长航时多旋翼无人机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无人机飞行技术领域，特别是涉及一种超长航时的多旋翼无人机。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的飞速发展，无人机已经开始应用到社会生活的各个领域，如军事领域、工业领域、生活领域等。无人机常常用于大范围的精细观测，随之出现了无人机三维测量，但传统的无人机飞行时间不足，难以完成长航时任务，不可以在空中长时间的悬停，并且有飞行高度的限制，很难有效的监测到农作物的实际情况。
[0003]因此，现有的无人机在结构与使用上，显然仍存在有不足，而如何能创设一种超长航时的新的多旋翼无人机，是当前重要研发课题之一。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种超长航时的多旋翼无人机，使其延长无人机的飞行时间，满足完成无人机更多任务的需求，从而克服现有的无人机的不足。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种长航时多旋翼无人机，包括至少四个螺旋桨和与其个数相同的且一一对应连接的驱动电机、刚性交叉支架、电池和控制系统，所述螺旋桨分别固定连接在刚性交叉支架的端部，所述电池与各驱动电机和控制系统相连，所述控制系统控制各驱动电机的转速，所述电池采用高密度锂聚合物电池，所述驱动电机采用盘式无刷直流电动机，所述螺旋桨和刚性交叉支架均采用碳纤维材质。
[0006]作为本实用新型的一种改进，所述无人机包括两块高密度锂聚合物电池，所述两块高密度锂聚合物电池由控制系统控制能连续为驱动电机供电。
[0007]进一步改进，所述高密度锂聚合物电池为6000mAh。
[0008]进一步改进，所述盘式无刷直流电动机的外壳体采用铝合金材质。
[0009]进一步改进，所述碳纤维螺旋桨采用12寸旋翼，其重量小于0.1kg0
[0010]进一步改进，所述无人机的机身设置为密封式流线型结构。
[0011]采用上述的技术方案，本实用新型至少具有以下优点:
[0012]本实用新型长航时多旋翼无人机采用特制盘式铝合金小型无刷直流电动机作为动力装置、两块高密度锂聚合物电池作为动力源，超轻材质的碳纤维螺旋桨和刚性支架，以及密封式流线型机身外壳，实现了 80分钟超长航时飞行和远距离控制，解决了现有技术中无人机飞行时间不足的问题。
【附图说明】
[0013]上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0014]图1是本实用新型长航时多旋翼无人机的原理示意图；
[0015]图2是本实用新型长航时多旋翼无人机流线型机身的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]本实用新型无人机包括四个螺旋桨、刚性十字交叉支架、动力系统和控制系统，该螺旋桨分别固定连接在刚性十字交叉支架的端部，动力系统包括电池和分别与螺旋桨对应的独立电机，各独立电机由电池供电驱动各螺旋桨旋转，控制系统通过控制各独立电机的转速实现该无人机的飞行。
[0017]参照附图1所示，为了能延长该无人机的飞行时间，本实用新型无人机包括两块高密度锂聚合物电池，且该两块高密度锂聚合物电池由控制系统控制能连续为四个电机供电。本实施例中该高密度锂聚合物电池为6000mAh。该高密度锂聚合物电池具有安全性能好、厚度小、重量轻、容量大、内阻小、形状可定制、放电特性佳及成本低等优点。
[0018]本实用新型的两块6000mAh高密度锂聚合物电池还配备有为其提供大功率电流的专配充电箱，使其能为该两块6000mAh高密度锂聚合物电池循环充电。
[0019]本实用新型无人机的独立电机采用特制盘式小型无刷直流电动机，该特制盘式小型无刷直流电动机采用轻金属铝合金材质作为外壳体，减轻电机的重量，进而减轻该无人机重量。该特制盘式铝合金小型无刷直流电动机与现有的鼓式电机相比，具备制动效能稳定、水稳定性好、尺寸和质量较小、散热性好且保养修理作业方便的特点，且具有效率高、高效区域大、功率和转矩密度高、散热好、功率因数(COS?)接近1、系统效率> 90%的优点。
