一种无药自动返航无人机的制作方法

文档序号:16895288发布日期:2019-02-15 23:33阅读:223来源:国知局
一种无药自动返航无人机的制作方法

本发明涉及无人机技术领域,更具体的说是涉及一种无药自动返航无人机。



背景技术:

无人飞行器的应用非常广泛,可以用于军事,也可以用于民用和科学研究。多旋翼无人机的机动性通过改变不同旋翼的扭力和转速来实现。相比传统的单水平旋翼直升机,多旋翼无人机的构造精简、易于维护、操作简便、稳定性高且携带方便。

无人机的技术优势是能够定点起飞、降落,对起降场地的条件要求不高,可以通过无线电遥控或通过机载计算机实现远程遥控。但是,无人机受周围环境干扰,容易偏离飞行线路,难以保持平稳的飞行姿态。当有强信号干扰时,容易造成接收机与地面工作站失去联系。

目前以电池驱动,电机作为主要动力源的多旋翼无人机具有续航时间短的缺点,而以单一燃料发动机作为动力的无人机执行飞行任务的响应速度较慢。

因此,结合上述问题,提供一种能实现自动返航、稳定性高、响应速度快和续航能力强的无人机是本领域技术人员亟需解决的问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供了一种无药自动返航无人机,在导航器和红外避障器协同作用下实现药料箱无药状态时自动返航,主升力旋翼与辅助旋翼的配合使用,以及采用油电混合动力,提升了无人机的响应速度、稳定性、有效载荷和续航能力。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种无药自动返航无人机,其特征在于,包括:机身、机架、主升力旋翼、辅助旋翼、辅助支架、配有压力传感器的药料箱、飞行控制器、电机驱动器、驱动辅助旋翼的电机、驱动主升力旋翼的燃油发动机和出料口。

经由上述技术方案可知,与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

本发明的技术方案中采用驱动主升力旋翼的燃油发动机与驱动辅助旋翼的电机配合使用,油电混动,油机发电供给电机,既延长了无人机的续航时间,又提升了无人机操控飞行姿态的反应速度;配有压力传感器的药料箱能精准测出药料箱内部药料余量压力值,并以电流信号的方式传递给飞行控制器;无人机的大旋翼产生升力,辅助旋翼用于飞行姿态控制,多旋翼配合使用提高无人机飞行状态的稳定性和负载能力。

优选的,所述机身底部设置有出料口,机身内部对应出料口的上方安置配有压力传感器的药料箱,药料箱底部可开启。

优选的,所述无药自动返航无人机到达目标区域后,药料箱底部开启,在飞行过程中撒药。

通过采用上述优选方案,本发明的有益效果在于:在药料箱底部开设出料口,在目标区域开启药料箱底部撒药,药料箱配有压力传感器能够实时监测出药料箱内部的药料余量。

优选的,所述机架呈x型,中心部位连接机身,四端连接主升力旋翼,主升力旋翼相互对称位于机身的对角线上。

优选的,所述辅助支架呈十字型,中心部位连接机身,四端连接辅助旋翼,辅助旋翼相互对称,分别位于机身的两侧、机头和机尾。

优选的,所述主升力旋翼对角布置的两个为一组,且旋转方向相同,一组为顺时针转动,另一组为逆时针转动。

优选的,所述辅助旋翼对角布置的两个为一组,且旋转方向相同,一组为顺时针转动,另一组为逆时针转动。

通过采用上述优选方案,本发明的有益效果在于:通过添置辅助旋翼,增加了无人机总的桨叶数量,加大了无人机的负载重量;桨叶数量的增加意味着所述无人机主升力旋翼和辅助旋翼的旋翼直径减小,桨叶尺寸直径越小,无人机越容易迅速改变飞行速度,调整力和力矩,并且旋翼直径的减小可以降低飞行阻力,更有利于无人机在狭小空间内运动。

四轴无人机在同一条轴上的旋翼旋转方向为顺时针旋转的同时,另一条轴为顺时针旋转,在无人机执行飞行任务时,自转效应会被抵消掉,通过调节旋翼的转速就能够实现无人机在各个方向上的运动。

大旋翼产生升力,辅助旋翼用于飞行姿态控制,多旋翼配合使用相比传统四旋翼无人机在飞行状态上具有更高的稳定性。

优选的,所述驱动辅助旋翼的电机与辅助旋翼数量相同,每个所述驱动辅助旋翼的电机对应安置于与辅助旋翼下方,且所述电机驱动器通过所述电机与辅助旋翼连接。

通过采用上述优选方案,本发明的有益效果在于:电机的安置方向需要让旋翼的旋转平面与电机的对称轴相垂直,能够利用动平衡效果来减小震动。每个电机独立控制安置于辅助旋翼的下方,并且由电动驱动器统一支配执行飞行姿态的微调,电机驱动辅助旋翼与燃油发动机驱动主升力旋翼的飞行模式应用于所述无药自动返航无人机上构成油电混动两套动力系统。

