太阳能飞行器的制造方法_3

文档序号:8589234阅读:来源:国知局
轴601、2号短轴602依次插入I号机翼通孔103、2号机翼通孔104内壁上的结构相同的穿轴通孔10后,I号短轴601、2号短轴602要依次再插入基座2上的I号短轴孔2701、2号短轴孔2702中,最后I号短轴孔2701、2号短轴孔2702的根部花键分别和I号舵机401、2号舵机402为花键副连接,I号舵机401、2号舵机402固定在基座2的底板901上。
[0046]I号短轴601、2号短轴602和I号长轴603、2号长轴604的材料也是密度较小的销合金。I号短轴601、2号短轴602和I号长轴603、2号长轴604米用的是空心杆件,空心杆件的内部用于放置导线。I号长轴603、2号长轴604为固定轴,I号长轴603、2号长轴604的根部设置有螺纹,I号长轴603、2号长轴604的顶部设置有开口卡环,如图9中所示,I号长轴603、2号长轴604的根部与基座2的3号侧板904、4号侧板905上的I号长轴孔2301 (为螺纹孔)、2号长轴孔2302 (为螺纹孔)螺纹连接并用螺母锁死,3号直流无刷电机203、4号直流无刷电机204放入I号长轴603、2号长轴604的顶部的开口卡环中,卡环将放入其中的3号直流无刷电机203、4号直流无刷电机204夹住并采用铁丝110将开口锁死实现对3号直流无刷电机203、4号直流无刷电机204的固定。
[0047]I号短轴601、2号短轴602的根部设置有花键,I号短轴601、2号短轴602的根部用花键分别和I号舵机401、2号舵机402的主轴相连即采用花键副连接,实现I号短轴601,2号短轴602依次和I号舵机401、2号舵机402主轴的固定连接。I号舵机401、2号舵机402用螺钉固定在基座2底板901中部的4个舵机安装孔25。I号短轴601、2号短轴602、I号长轴603、2号长轴604顶部设有开口卡环,开口卡环和I号短轴601、2号短轴602、I号长轴603、2号长轴604连接处的里侧(即指向下壳101中心方向)设置有用于安装导线的径向通孔,如图9中所示,4个开口卡环依次和I号直流无刷电机201、2号直流无刷电机202、3号直流无刷电机203、4号直流无刷电机204相配装并将顶部的开口卡环锁死实现固定连接,如图11中所示。
[0048]I号旋翼301、2号旋翼302、3号旋翼303、4号旋翼304依次和I号直流无刷电机201,2号直流无刷电机202、3号直流无刷电机203、4号直流无刷电机204的主轴通过螺纹连接并用螺母锁死,实现I号旋翼301、2号旋翼302、3号旋翼303、4号旋翼304相对I号直流无刷电机201、2号直流无刷电机202、3号直流无刷电机203、4号直流无刷电机204主轴的固定连接。I号长轴603、2号长轴604相对于基座2或外壳I是静止不动的,即和两个长轴固定连接的3号直流无刷电机203、4号直流无刷电机204相对于基座2或外壳I也是相对静止的,3号旋翼303、4号旋翼304为固定旋翼。I号短轴601、2号短轴602被固联在I号舵机401、2号舵机402的主轴上,控制装置8控制I号短轴601、2号短轴602的旋转角度来改变I号旋翼301、2号旋翼302所在平面与水平面的夹角即倾角,所以I号旋翼301、2号旋翼302又称倾转翼。改变倾转翼的倾角可以用来控制太阳能飞行器的飞行姿态,太阳能飞行器的飞行姿态多样。
[0049]参阅图7,当I号旋翼301、2号旋翼302所在平面与水平面的夹角为零即旋翼转轴方向为竖直时,太阳能飞行器可以提供更大的升力,可以实现太阳能飞行器的快速垂直上升,也可以悬停。
[0050]参阅图8,当I号旋翼301、2号旋翼302所在平面与水平面的夹角为90°即旋翼转轴方向为水平时,其产生的牵引力全部用来水平前进,太阳能飞行器可以高速前进。当I号旋翼301、2号旋翼302所在平面与水平面的夹角依次为90°、270°即旋翼转轴方向为水平但方向相反时,太阳能飞行器可以实现原地转弯。
[0051]I号长轴603、2号长轴604和I号短轴601、2号短轴602所固定的两对直流无刷电机,每对中的两个电机的转速均为方向相反且转速相等,每对旋翼中的两个旋翼的旋向也均为相反,这样就保证了每对旋翼均能产生相同的牵引力并且对太阳能飞行器产生的转矩能相互抵消,保证了太阳能飞行器的平衡。
