CN102490907A - 航拍用飞机 - Google Patents

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赵曙光
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本发明涉及一种飞机，进一步涉及一种航拍用飞机。包括：飞机，位于飞机机头部位的可旋转云台，所述旋转云台的旋转支点1位于旋转云台的重心位置，两端分别是拍摄器材2和配重1。本发明相对于现有技术的优点在于：云台可以旋转，既方便了拍摄，又防止了云台在起落过程中遭到破坏。多种动力组合可以满足不同的场合需求。

Description

航拍用飞机
技术领域：
本发明涉及一种飞机，进一步涉及一种航拍用飞机。
背景技术：
飞机用于航拍已有多年历史，但是无论是有人飞机还是无人飞机，航拍时的视角都有很大限制，飞机需要不断的调整姿态和位置来迎合拍摄角度，给航拍操作带来了许多不便。有人曾想出使用悬臂，将拍摄镜头悬到机舱外进行拍摄，这样同样带来了问题，对于有人飞机来说，对机舱外的镜头进行操作难度较大，对于无人驾驶飞机来说，降落时悬臂将容易遭到破坏。因此，需要一种既能实现悬臂的功能，又能较好操作的航拍用飞机。
发明内容：
本发明的目的在于提供了一种悬臂可旋转、收纳的航拍用飞机。
航拍用飞机，包括：飞机，位于飞机机头部位的可旋转云台，所述旋转云台的旋转支点1位于旋转云台的重心位置，两端分别是拍摄器材2和配重1。
所述配重包括为飞机提供电力的电源。
所述飞机为固定翼无人驾驶飞机；所述飞机动力由3个推力驱动，两个分别位于飞机两侧机翼，另外一个位于飞机尾部。
作为优选方案之一，所述推力均由螺旋桨4、5、6-1实现，螺旋桨均由电机来驱动，电机的电力一部分或全部来自配重部分的电源。还包括：位于机身中部飞机中心位置的能源仓7，另外一块电源位于能源仓内。所述电源由可充放电锂聚合物电池和一次性锂电池组合而成。
作为优选方案之二，所述两侧机翼上的推力由螺旋桨4、5实现，螺旋桨由电机来驱动，电机的电力部分或全部来自配重部分的电源，所述机身后部推力由涡轮喷气发动机6-2驱动。所述电源为多次可充放电的锂聚合物电池。还包括：位于机身中部飞机中心位置的能源仓7，所述涡轮喷气发动机6-2的油箱位于机身能源仓7中。
作为优选方案之三，所述推力全部由螺旋桨实现，两侧机翼螺旋桨4、5由电机来驱动，电机的电力部分或全部来自配重部分的电源，飞机尾部螺旋桨由活塞式发动机6-3驱动。所述电源为多次可充放电的锂聚合物电池。还包括：位于机身中部飞机中心位置的能源仓7，所述发动机6-3的油箱位于能源仓中。
当飞机起飞和降落时，拍摄器材2旋转转向机身，配重1转向机头方向；当需要拍摄时，拍摄器材2转向机头方向并伸出机身外，配重1转向机身。由于支点正好是中心位置，旋转和平衡都能很好地实现。
本发明相对于现有技术的优点在于：
云台可以旋转，既方便了拍摄，又防止了云台在起落过程中遭到破坏。
多种动力组合可以满足不同的场合需求。
附图说明：
图1是本发明结构示意图。图中，1代表旋转支点，2代表摄像器材，3代表配重。
图2是本发明旋转云台工作状态图。图中，1代表旋转支点，2代表摄像器材，3代表配重。
图3是实施例1结构示意图。4、5代表位于两侧机翼上的螺旋桨，6-1代表位于机身后部的螺旋桨。
图4是实施例2结构示意图。4、5代表位于两侧机翼上的螺旋桨，6-2代表位于机身后部的涡轮喷气发动机。
图5是实施例3结构示意图。4、5代表位于两侧机翼上的螺旋桨，6-3代表位于机身后部的活塞式发动机驱动的螺旋桨。
