无人机的机械运动充电结构的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无人机领域，特别是涉及一种无人机的机械运动充电结构。
【【背景技术】】
[0002]无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和编写的程序控制装置操纵的不载人飞机或飞机模型。对于小型无人机，一个比较关键的指标就是航时，机载电池的电量决定了机载航电设备的工作时间。所以，机载电池的电量就成为了小型无人机航时的一大瓶颈。
[0003]为了解决这一难题，目前主要有两种充电方式:一是选用能量比高的电池，在同样的体积或重量情况下给予更多的能量，从而解决航时短的问题。二是开发小型无人机机载供电装置，给机载设备供电。
[0004]目前无人机主要分为四旋翼无人机和多旋翼无人机两种类型。这两种无人机系统主要通过锂电池提供电能，而锂电池的容量设计也是受无人机机架结构大小，系统载荷量要求、电池箱尺寸、锂电池技术等多种因素影响。当前主流航拍无人机一般配置一到二块锂电池，仅仅只能维持20到40分钟的飞行时间。而一般无人机应用场所大都是在户外，为了保证长时间使用，只能携带多块备用电池，这样给使用者增加了额外的运输成本及不便，且更换电池时需要先停止无人机飞行操作，并手动打开电池箱取出锂电池方可更换，因此电池更换操作较为繁琐。无人机在飞行到一定高度和保持一定的速度过程中，需要电源系统将电能转换成势能及动能，而在降落和减速时，主机需要通过控制电机转速来消除势能造成机身的快速下跌。此时的运动势能较大，如不加以有效的利用则会产生浪费。
【
【发明内容】
】
[0005]本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种充电方便、结构简单、成本低廉且易于实施的无人机的机械运动充电结构。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供一种无人机的机械运动充电结构，包括无人机机身，在该无人机机身顶部设有可开闭的舱门，在所述无人机机身内部由下至上依次装设有控制装置及与该控制装置电连接的风机、AC/DC模块及电池，且所述风机转动将获得的动能转化为电能并通过AC/DC模块将电能整流后充入电池中。
[0007]所述风机包括多片可回旋的旋翼、转轴、控制转轴的旋转角度并使旋翼始终迎着来风的方向用的万向节及机头。
[0008]所述旋翼和机头分别可转动地设于所述转轴的两端，且所述机头位于无人机机身内部，并当机头旋转时分别带动转轴及旋翼旋转，所述万向节设于机头和转轴的接合处，当无人机正常飞行时，旋翼收入于无人机机身的舱门内侧，此时舱门为关闭状态；当无人机需要减速时，舱门开启，旋翼则由无人机机身的舱门内侧向外伸出一段距离。
[0009]所述机头包括定子及转子，所述机头的转子为永磁体，机头的定子绕组切割磁力线而产生电能。
[0010]所述控制装置包括采集无人机飞行矢量速度用的速度采集模块、根据所述速度采集模块采集的数据调整转轴角度，并使旋翼始终迎着来风的方向用的万向节控制模块。
[0011]所述速度采集模块和万向节控制模块分别与所述旋翼、转轴、万向节、机头、AC/DC模块及电池电性连接。
[0012]当无人机正常飞行时，旋翼则收入于无人机机身的舱门内侧，此时，所述机头到旋翼的距离小于所述机头到飞行器顶部表面的距离；当无人机需要减速时，旋翼则由无人机机身的舱门内部向外伸出一段距离，此时，所述机头到旋翼的距离大于所述机头到飞行器顶部表面的距离。
[0013]所述旋翼的数量为四片。
[0014]所述电池为可充电锂电池。
[0015]本实用新型的有益效果在于，其有效解决了传统无人机当电池电量不足时需要停止飞行并手动更换电池的技术问题。本实用新型的无人机的机械运动充电结构通过将风机转动获得的动能转化为电能并通过AC/DC模块将电能整流后充入无人机的锂电池中，从而极大提高了无人机的航时及充电效率。本实用新型具有结构简单，结构新颖等特点。
【【附图说明】】
[0016]图1是本实用新型的整体结构示意图。
[0017]图2是本实用新型的充电流程框图。
【【具体实施方式】】
[0018]下列实施例是对本实用新型的进一步解释和补充，对本实用新型不构成任何限制。
[0019]如图1?图2所示，本实用新型的无人机的机械运动充电结构，包括无人机机身10，在本实施例中，所述无人机机身10由碳纤材料制成。其具有强度高、体积轻盈、电磁屏蔽性优良等优点。在该无人机机身10顶部设有可开闭的舱门11，该舱门11在无人机处于正常飞行时为闭合状态；当无人机需要减速时，则舱门11开启。在所述无人机机身10内部由下至上依次装设有控制装置20、风机30、AC/DC模块40及电池50，所述风机30、AC/DC模块40及电池50分别与控制装置20电连接。所述风机30通过转动将获得的动能转化为电能并通过AC/DC模块40将电能整流后充入电池50中，本实施例中，所述电池50为可充电锂电池。
[0020]如图1所示，所述风机30包括多片可转动的旋翼31、转轴32、万向节33及机头34。所述旋翼31和机头34分别可转动地设于所述转轴32的两端，所述万向节33设于机头34和转轴32的接合处。在本实施例中，所述旋翼的数量为四个，其也可以根据客户的实际需要增加或减少。所述机头23设于无人机机身10内部，所述机头34用于分别带动转轴
32及旋翼31转动。在本实施例中，所述机头34包括定子及转子，所述机头的转子为永磁体，机头34的定子绕组切割磁力线而产生电能。并将所产生的电能通过AC/DC模块40整流后输出至电池50中。
