CN104875877B - 一种无人机自动配平系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无人机自动配平系统，包括传感器、配平液体、输液泵以及用于储存配平液体容器，传感器用于获取无人机的重心变化数据，输液泵用于根据重心变化数据调节容器中的配平液体的重量，以保持无人机的重心在安全范围内。本发明提供的无人机自动配平系统，对于固定重量的载荷，无需使用配重，通过输液泵调节，即可保持无人机的重心在安全范围内，从而保证无人机操纵性与稳定性；对于可变重量的载荷，通过输液泵能够连续调节，可动态保持无人机的重心在安全范围内，从而保证无人机操纵性与稳定性。

Description

一种无人机自动配平系统

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体涉及一种无人机自动配平系统。

背景技术

无人机(unmanned aerial vehicle或drone)是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。它最早出现于20世纪20年代，当时是作为训练用的靶机使用的。

无人机用途广泛，成本低，效费比好；无人员伤亡风险；生存能力强，机动性能好，使用方便，在现代战争中有极其重要的作用，在民用领域更有广阔的前景。

在无人机的使用过程中，通常需要挂载不同的载荷，如边境巡逻、核辐射探测、航空摄影、航空探矿、灾情监视、交通巡逻、治安监控等，需要挂载监控设备，如农药喷洒，需要挂载存放药液的容器。

无人机的载荷平台通常对称设置于两个机翼的下侧。

如果在一个载荷平台上挂载一个固定重量的监控设备，需要在另一个载荷平台挂载配重，以保持无人机的重心在安全范围内，从而保证无人机操纵性与稳定性。

如果在一个载荷平台上挂载一个存放药液的容器，随着药液的喷洒，存放药液的容器的重量会发生变化，而在另一个载荷平台挂载监控设备，这时难以保证无人机的重心在安全范围内，从而影响无人机操纵性与稳定性。

本领域技术人员致力于提供一种无人机自动配平系统，保持无人机的重心在设计范围内，从而保证无人机操纵性与稳定性。

发明内容

本发明提供一种无人机自动配平系统，根据载荷平台挂载的载荷的变化，自动配平，以保持无人机的重心在设计范围内，从而保证无人机操纵性与稳定性。

本发明提供一种无人机自动配平系统，包括传感器、配平液体、输液泵以及用于储存配平液体容器，传感器用于获取无人机的重心变化数据，输液泵用于根据重心变化数据调节容器中的配平液体的重量，以保持无人机的重心在安全范围内。

进一步地，配平液体为防冻液或燃油，使用燃油作为配平液体，无需增加额外的载荷。

进一步地，容器包括第一容器与第二容器，分别设置于无人机的两个机翼中。

进一步地，输液泵包括第一输液泵与第二输液泵，第一输液泵用于将第一容器的配平液体输送到第二容器中，第二输液泵用于将第二容器的配平液体输送到第一容器中。

进一步地，重心变化数据为无人机的滚转角变化，和/或第一容器与第二容器中的配平液体的重量差值。

进一步地，传感器为重量传感器，设置于无人机的挂载平台。

进一步地，传感器为角度传感器。

进一步地，容器还包括第三容器，设置于无人机的机身中。

进一步地，输液泵包括第一输液泵与第二输液泵，第一输液泵用于将第一容器的配平液体输送到第三容器中，第二输液泵用于将第二容器的配平液体输送到第三容器中。

本发明提供的无人机自动配平系统具有以下有益效果：

(1)对于固定重量的载荷，无需使用配重，通过输液泵调节，即可保持无人机的重心在安全范围内，从而保证无人机操纵性与稳定性；

(2)对于可变重量的载荷，通过输液泵能够连续调节，可动态保持无人机的重心在安全范围内，从而保证无人机操纵性与稳定性。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的无人机自动配平系统的示意图；

图2是本发明的另一个实施例的无人机自动配平系统的示意图；

图3是本发明的又一个实施例的无人机自动配平系统的示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于以下实施例。

如图1所示，本发明的一个实施例的无人机自动配平系统，包括传感器、配平液体、第一输液泵31、第二输液泵32以及用于储存配平液体的第一容器21、第二容器22，传感器用于获取无人机的重心变化数据，输液泵31、32用于根据重心变化数据调节容器21、22中的配平液体的重量，以保持无人机的重心在安全范围内。

