作业机器人平台的当前扰动力矩，根据所述当前扰动力矩确定抑制扰动所需的陀螺装置的进动角速度大小和方向，据此生成驱动所述陀螺装置产生相应控制力矩的驱动指令，发送至所述伺服驱动模块；

所述伺服驱动模块用于接收所述驱动指令，通过驱动所述陀螺装置偏转提供相应的控制力矩，以抑制当前瞬时扰动对空中作业机器人姿态的干扰。

其中，陀螺装置包括双轴飞轮、驱动电机；其中，所述双轴飞轮为对称飞轮，通过所述驱动电机带动进行自转，自转方向相反。

控制模块包括：微处理器、角速度传感器、伺服电机控制器；

其中，所述角速度传感器用于：当空中作业机器人受到沿X轴轴向的扰动转矩时，获取X轴向角速度；

所述微处理器用于根据所述X轴向角速度确定抑制扰动所需的陀螺装置中飞轮进动角速度的大小与方向，并输出给所述伺服电机控制器；

所述伺服电机控制器用于根据所述进动角速度的大小与方向，生成发送至所述伺服驱动模块的驱动指令。

进一步地，所述陀螺增稳装置还可以包括：防松螺母，用于固定飞轮沿电机转轴方向的自由度，以避免转动时所述飞轮射出。此外，陀螺增稳装置还可以包括：装置外壳，通过连接部件固定连接在所述机身平台上。

参照图4本发明所提供的空中作业机器人中陀螺增稳装置的一种具体实施方式的结构示意图，其具体包括：装置外壳501、联接中框502、飞轮联接轴503、飞轮504、伺服电机臂505、控制系统506、联接转轴507、伺服电机508、防松螺母509、飞轮套杯510、连杆511、进动转轴512。

陀螺增稳装置的外壳通过两个联接转轴连接整个双轴飞轮机构；双轴飞轮系统为对称结构，飞轮通过电机带动高速自转，防松螺母用于固定飞轮沿电机转轴方向的自由度以避免转动时飞轮射出，保证了系统的安全性；飞轮及电机整体放置在套杯中，并通过螺栓固定位置。伺服电机系统中，伺服电机连接伺服电机臂进行进动角度的控制；伺服电机臂通过螺栓与连杆连接；连杆通过螺栓锁紧在进动转轴上。控制系统通过魔术胶固定于联接中框的中心，包括但不限于微处理器(CPU)、角速度传感器、伺服电机控制器。装置外壳通过螺栓连接在机器人机体上。

参照图5本发明所提供的空中作业机器人中陀螺增稳装置的一种具体实施方式结构框图，陀螺增稳装置的工作原理具体为：两个陀螺装置飞轮初始位置为其自转轴线与所述机器人扰动抑制装置的Z轴平行；所述的两个飞轮的自转方向为相反；与所述飞轮相联接的联接中框的转轴与所述机器人扰动抑制装置的Y轴平行，并且分别与两个伺服驱动模块联接。该扰动装置需要与机器人平台固定安装，并且该装置x轴与机器人平台等效扰动转矩方向平行。

所述控制系统包括微处理器(CPU)、角速度传感器、以及伺服电机控制器，扰动抑制模式关闭下，所述驱动电机停止转动，并且与所述飞轮相联接的联接中框在伺服电机的驱动下返回初始安装位置，即与所述无人飞行器扰动抑制装置的Z轴平行。

在实际使用过程中，可以为空中作业机器人设置两种模式，分别为独立扰动抑制模式以及混合扰动抑制模式。下面对这两个模式在激活时的工作过程进行进一步介绍、

独立扰动抑制模式激活下，所述扰动抑制装置的控制器不与无人机机载飞控系统通讯。所述飞轮在驱动电机驱动下高速转动，当与所述无人飞行器扰动抑制装置联接的无人飞行器受到沿所述无人飞行器扰动抑制装置X轴轴向的扰动转矩时，所述角速度传感器读取所述扰动抑制装置的X轴向角速度，所述微处理器基于所述扰动抑制装置的X轴向角速度确定抑制扰动所需的所述两个飞轮进动角速度的大小与方向，并输出给所述伺服电机控制器，以通过控制所述两个飞轮的进动提供相应的力矩来抑制扰动对所述飞行器姿态的影响。

混合扰动抑制模式激活下，所述扰动抑制装置的控制器将与无人机机载飞控系统通讯。所述飞轮在驱动电机驱动下高速转动，当与所述无人飞行器扰动抑制装置联接的无人飞行器受到沿所述无人飞行器扰动抑制装置X轴轴向的扰动转矩时，所述角速度传感器读取所述扰动抑制装置的X轴向角速度，并且所述微处理器通过与所述的无人飞行器的机载飞控系统进行通讯以获取所述的无人飞行器的姿态信息以及系统控制信息，所述微处理器基于所述扰动抑制装置的X轴向角速度以及所述的无人飞行器的姿态信息以及系统控制信息确定抑制扰动所需的所述两个飞轮进动角速度的大小与方向，并输出给所述伺服电机控制器，以通过控制所述两个飞轮的进动提供相应的力矩来抑制扰动对所述飞行器姿态的影响，并且辅助所述的无人飞行器的机载飞控系统对所述的无人飞行器进行姿态控制。

