多旋翼无人机及其控制系统和方法_2

文档序号:9777538阅读:来源:国知局
及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0031]图1是根据本发明实施例的一种多旋翼无人机控制系统的示意图;
[0032]图2是根据本发明实施例的多旋翼无人机的上下双层错浆多旋翼结构的示意图;
[0033]图3是根据本发明实施例的一种可选的多旋翼无人机控制系统的示意图;
[0034]图4是根据本发明实施例的另一种可选的多旋翼无人机控制系统的示意图;
[0035]图5是根据本发明实施例的多旋翼无人机的结构示意图;
[0036]图6是根据本发明实施例的一种多旋翼无人机控制方法的流程图;以及
[0037]图7是根据本发明实施例的另一种多旋翼无人机控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0038]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,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,都应当属于本发明保护的范围。
[0039]需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0040]根据本发明实施例,提供了一种多旋翼无人机控制系统的实施例,图1是根据本发明实施例的一种多旋翼无人机控制系统的示意图,如图1所示,该系统可以包括:
[0041 ]多旋翼无人机10,多旋翼无人机10上携带有喷液装置20;以及地面供液设备30,通过输液导管Al与多旋翼无人机10相连接,用于在多旋翼无人机10工作过程中向多旋翼无人机10提供喷液装置20工作时所需的液体。
[0042]该实施例中的多旋翼无人机10上可以携带有一个或者多个喷液装置20,喷液装置20可以是喷头,也可以是具有多个喷头的喷杆,图1所示的喷液装置20为具有至少一个喷头的喷杆。本发明对喷液装置20的类型不作具体限定,只要能够实现液体喷洒功能的装置均在本发明保护范围内。喷液装置20在多旋翼无人机10上的位置可以根据实际需求进行设定和调整,比如可以是多旋翼无人机10的底部,此处不再一一举例说明。喷液装置20上可以设置有输液导管接口,该输液导管接口可以通过输液导管Al连接至地面供液设备30,以实现从地面供液设备30中持续地获取喷液装置20工作所需的液体,从而克服了现有技术中的多旋翼无人机10需要不断地返回地面补充液体的缺陷,实现了多旋翼无人机持续工作,同时能够达到减少多旋翼无人机10负载,提高多旋翼无人机10灵活性以及提高多旋翼无人机10工作效率的效果。
[0043]可选地,该实施例的多旋翼无人机控制系统中还可以包括用于控制的喷液装置20启停的控制开关,该控制开关可以设置在地面端,以减少多旋翼无人机的负载。通过该控制开关可以实现随时控制喷液装置20的启停,能够满足用户的实际需求,达到了提高用户使用体验的效果。
[0044]可选地,该实施例的多旋翼无人机中可以包括以下结构:红外探测系统,用于探测多旋翼无人机飞行过程中预设范围内的活动对象;报警装置,用于在红外探测系统探测到多旋翼无人机飞行过程中预设范围内存在活动对象时报警;图像采集装置,用于在多旋翼无人机飞行过程中采集地面图像;以及图像输出装置,用于将采集到的地面图像传输至地面。该实施例考虑到多旋翼无人机的喷液装置喷洒的液体有可能是有毒害的农药,为了提高用户使用安全,该实施例的多旋翼无人机上可以安装有红外探测装置,当探测到多旋翼无人机飞行过程中预设范围内存在活动对象,比如有人在工作的时候,报警装置会发出声音警报,提示操作者停机或者人员撤离。另外,为了随时监测植物的生长情况,该实施例的多旋翼无人机上还可以安装有图像采集装置和图像传输装置,图像采集装置可以是摄像头,多旋翼无人机可以通过摄像头将高清画面直接传回地面端,以便于操作人员查看受到病害影响的植物的实际生长情况,或者避开特殊的障碍物等。
[0045]需要说明的是,该实施例中的多旋翼无人机的飞行过程可以通过遥控器配合红外探测装置、图像采集装置和图像输出装置进行远距离人工控制,也可以预先设定多旋翼无人机的飞行轨迹,可选地,预先建立的多旋翼无人机的飞行轨迹可以存储在地面控制端,多旋翼无人机可以按照预先设定的飞行轨迹飞行。