[0021]如图1所示，所述万向节33用于控制转轴32的旋转角度并使旋翼31始终迎着来风的方向，此方式可以有效增加旋翼31的动力势能。当无人机正常飞行时，旋翼收入于无人机机身的舱门11内侧，此时舱门11为关闭状态；当无人机需要减速时，舱门11开启，旋翼31则由无人机机身的舱门11内侧向上伸出一段距离。当无人机正常飞行时，所述旋翼31则收入于无人机机身的舱门11内侧，此时，所述机头34到旋翼31的距离小于所述机头34到飞行器顶部表面的距离；当无人机需要减速时，所述旋翼31则由无人机机身的舱门11内部向外伸出一段距离，此时，所述机头34到旋翼31的距离大于所述机头34到飞行器顶部表面的距离。
[0022]如图1所示，所述控制装置20包括采集无人机飞行矢量速度用的速度采集模块21、根据所述速度采集模块21采集的数据调整转轴角度，并使旋翼31始终迎着来风的方向用的万向节控制模块22。所述速度采集模块21和万向节控制模块22分别与所述旋翼31、转轴32、万向节33、机头34、AC/DC模块40及电池50电性连接。
[0023]本实用新型的工作流程如下:
[0024]如图2所示，当无人机正常飞行时，控制装置的速度采集模块21每隔一段时间采集无人机飞行矢量速度用的速度，此时，所述旋翼31则收入于无人机机身的舱门11内侧。当无人机需要减速时，电机控制所述旋翼31转动并由无人机机身的舱门11内部向外伸出一段距离，并根据所述速度采集模块21采集的速度数据通过万向节33调整转轴角度，并使旋翼31始终迎着来风的方向，以增加旋翼的动力势能。如此，则实现了将多余的动力势能转化为电能，对于大型载重无人机系统，实现了很好的经济效应。
[0025]尽管通过以上实施例对本实用新型进行了揭示，但是本实用新型的范围并不局限于此，在不偏离本实用新型构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。
【主权项】
1.一种无人机的机械运动充电结构，包括无人机机身(10)，在该无人机机身(10)顶部设有可开闭的舱门(11)，其特征在于，在所述无人机机身(10)内部由下至上依次装设有控制装置(20)及与该控制装置电连接的风机(30)、AC/DC模块(40)及电池(50)，且当无人机需要减速时，舱门(11)开启，所述风机(30)将转动获得的动力势能转化为电能并通过AC/DC模块(40)将电能整流输出至电池(50)中。2.如权利要求1所述的无人机的机械运动充电结构，其特征在于，所述风机(30)包括多片可转动的旋翼(31)、转轴(32)、控制转轴(32)的旋转角度并使旋翼(31)始终迎着来风的方向用的万向节(33)及机头(34)。3.如权利要求2所述的无人机的机械运动充电结构，其特征在于，所述旋翼(31)和机头(34)分别可转动地设于所述转轴(32)的两端，且所述机头(23)位于无人机机身(10)内部，并当机头(23)旋转时分别带动转轴(32)及旋翼(31)旋转，所述万向节(33)设于机头(34)和转轴(32)的接合处，当无人机正常飞行时，旋翼收入于无人机机身的舱门(11)内侧，此时舱门(11)为关闭状态；当无人机需要减速时，舱门(11)开启，旋翼(31)则由无人机机身的舱门(11)内侧向无人机机身(10)外伸出一段距离。4.如权利要求3所述的无人机的机械运动充电结构，其特征在于，所述机头(34)包括定子及转子，所述机头(34)的转子为永磁体，机头(34)的定子绕组切割磁力线而产生电會泛。5.如权利要求4所述的无人机的机械运动充电结构，其特征在于，所述控制装置(20)包括采集无人机飞行矢量速度用的速度采集模块(21)、根据所述速度采集模块(21)采集的数据调整转轴角度，并使旋翼(31)始终迎着来风的方向用的万向节控制模块(22)。6.如权利要求5所述的无人机的机械运动充电结构，其特征在于，所述速度采集模块(21)和万向节控制模块(22)分别与所述旋翼(31)、转轴(32)、万向节(33)、机头(34)、AC/DC模块(40)及电池(50)电性连接。7.如权利要求6所述的无人机的机械运动充电结构，其特征在于，当无人机正常飞行时，所述旋翼(31)则收入于无人机机身的舱门(11)内侧，此时，所述机头(34)到旋翼(31)的距离小于所述机头(34)到飞行器顶部表面的距离；当无人机需要减速时，所述旋翼(31)则由无人机机身的舱门(11)内部向无人机机身(10)外伸出一段距离，此时，所述机头(34)到旋翼(31)的距离大于所述机头(34)到飞行器顶部表面的距离。8.如权利要求7所述的无人机的机械运动充电结构，其特征在于，所述旋翼的数量为四片。9.如权利要求8所述的无人机的机械运动充电结构，其特征在于，所述电池(50)为可充电锂电池。
【专利摘要】一种无人机的机械运动充电结构，包括无人机机身(10)，在该无人机机身(10)顶部设有可开闭的舱门(11)，在所述无人机机身(10)内部由下至上依次装设有控制装置(20)及与该控制装置电连接的风机(30)、AC/DC模块(40)及电池(50)，且当无人机需要减速时，舱门(11)开启，所述风机(30)将转动获得的动力势能转化为电能并通过AC/DC模块(40)将电能整流输出至电池(50)中。本实用新型具有充电快速，结构简单，易于实施，结构新颖等特点。
【IPC分类】B64D41/00
【公开号】CN204956939
【申请号】CN201520585094
【发明人】谢媛, 曾运运
【申请人】深圳市顶逸创新科技有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年8月5日