陀螺增稳装置利用双轴飞轮系统进动抗干扰特性，不需要对作业机构和无人机平台进行改装，操作简单，结构轻盈，有效解决了作业时机器人平台姿态受大扰动尤其冲击扰动的问题。同时，通过伺服电机精确的控制双轴飞轮的进动角度和方向，大大提高了系统响应的快速性，进一步提高了作业机器人的工作效率。

综上，本申请将地面机器人的操作作业能力拓展到空域之中，可突破地理地形条件的限制完成接触型作业任务。另外，本申请提出独特的纵列双涵道式结构，解决了传统四旋翼式飞行机器人所需飞行空间大、无法近距离接触目标物和障碍物、有效载荷低、操作机构惯量大的缺点。进一步地，本申请还提出了陀螺增稳装置，辅助作业机器人的姿态控制，大幅提高系统的抗扰动和抗冲击能力，有效解决了传统飞行机器人稳定性差，抗干扰能力差，有效操纵载荷低的缺点。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的空中作业机器人进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种空中作业机器人，其特征在于，包括：涵道、旋翼系统、机身、机械臂系统以及陀螺增稳装置；

其中，所述涵道采用纵向双涵道形式，两个涵道分别对称设置在所述机身沿纵向的前后两侧；所述旋翼系统包括前旋翼系统以及后旋翼系统，所述前旋翼系统与所述后旋翼系统分别对应设置在前后两个涵道内；通过所述旋翼系统实现对机体姿态的控制；

所述机械臂系统位于所述机身下方，作业状态时从所述机身的侧方伸出进行作业；

所述陀螺增稳装置设置在机身平台上方位置处，用于在空中作业机器人扰动抑制模式开启时，通过提供的控制力矩抑制作业过程扰动对空中作业机器人的干扰。

2.如权利要求1所述的空中作业机器人，其特征在于，所述陀螺增稳装置包括：伺服驱动模块、与所述伺服驱动模块相连的陀螺装置以及控制模块；

其中，所述控制模块用于获取空中作业机器人平台的当前扰动力矩，根据所述当前扰动力矩确定抑制扰动所需的陀螺装置的进动角速度大小和方向，并生成驱动所述陀螺装置产生相应控制力矩的驱动指令，发送至所述伺服驱动模块；

所述伺服驱动模块用于接收所述驱动指令，通过驱动所述陀螺装置偏转提供相应的控制力矩，以抑制当前瞬时扰动对空中作业机器人姿态的干扰。

3.如权利要求2所述的空中作业机器人，其特征在于，所述陀螺装置包括双轴飞轮、驱动电机；其中，所述双轴飞轮为对称飞轮，通过所述驱动电机带动飞轮进行自转，自转方向相反。

4.如权利要求3所述的空中作业机器人，其特征在于，所述控制模块包括：微处理器、角速度传感器、伺服电机控制器；

其中，所述角速度传感器用于：当空中作业机器人受到沿X轴轴向的扰动转矩时，获取X轴向角速度；

所述微处理器用于根据所述X轴向角速度确定抑制扰动所需的陀螺装置中飞轮进动角速度的大小与方向，并输出给所述伺服电机控制器；

所述伺服电机控制器用于根据所述进动角速度的大小与方向，生成发送至所述伺服驱动模块的驱动指令。

5.如权利要求4所述的空中作业机器人，其特征在于，所述陀螺增稳装置还包括：防松螺母，用于固定飞轮沿电机转轴方向的自由度。

6.如权利要求5所述的空中作业机器人，其特征在于，所述陀螺增稳装置还包括：装置外壳，通过连接部件固定连接在所述机身平台上。

7.如权利要求1至6任一项所述的空中作业机器人，其特征在于，所述旋翼系统包括上旋翼、下旋翼、上电机、下电机、支架、主梁、舵面、舵面偏转舵机、舵面摇臂；

其中，所述上旋翼与所述下旋翼结构相同，共同固定于所述支架上，并与所述主梁相连；所述上电机与所述下电机共轴对置安装，旋向相反；所述舵面偏转舵机可带动所述舵面偏转，用于产生滚转方向的控制力矩。

8.如权利要求1至6任一项所述的空中作业机器人，其特征在于，所述机械臂系统包括前臂、后臂、关节舵机、机械臂底座和作业模块；

其中，所述机械臂底座与所述机身固连，所述关节舵机用于对机械臂的各个关节的运动进行控制，以驱动所述作业模块达到指定位置。