多旋翼航拍无人机的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种多旋翼航拍无人机。

背景技术：

目前，水利枢纽检测通常依靠普通航空摄影、卫星遥感和人力日常巡查等方法，这些方法在获取空间水利枢纽数据时，会大大降低雨情、水情、旱情和灾情信息采集的准确性及传播的及时性。由于现有的普通航空摄影缺乏机动灵活性，而且难以获取云层下方的图像；卫星遥感分辨率较低，时间间隔较长，对于水利工程等需要重复测绘或监测的工作，无法满足要求；日常的人工巡查中，虽然可以及时发现水利枢纽存在的问题隐患，但是仅限于在视野范围内的所观察到的景象，无法大范围全方位监测，无法将的影像信息及时反馈回来。水利枢纽周围环境复杂，可能存在沼泽、道路泥泞甚至人员很难到达的监测盲区。所以传统的水利枢纽监测方法都无法将实际情况拍摄影像实时的传递给有关部门，在发生灾害时不能尽最大可能规避风险的发生，保障人民的生命和财产安全，将损失减少到最小。

而近年来无人机的兴起为拍摄影像提供了一种新的思路，无人机满足了实时性、高效性、安全性的要求，但是现有的无人机电源缺少防护措施，稳定性不足，尤其对于远距离的巡航任务容易出现过充电和过放电，导致无人机寿命缩短。

技术实现要素：

本实用新型提供一种多旋翼航拍无人机以解决现有无人机电源稳定性不足的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种多旋翼航拍无人机，包括机身、控制器、电源模块，电源模块包括锂电池、电压检测电路、充电保护电路，电压检测电路包括分压电阻、稳压器、电压比较器、微处理器，所述锂电池一路与所述电压比较器的同相输入端直接相连，另一路经所述分压电阻和稳压器与所述电压比较器的反相输入端相连，所述电压比较器的输出端与所述微处理器的输入端相连；充电保护电路包括发电机、继电器、稳压器、运算放大器一、运算放大器二，发电机依次经过继电器和稳压器与运算放大器一的输入端相连，运算放大器一的输出端与锂电池相连，运算放大器二的输入端与运算放大器一的输出端相连，其输出端与运算放大器一的反馈端相连。利用电压检测电路和充电保护电路防止锂电池过充过放电，提高电源稳定性，延长使用寿命。

进一步的，机身的顶部设置有太阳能电池板，太阳能电池板与运算放大器一的输入端相连。利用太阳能电池板作为备用电源，节约能源，增强无人机续航能力。

进一步的，太阳能电池板四周设置有减震单元，其顶端设有透明密封罩。增强安全性。

进一步的，控制器模块为PX4无人机集成控制器。含有USB接口、CAN总线接口、串行外设接口、无线通讯接口，能够与多种外设进行连接。

进一步的，机身安装有XT2双光热成像相机。将肉眼无法感知的温度数据与4K可见光结合，呈现清晰的画面细节。

进一步的，XT2双光热成像相机固定在三轴云台上。对无人机产生的动态颠簸进行前后、左右、上下的姿态弥补。

进一步的，机身上设有发声装置。控制器接收语音输入并通过扩音器输出，发布通知或警告等信息。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果在于：

1.本实用新型在电源模块中增加电压检测电路和充电保护电路，对供电电源进行保护，防止过充过放造成的无人机飞行不稳定，并且能够有效延长电源的使用寿命。

2.本实用新型增设太阳能电池板作为第二能源，在白天巡视时为无人机的电池充电，在节约能耗的同时也能够提高无人机的续航能力。

3.本实用新型采用双光热成像相机，配合三轴云台，画面更稳定，更清晰。

4.本实用新型增设发声装置，在无人机控制器上连接扩音器，可以向目标区域发送通知等。

附图说明

图1为本实用新型多旋翼航拍无人机的硬件结构示意图；

图2为本实用新型多旋翼航拍无人机的电源模块结构示意图；

图3为本实用新型多旋翼航拍无人机的充电保护电路示意图；

图4为本实用新型多旋翼航拍无人机的太阳能电池板安装示意图。

图中，1为卡槽，2为太阳能板，3为弹性伸缩杆，4为紧固螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