[0052]所述的太阳能飞行器的控制装置8用螺钉和基座2底板901上的控制装置安装孔26实现固定连接,能完成太阳能飞行器的能量合理分配、远程控制、信息采集和传送、调整电机转速、维持飞行器平衡的功能。控制装置为能完成前面所述功能模块的组合,不作为本专利的保护内容。
[0053]所述的太阳能飞行器的能量单元主要由薄膜型太阳能电池板7、1号蓄电池组501、2号蓄电池组502组成。
[0054]参阅图2,薄膜型太阳能电池板7可以由6?8块型号为IW的薄膜型太阳能电池组成,如采用美国UNISOLAR公司生产的型号为IW的薄膜型太阳能电池,薄膜型太阳能电池工作电压为1.5V,用导线将薄膜型太阳能电池进行串联,每根导线的两端分别焊接在相邻薄膜型太阳能电池的正极和负极上,串联后将两端导线接入控制装置8的充电输入端。薄膜型太阳能电池厚度仅为0.5_,有质量轻、柔性大的特点,可以弯曲成为曲面状或其他任何不规则形状。这些薄膜型太阳能电池板用胶水并排地贴在飞行器外壳I的上表面上,实现固定连接。
[0055]I号蓄电池组501、2号蓄电池组502选择额定电压为11.1V的大容量锂电池组,要求容量在2200mAh以上,例如L1N Power生产的11.1V 2200MAH 30C系列的电池产品。I号蓄电池组501、2号蓄电池组502分别用胶水固定在基座2底板901 —端即3号侧板904的两侧,并用扎带穿过蓄电池安装孔24对蓄电池组进行更牢靠的固定,并列放置如图2中所示。薄膜型太阳能电池板7用导线接入控制装置8的充电模块端口,I号蓄电池组501、2号蓄电池组502分别用导线接在控制装置8的两个电源模块端口,控制装置8中四个输出端的和I号直流无刷电机201、2号直流无刷电机202、3号直流无刷电机203、4号直流无刷电机204用导线相连,控制装置8的两个控制信号输出端和I号舵机401、2号舵机402用导线相连。薄膜型太阳能电池板7采集的太阳能转化出的电能输入控制装置8,控制装置8将电能选择分别配到I号蓄电池组501、2号蓄电池组502或者是I号直流无刷电机201、2号直流无刷电机202、3号直流无刷电机203、4号直流无刷电机204。控制装置8还控制着I号蓄电池组501、2号蓄电池组502给I号直流无刷电机201、2号直流无刷电机202、3号直流无刷电机203、4号直流无刷电机204、I号舵机401与2号舵机402的供电情况。控制装置8的供电是由I号蓄电池组501、2号蓄电池组502完成的。薄膜型太阳能电池板7在太阳能充足的情况下可以提供I号直流无刷电机201、2号直流无刷电机202、3号直流无刷电机203与4号直流无刷电机204转动所需的电能,也可以对I号蓄电池组501、2号蓄电池组502进行充电,这个选择由控制装置8根据预先设定或者远程人工控制决定。
[0056]本实用新型所述的太阳能飞行器的工作原理:
[0057]3号旋翼303与4号旋翼304的轴的方向是不能倾转的,只用来提供向上的升力,并且旋翼旋向相反,转速相等转动方向也相反,因此对飞行器产生的转矩相互抵消。I号旋翼301与2号旋翼302的轴是可以倾斜,保持两旋翼的倾斜角度相反角度相等,旋翼的转速相等,旋转方向和旋翼旋向相反,这样就保证了 I号旋翼301与2号旋翼302旋转产生的附加转矩相互抵消,顺利完成转弯、翻滚。当I号旋翼301与2号旋翼302的转轴方向为水平时,如图8所示,旋翼产生的动力全部用来前进,提高了太阳能飞行器的前进速度。
[0058]在飞行过程中如果太阳能充足,优先使用薄膜型太阳能电池板7的产生的电能给飞行器供电而避免或者减少I号蓄电池组501、2号蓄电池组502的负担。薄膜型太阳能电池板7在飞行过程中和飞行器落地后都能对I号蓄电池组501、2号蓄电池组502进行充电。没有太阳能用来发电时,I号蓄电池组501、2号蓄电池组502对控制单元、四个电机和两个舵机提供电能,保持一定时间内太阳能飞行器的正常飞行。在太阳能充足的时候,如晴天的正午,薄膜型太阳能电池板7产生的电能足够整个太阳能飞
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