[0046]该实施例中的多旋翼无人机10可以采用上下双层错浆多旋翼结构,每层上包括至少一个旋翼,优选地,如图2所示,上层和下层分别包括三个旋翼,上层分别为al、a2、a3,下层分别为bl、b2、b3,上层与下层中的旋翼不重合,且上层和下层的旋翼采用60度错浆布局,上下双层错浆结构的多旋翼无人机10能够在不增大旋翼面积的基础上提高多旋翼无人机的升力,能够实现在相同功率性能点击的动力输出下,通过旋翼布局减小多旋翼无人机10的尺寸。在实际应用过程中,该实施例优选地设置旋翼旋转时圆形直径为46厘米,单个螺旋桨旋转面积为0.6717平方米,上下两层旋转面积合计为0.6717X6 = 4.03平方米。需要说明的是,上述举例仅为本发明的一种优选实施方式,并不代表本发明仅有上述一种实施方式,对于其他实施方式此处不再一一举例说明。
[0047]在多旋翼无人机10工作过程中,多旋翼无人机10的喷液装置20工作时所需的液体由地面供液设备30提供,地面供液设备30可以通过输液导管Al与多旋翼无人机10相连接。其中,根据不同的应用场合,地面供液设备30为喷液装置20提供的液体可以是水,一定浓度的农药或者清洁液等。可选地,地面供液设备30可以包括以下结构:水栗,利用水栗加压可以实现由低向高为多旋翼无人机10的喷液装置20提供液体;液体搅拌器,用于搅拌地面供液设备30内的液体,通过液体搅拌器搅拌地面供液设备30内的液体,能够达到保障喷洒液体的均匀性的效果;流量传感器,用于检测单位时间内地面供液设备30向多旋翼无人机10提供的液体流量,结合多旋翼无人机10的飞行速度以及飞行轨迹能够计算得到多旋翼无人机10在农业应用中单位面积的打药量,以便于实现准确分析研究农作物的生长情况对液体喷洒剂量的精确控制;液位感应器,用于实时检测地面供液设备30内的剩余液量,以实现在地面供液设备30内剩余液量低于预设阈值时及时为地面供液设备30补充液体的目的。可选地,地面供液设备30可以通过输液导管Al与多旋翼无人机1的喷液装置20相连接,其中,输液导管Al优选为柔性材料,以便于根据多旋翼无人机10的飞行高度实时调整输液导管Al的长度,达到了提高用户使用体验的效果。
[0048]该实施例中的多旋翼无人机10不负载储液箱,通过输液导管Al从地面供液设备30获取喷液装置所需的液体,不仅能够极大地减少多旋翼无人机10的负载重量,能够达到提高多旋翼无人机10在飞行过程中的灵活性的效果,而且能够实现多旋翼无人机10在农业应用中不负载药箱也能持续供药的目的,进而解决了相关技术中多旋翼无人机携带的农药量少,需要不断地返回地面补充农药,导致降低工作效率的技术问题,达到了提高多旋翼无人机的工作效率的效果。
[0049]作为一种可选的实施例,图3是根据本发明实施例的一种可选的多旋翼无人机控制系统的示意图,如图3所示,本发明实施例的多旋翼无人机控制系统还可以包括:地面供电设备40,通过供电电线与多旋翼无人10相连接,用于在多旋翼无人机10工作过程中向多旋翼无人机10提供电能。相应地,多旋翼无人机10中可以还包括电源装置,该电源装置上可以设置有供电电线接口,供电电线通过供电电线接口连接至地面供电设备40。地面供电设备40可以是发电设备,比如发电机,用于通过供电电线为多旋翼无人机10提供电能,其中,供电电线可以是电缆等导电电线,供电电线优选为柔性材料,以便于根据多旋翼无人机10的飞行高度实时调整供电电线的长度。可选的,多旋翼无人10与地面供液设备30之间的输液导管Al以及多旋翼无人10与地面供电设备40之间的供电电线可以分别作为两个连接管路单独存在,也可以集成为一个连接管路,如图3中的连接管路A,即该连接管路A中包括输液导管Al和供电电线,该实施例优选地将输液导管Al和供电电线粘合在一起集成为一个连接管路A,如图3所示,能够达到防止输液导管Al和供电电线在空中发生缠绕的目的。
[0050]可选地,在可选的实施例中,多旋翼无人机上还可以设置有备用电源,用于在地面供电设备无法为多旋翼无人机提供电能的情况下为多旋翼无人机供电。备用电源可以是锂电池,重量约为300克,可供多旋翼无人机飞行一分钟左右。当供电电线因为某种原因意外脱落的时候,该实施例的多旋翼无人机控制系统会触发报警,且多旋翼无人机不会从空中立刻掉落,操作员可以依靠自带的备用电源选择合适的地方做紧急迫降,将损失降到最低。
[0051]该实施例中的多旋翼无人机10不需要负载锂电池,通过供电电线从地面供电设备40获取多旋翼无人机10工作所需的电能,不仅减少了多旋翼无人机10的负载重量,提高了多旋翼无人机10在飞行过程中的灵活性,而且能够实现多旋翼无人机10在空中持续飞行,不需要往返地面更换电
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