实施例1：一种多旋翼航拍无人机，参见图1，飞行控制系统采用PX4飞行控制器，机身主要由无人机骨架、无人机电机、可充电电池、连接线构成，无人机骨架选择碳纤维骨架，重量轻、硬度高、耐磨损，是新型的无机非金属材料，碳纤维骨架可以有效地降低无人机重量，增加飞行载荷和飞行时间。无人机用直流无刷电机是用于机翼的螺旋桨的动力源，具有扭力大、转速高、效率高、寿命长的特点。可充电电池选择两块锂电池，型号根据需要选择6S或3S的，如果想要长时间续航，可以增大电池容量。PX4飞行控制器含有通讯接口，可以和地面站上位机或遥控终端通信，控制飞行器前进、后退、转向等。机身上含有大疆禅思XT2双光热成像相机，可工作在恶劣环境中，具有防水功能。禅思XT2将肉眼无法感知的温度数据与4K可见光结合，呈现清晰的画面细节,其集成FLIR高精度热成像传感器和4K可见光传感器，可同时录制、传输热成像与可见光影像，实时图传中可根据所需选择并排或画中画呈现热成像与可见光影像画面。采用最新的机器智能技术结合FLIR公司MSX图像增强技术，可见光与热成像融合，提供丰富细节，生成更清晰的热成像，让用户更容易识别目标。

具体的，在三门峡水利枢纽监控中可以应用在救援上，通过热成像迅速捕捉实时画面，为营救落水人员提供清晰的热图像和可见光图像；也可以应用在野生动物监控上，通过热成像迅速捕捉动物位置，为可见光拍摄提供方位指导。还可以利用高清4K可见光成像在库区实时智能监测河道漂浮物，通过定位功能通知工作人员定点打捞漂浮物。相机安装在无人机用三轴云台上，对无人机产生的动态颠簸进行前后、左右、上下的姿态弥补，维持相机稳定。机身上还可增设发声装置，在PX4控制器的输出端口连接扩音器，PX4控制器接收地面上位机传递的喊话指令，通过扩音器输出，在水库放水前，无人机向沿岸发出警告通知，与大范围人工通知相配合，从而可以在放水前最大可能的使周边群众安全撤离。

实施例2：在实施例1的基础上，电源模块选择发电机和锂电池，并增设电压检测电路、充电保护电路，参见图2和图3，发电机使用AXI公司生产的2212/ 34型号发电机将动能转换为220V交流电，再经过整流稳压后输出11.6V的直流电压VCC，由该输出电压为两节锂电池充电。锂电池的正极分两路，一路与电压比较器LM324的同相输入端直接相连，另一路经分压电阻R1与LM324的反相输入端相连，在R1之后还连接稳压管D3，将LM324反相输入端的电压钳位在2.5V，当锂电池电压低于最低放电电压时，PB3变为低电平，此时判定为发电机电量不足，由PA5控制继电器断开供电，避免锂电池过放电造成不可逆的损坏。

充电电路包括两个运放LM2575和LM3420，刚接入VCC时，LM2575的2脚输出高电压，电池开始充电。当充电电流上升到1A时，取样电阻R4两端压降达到50mV，该电压经过增益为25的运放LM3420放大后，输出1.23V电压，该电压加到LM2575 的反馈端4脚，稳定反馈电路。当电池电压达到8.4V后， LM3420开始控制LM2575的反馈脚，使充电器转入到恒压充电过程，电池两端电压稳定在8.4V。若输入电源VCC中断，二极管D2反向偏置，从而使电池和充电电路隔离，保证电池不会通过充电电路放电。当充电转入恒压充电状态时，二极管D1 反向偏置，因此运放中不会产生灌电流。

实施例3：作为实施例2的进一步改进，在机身上设置卡槽1用于放置太阳能板2，参见图4，太阳能板2的四周通过弹性伸缩杆3与卡槽1的侧壁固定连接，起到缓冲的作用。在卡槽1的上方通过紧固螺钉4安装透明密封罩，保护太阳能板2的同时也防止大气中的水分进入机身损坏内部电路。太阳能板2的输出端和供电电路的输入端相连，在白天代替发电机为电池充电，节约能耗。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。