[0020]为了进一步减轻该无人机的重量，本实用新型无人机中螺旋桨和刚性十字交叉支架均采用碳纤维材质，其中，碳纤维螺旋桨采用12寸旋翼，其重量不到0.1kg0该刚性碳纤维材质兼具碳材料抗拉力强和纤维柔软加工性强的两大特征，是一种力学性能优异的新材料，其拉伸强度约为2?7GPa，拉伸模量约为200?700GPa，密度约为1.5到2.0g/cm3。碳纤维的热膨胀系数与其它纤维不同，它有各向异性的特点。碳纤维的比热容一般为7.12，热导率随温度升高而下降平行于纤维方向是负值(0.72到0.90)，而垂直于纤维方向是正值(32到22)。碳纤维的比电阻与纤维的类型有关，在25°C时，高模量为775，高强度碳纤维为每厘米1500，这使得碳纤维在所有高性能纤维中具有最高的比强度和比模量。同钛、钢、铝等金属材料相比，碳纤维在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、热膨胀系数小等特点。
[0021]参照附图2所示，为了减少无人机飞行时受到的空气阻力，本实用新型无人机采用密封式流线型机身设计，最大程度的减少空气阻力，进而减少电能消耗，延长该无人机的飞行时间。
[0022]综合上述技术特点，本实用新型无人机在空中可实现精度范围为I米的悬停，能够有效的长时间观察目标动态，且操控灵活；由于两块电池的持续供电能实现长达80分钟的续航能力，最大速度能达到55公里/小时，最大飞行高度达到海拔3000米，且能够适应-10°?50°的温度范围，最大飞行重量2kg，可携带摄影机等设备，详细观测和完成现有无人机无法完成或不易完成的任务。
[0023]与现有技术相比，本实用新型无人机有益效果是:螺旋桨和刚性支架均采用刚性碳纤维材质，具有轻量化，控制灵活等特点，两块高密度锂聚合物电池的循环使用、特制盘式铝合金小型无刷直流电机、密封流线型机身设计，能够实现80分钟航时，实现超长航时飞行和远距离控制。
[0024]当然，本实用新型无人机的四旋翼还可改为四个以上多旋翼，此时需配备与之旋翼数目相等的特制盘式铝合金小型无刷直流电机，以实现无人机更灵活的飞行控制。
[0025]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征，本领域的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的较佳实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
【主权项】
1.一种长航时多旋翼无人机，包括至少四个螺旋桨和与其个数相同的且一一对应连接的驱动电机、刚性交叉支架、电池和控制系统，所述螺旋桨分别固定连接在刚性交叉支架的端部，所述电池与各驱动电机和控制系统相连，所述控制系统控制各驱动电机的转速，其特征在于，所述电池采用高密度锂聚合物电池，所述驱动电机采用盘式无刷直流电动机，所述螺旋桨和刚性交叉支架均采用碳纤维材质。2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述无人机包括两块高密度锂聚合物电池，所述两块高密度锂聚合物电池由控制系统控制能连续为驱动电机供电。3.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述高密度锂聚合物电池为6000mAh。4.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述盘式无刷直流电动机的外壳体采用铝合金材质。5.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述碳纤维螺旋桨采用12寸旋翼，其重量小于0.1kg06.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述无人机的机身设置为密封式流线型结构。
【专利摘要】本实用新型公开了长航时多旋翼无人机，该无人机采用两块高密度锂聚合物电池作动力源，采用盘式铝合金无刷直流电动机作动力装置，采用碳纤维材质的螺旋桨和刚性支架，以及采用密封式流线型结构的机身设置。本实用新型两块高密度锂聚合物电池在飞行时持续为各盘式无刷直流电机供电，并通过采用超轻材质的碳纤维螺旋桨和刚性支架及密封流线型机身，减轻该无人机重量和最大限度的减少空气阻力，能实现该无人机在空中精度范围为1米的悬停，80分钟的长航时飞行，最大速度达到55公里/小时，最大飞行高度达到海拔3000米，且能够适应-10°～50°的温度范围，最大飞行重量2kg，可携带摄影机等设备，详细观测和完成现有无人机无法完成的任务。
【IPC分类】B64C27/08, B64D27/24
【公开号】CN204776009
【申请号】CN201520356518
【发明人】马云飞
【申请人】北京欧诺嘉科技有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年5月28日