图6是实施例4结构示意图。7代表能源仓，8代表机身后部可快速更换的动力装置。
具体实施方式
实施例1：
对照图3所示。
航拍用飞机，包括：飞机，位于飞机机头部位的可旋转云台，所述旋转云台的旋转支点1位于旋转云台的重心位置，两端分别是拍摄器材2和配重1。
所述配重包括为飞机提供电力的电源。
所述飞机为固定翼无人驾驶飞机；所述飞机动力由3个推力驱动，两个分别位于飞机两侧机翼，另外一个位于飞机尾部。
所述推力均由螺旋桨4、5、6-1实现，螺旋桨均由电机来驱动，电机的电力一部分或全部来自配重部分的电源。还包括：位于机身中部飞机中心位置的能源仓7，另外一块电源位于能源仓7内。所述电源由可充放电锂聚合物电池和一次性锂电池组合而成。
电池由多次可充放电的锂聚合物电池和一次性锂电池组合而成。加速时利用可充放电的锂聚合物电池的持续大电流放电性能，聚合物电池容量小，压降快，因此在加速稳定后，需要持续放电时切换到一次性电池，利用一次性锂电池的大容量进行巡航飞行。
无人机满负荷重量为20公斤，飞行速度为120公里/小时，拉力与重量比为1.2。根据公式计算出所需功率为2880瓦。因此机身后部的主电机选择Scorpion HK-5020-450KV电动机。因为机翼安装两个电机，可以选择小功率的Scorpion HK-4025-630KV电动机。
Scorpion HK-5020-450KV电机的最大电流为120A，所以选择Scorpion Commander 50V 130A ESC电调。
Scorpion HK-4025-630KV电机的最大电流为65A，所以选择Scorpion Commander 50V 90A ESC电调。
(一)主电机参数参数
外直径：61mm；轴直径：5.98mm；厚度：20mm；磁铁极数：10；KV值：450KV RPM/伏；空载电流：1.21A；最大持续电流：85A；最大持续功率：3770瓦；重量：468克；最大电流：120A。
(二)主电调-Scorpion Commander 50V 130A ESC参数：
重量：200克；最大电流：130A；工作电压范围：12V-50V；尺寸：90x 69x 26mm；
(三)机翼电机——Scorpion HK-4025-630KV参数
外直径：40mm；轴直径：5.98mm；厚度：25mm；磁铁极数：8；KV值：630KV RPM/伏；空载电流：1.1A；最大持续电流：65A；最大持续功率：2700瓦；重量：326克；最大电流：120A。
多次可充放电的锂聚合物电池和一次性锂电池的混合动力无人机。在加速和爬升时利用可充放电锂聚合物电池的持续大电流放电性能；在加速稳定后，需要持续放电时切换到一次性锂电池，利用一次性锂电池的大容量进行巡航飞行。锂聚合物电池的特点是瞬间放电电流大、振动很小、噪音小、不受海拔高度影响。因此利用它的持续大电流放电性能进行加速和爬升的飞行。一次性锂电池的特点是重量轻、容量大、振动很小、噪音小、不受海拔高度影响、但是不能瞬间大电流放电，在爬升和加速时无法提供足够的马力，因此利用它大容量的特点进行巡航飞行。因为锂聚合物电池和一次性锂电池的振动很小，不受海拔高度影响，因此适合于各种高度的飞行。
实施例2：
对照图4：
航拍用飞机，包括：飞机，位于飞机机头部位的可旋转云台，所述旋转云台的旋转支点1位于旋转云台的重心位置，两端分别是拍摄器材2和配重1。
所述配重包括为飞机提供电力的电源。
所述飞机为固定翼无人驾驶飞机；所述飞机动力由3个推力驱动，两个分别位于飞机两侧机翼，另外一个位于飞机尾部。