采用油电混合动力系统,在无人机初启动、加速等需要高耗燃油的情况时,利用电机启动时产生强大动力的特点,电机驱动辅助旋翼可以减少燃油发动机的油耗,提升无人机的起飞质量;并且,电机驱动令无人机的辅助旋翼迅速反应,油电混合动力的两套动力系统能提高无人机改变飞行状态时的响应速度,更有利于无人机应对复杂多变的飞行环境,。油电混合动力系统的低油耗延长了无人机的续航时间。

优选的,所述飞行控制器包括:导航器、红外避障器、综合处理模块、电子调速器和无线处理器。

优选的,所述导航器包括:陀螺仪、罗盘、大气压传感器和gps定位器,采用无线电导航系统连接。

优选的,所述导航器、红外避障器、电子调速器和无线处理器分别与综合处理模块连接。

优选的,所述飞行控制器分别与药料箱上的压力传感器、燃油发动机、电机驱动器连接。

通过采用上述优选方案,本发明的有益效果在于:执行飞行任务,在目标区域撒药时,药料箱中药料的余量值可以通过药料箱配有的压力传感器进行表征,压力传感器将数据通过电流信号传递给飞行控制器,控制器进行实时监测,当药料余量为零,药料箱为空箱的无药状态时,飞行控制器执行程序,开启自动返航模式,gps定位器记录飞行轨迹,红外避障系统发射红外线勘测飞行环境中的障碍物,经过处理分析飞行控制器做出指令完成躲避障碍物,经由导航器与红外避障器协同作用,飞行控制器的综合处理模块分析,对燃油发动机和电机驱动器发出指令,驱动主升力旋翼和辅助旋翼完成自动返航。

经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开提供了一种无药自动返航无人机,采用油电混合动力,以及主升力旋翼与辅助旋翼配合使用,执行洒药飞行任务中当出现药料箱无药状态时能自动返航,提高了无人机的响应速度、稳定性、有效载荷和续航能力。

附图说明

为了更清楚地说明本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本发明的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的一种无药自动返航无人机的结构示意图;

图2附图为本发明提供的飞行控制器的示意图;

图3附图为本发明提供的自动返航的原理图。

其中,各部件表示:

1、机身,2、机架,3、主升力旋翼,4、辅助旋翼,5、辅助支架,6、配有压力传感器的药料箱,61、压力传感器,7、飞行控制器,71、导航器,72、红外避障器,73、综合处理模块,74、电子调速器,75、无线处理器,8、电机驱动器,9、驱动辅助旋翼的电机,10、驱动主升力旋翼的燃油发动机,11、出料口。

具体实施方式

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。

本发明实施例提供了一种无药自动返航无人机,采用油电混合动力,以及主升力旋翼与辅助旋翼配合使用,执行洒药飞行任务中当出现药料箱无药状态时能自动返航。

一种无药自动返航无人机,包括:机身(1)、机架(2)、主升力旋翼(3)、辅助旋翼(4)、辅助支架(5)、配有压力传感器的药料箱(6)、飞行控制器(7)、电机驱动器(8)、驱动辅助旋翼的电机(9)、驱动主升力旋翼的燃油发动机(10)和出料口(11)。

为了进一步优化上述技术方案,机身(1)底部设置有出料口(11),机身(1)内部对应出料口的上方安置配有压力传感器的药料箱(6),药料箱(6)底部可开启。

为了进一步优化上述技术方案,无药自动返航无人机到达目标区域后,药料箱底部开启,在飞行过程中撒药。

为了进一步优化上述技术方案,机架(2)呈x型,中心部位连接机身(1),四端连接主升力旋翼(3),主升力旋翼(3)相互对称位于机身(1)的对角线上。

为了进一步优化上述技术方案,辅助支架(5)呈十字型,中心部位连接机身(1),四端连接辅助旋翼(4),辅助旋翼(4)相互对称,分别位于机身(1)的两侧、机头和机尾。

为了进一步优化上述技术方案,主升力旋翼(3)对角布置的两个为一组,且旋转方向相同,一组为顺时针转动,另一组为逆时针转动。

为了进一步优化上述技术方案,辅助旋翼对角布置的两个为一组,且旋转方向相同,一组为顺时针转动,另一组为逆时针转动。

为了进一步优化上述技术方案,驱动辅助旋翼的电机(9)与辅助旋翼(4)数量相同,每个所述驱动辅助旋翼的电机(9)对应安置于与辅助旋翼(4)下方,且所述电机驱动器(8)通过所述电机(9)与辅助旋翼(4)连接。

为了进一步优化上述技术方案,飞行控制器(7)包括:导航器(71)、红外避障器(72)、综合处理模块(73)、电子调速器(74)和无线处理器(75)。

为了进一步优化上述技术方案,导航器(71)包括:陀螺仪、罗盘、大气压传感器和gps定位器,采用无线电导航系统连接。

为了进一步优化上述技术方案,导航器(71)、红外避障器(72)、电子调速器(74)和无线处理器(75)分别与综合处理模块(73)连接。

为了进一步优化上述技术方案,飞行控制器(7)分别与药料箱上的压力传感器(61)、电机驱动器(8)连接。

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他实施例的不同之处,各个实施例之间相同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。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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