所述两侧机翼上的推力由螺旋桨4、5实现，螺旋桨由电机来驱动，电机的电力部分或全部来自配重部分的电源，所述机身后部推力由涡轮喷气发动机6-2驱动。所述电源为多次可充放电的锂聚合物电池。还包括：位于机身中部飞机中心位置的能源仓7，所述涡轮喷气发动机6-2的油箱位于机身能源仓7中。
无人机满负荷重量为20公斤，飞行速度为120公里/小时，拉力与重量比为1.2。根据公式计算出所需功率为2880瓦。因为机翼安装两个电机，因此机翼电机选择Scorpion HK-4025-630KV电动机。
Scorpion HK-4025-630KV电机的最大电流为65A，所以选择Scorpion Commander 50V 90A ESC电调。
根据无人机重量，选择德国JETCAT P200-SX发动机
(一)机翼电机参数Scorpion HK-4025-630KV
外直径：40mm；轴直径：5.98mm；厚度：25mm；磁铁极数：8；KV值：630KV RPM/伏；空载电流：1.1A；最大持续电流：65A；最大持续功率：2700瓦；重量：326克；最大电流：120A。
(二)电调Scorpion Commander 50V 90AESC参数
重量：150克；最大电流：90A；工作电压范围：12V-50V；尺寸：75x 68x 26mm。
(三)涡轮喷气发动机参数
产地：德国；品牌：JETCAT；型号：P200-SX；推力：25公斤；重量：2.25公斤；直径：12厘米；转速：32000-110000RPM。
多次可充放电的锂聚合物电池和涡轮喷气发动机的混合动力无人机。加速时利用涡轮喷气发动机的大功率性能，在加速后，需要保持持续速度时切换到锂聚合物电池，利用锂聚合物电池进行巡航飞行。涡轮喷气发动机的特点是油耗大、不能长时间工作、噪音大、功率大、振动小，适合更高海拔高度采样的飞行。锂聚合物电池的特点是瞬间放电电流大、振动很小、噪音小、不受海拔高度影响。由于涡轮喷气发动机的功率大，因此本结构的无人机适合于大载重和更高海拔高度的采样飞行。
实施例3：
对照图5。
航拍用飞机，包括：飞机，位于飞机机头部位的可旋转云台，所述旋转云台的旋转支点1位于旋转云台的重心位置，两端分别是拍摄器材2和配重1。
所述配重包括为飞机提供电力的电源。
所述飞机为固定翼无人驾驶飞机；所述飞机动力由3个推力驱动，两个分别位于飞机两侧机翼，另外一个位于飞机尾部。
作为优选方案之三，所述推力全部由螺旋桨实现，两侧机翼螺旋桨4、5由电机来驱动，电机的电力部分或全部来自配重部分的电源，飞机尾部螺旋桨由活塞式发动机6-3驱动。所述电源为多次可充放电的锂聚合物电池。还包括：位于机身中部飞机中心位置的能源仓7，所述发动机6-3的油箱位于能源仓中。
无人机满负荷重量为20公斤，飞行速度为120公里/小时，拉力与重量比为1.2。根据公式计算出所需功率为2880瓦。因为机翼安装两个电机，因此机翼电机选择Scorpion HK-4025-630KV电动机。
Scorpion HK-4025-630KV电机的最大电流为65A，所以选择Scorpion Commander 50V 90A ESC电调。
(一)机翼电机参数Scorpion HK-4025-630KV
外直径：40mm；轴直径：5.98mm；厚度：25mm；磁铁极数：8；KV值：630KV RPM/伏；空载电流：1.1A；最大持续电流：65A；最大持续功率：2700瓦；重量：326克；最大电流：120A。
(二)电调Scorpion Commander 50V 90AESC参数
重量：150克；最大电流：90A；工作电压范围：12V-50V；尺寸：75x68x26mm。
(三)汽油发动机参数
产地：德国；品牌：3W；型号：56IB2；功率：5.5马力/4千瓦；转速：1500-8500RPM；重量：2公斤。
多次可充放电的锂聚合物电池和汽油发动机的混合动力无人机。在加速和爬升时利用发动机的大功率性能，在加速后，需要保持持续速度时切换到锂聚合物电池，利用锂聚合物电池进行巡航飞行。
汽油发动机特点是油耗小，振动大、噪音大、工作不稳定、受海拔高度的影响大。因此根据它的大功率性能，在加速和爬升时使用汽油发动机。
锂聚合物电池的特点是瞬间放电电流大、振动很小、噪音小、不受海拔高度影响。
由于汽油发动机的振动大和工作不稳定，因此在无人机航拍、无人机测绘、无人机低空物理数据信息采集时使用振动很小和噪音小的锂聚合物电池进行飞行。
实施例4：
对照图6。
航拍用飞机，包括：飞机，位于飞机机头部位的可旋转云台，所述旋转云台的旋转支点1位于旋转云台的重心位置，两端分别是拍摄器材2和配重1。
所述配重包括为飞机提供电力的电源。
所述飞机为固定翼无人驾驶飞机；所述飞机动力由3个推力驱动，两个分别位于飞机两侧机翼，另外一个位于飞机尾部。
机身尾部由燃油发动机或电动机驱动，机身中部有一个能源仓7，既可以放电池组，也可以放油箱，能源仓位于机身中部整个飞机的重心位置；机身后部可快速更换的动力装置8，根据飞行需要随时更换燃油发动机或电动机。

Claims (12)

1.航拍用飞机，其特征在于包括：飞机，位于飞机机头部位的可旋转云台，所述旋转云台的旋转支点(1)位于旋转云台的重心位置，两端分别是拍摄器材(2)和配重(1)。
2.根据权利要求1所述航拍用飞机，其特征在于，所述配重包括为飞机提供电力的电源。
3.根据权利要求2所述航拍用飞机，其特征在于，所述飞机为固定翼无人驾驶飞机；所述飞机动力由3个推力驱动，两个分别位于飞机两侧机翼(4、5)，另外一个位于飞机尾部(8)。
4.根据权利要求3所述航拍用飞机，其特征在于，所述推力均由螺旋桨(4、5、6-1)实现，螺旋桨均由电机来驱动，电机的电力一部分或全部来自配重部分的电源。
5.根据权利要求4所述航拍用飞机，其特征在于，还包括：位于机身中部飞机中心位置的能源仓(7)，另外一块电源位于能源仓内。
6.根据权利要求4或5所述航拍用飞机，其特征在于，所述电源由可充放电锂聚合物电池和一次性锂电池组合而成。
7.根据权利要求3所述航拍用飞机，其特征在于，所述两侧机翼上的推力由螺旋桨(4、5)实现，螺旋桨由电机来驱动，电机的电力部分或全部来自配重部分的电源，所述机身后部推力由涡轮喷气发动机(6-2)驱动。
8.根据权利要求7所述航拍用飞机，其特征在于，所述电源为多次可充放电的锂聚合物电池。
9.根据权利要求7所述航拍用飞机，其特征在于，还包括：位于机身中部飞机中心位置的能源仓(7)，所述涡轮喷气发动机(6-2)的油箱位于机身能源仓(7)中。
10.根据权利要求3所述航拍用飞机，其特征在于，所述推力全部由螺旋桨实现，两侧机翼螺旋桨(4、5)由电机来驱动，电机的电力部分或全部来自配重部分的电源，飞机尾部螺旋桨由活塞式发动机(6-3)驱动。
11.根据权利要求10所述航拍用飞机，其特征在于，所述电源为多次可充放电的锂聚合物电池。
12.根据权利要求10所述航拍用飞机，其特征在于，还包括：位于机身中部飞机中心位置的能源仓(7)，所述发动机(6-3)的油箱位于能源仓中。
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