本实施例中传感器为两个重量传感器，分别设置于两个机翼下的挂载平台4与挂载物5之间，用于检测两侧挂载物5的重量差值ΔQ。

本实施例中配平液体为燃油，无需增加额外的载荷。

配平液体容器21、22为机翼油箱，第一输液泵31用于将第一容器21的燃油输送到第二容器22中，第二输液泵32用于将第二容器22的燃油输送到第一容器21中。

本实施例中无人机自动配平系统，根据以下公式计算配平液体的调整时间：

T＝ΔF/S

其中S为泵流速，ΔF为配平液体的调整量：

ΔF＝ΔQ*L1/L2

其中ΔQ为两侧挂载物5的重量差值，L1为载荷力矩，L2为配平液体容器的力矩；由于挂载平台4、配平液体容器21、22均对称设置，因此两侧的载荷力矩相等，配平液体容器的力矩也相等。

本实施例中，如果两侧挂载物5的重量差值ΔQ大于等于1公斤，进行配平调整。如果需要将第一容器21的燃油输送到第二容器22中，启动第一输液泵31，工作调整时间T，自动配平；如果需要将第二容器22的燃油输送到第一容器21中，启动第二输液泵32，工作调整时间T，自动配平。

本发明的另一个实施例的无人机自动配平系统中，与图1中的无人机自动配平系统的区别在于：传感器为角度传感器，用于检测滚转角变化。如果滚转角变化大于3°，进行配平调整。

如图2所示，本发明的另一个实施例的无人机自动配平系统，与图1中的无人机自动配平系统的区别在于：配平液体为防冻液，在两个机翼中设置第一容器21与第二容器22，其中储存防冻液，也可以采用其他液体作为配平液体，例如水。

如图3所示，本发明的又一个实施例的无人机自动配平系统，与图1中的无人机自动配平系统的区别在于：在机身1的下部设置第三容器23，将作为配平液体的燃油输送到第三容器23中。采用这种方式，便于机身中管路的布置。

如果需要将第一容器21的燃油输送到第三容器23中，启动第一输液泵31，工作调整时间T，自动配平；如果需要将第二容器22的燃油输送到第三容器23中，启动第二输液泵32，工作调整时间T，自动配平。

本发明提供的无人机自动配平系统，对于固定重量的载荷，无需使用配重，通过输液泵调节，即可保持无人机的重心在安全范围内，从而保证无人机操纵性与稳定性；对于可变重量的载荷，通过输液泵能够连续调节，可动态保持无人机的重心在安全范围内，从而保证无人机操纵性与稳定性。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种无人机自动配平系统，其特征在于，所述无人机自动配平系统包括传感器、配平液体、输液泵以及用于储存所述配平液体容器，所述传感器用于获取无人机的重心变化数据，所述输液泵用于根据重心变化数据调节所述容器中的所述配平液体的重量，以保持无人机的重心在安全范围内，所述传感器为重量传感器，设置于所述无人机的挂载平台，或所述传感器为角度传感器；

并且，根据以下公式计算配平液体的调整时间：

T＝ΔF/S

其中S为泵流速，ΔF为配平液体的调整量：

ΔF＝ΔQ*L1/L2

其中ΔQ为两侧挂载物的重量差值，L1为载荷力矩，L2为配平液体容器的力矩；

所述容器包括第一容器与第二容器，分别设置于所述无人机的两个机翼中，所述容器还包括第三容器，设置于所述无人机的机身中；所述重心变化数据为所述无人机的滚转角变化，和/或所述第一容器与所述第二容器中的所述配平液体的重量差值。

2.如权利要求1所述的无人机自动配平系统，其特征在于，所述配平液体为防冻液或燃油。

3.如权利要求1所述的无人机自动配平系统，其特征在于，所述输液泵包括第一输液泵与第二输液泵，所述第一输液泵用于将所述第一容器的所述配平液体输送到所述第二容器中，所述第二输液泵用于将所述第二容器的所述配平液体输送到所述第一容器中。

4.如权利要求1所述的无人机自动配平系统，其特征在于，所述输液泵包括第一输液泵与第二输液泵，所述第一输液泵用于将所述第一容器的所述配平液体输送到所述第三容器中，所述第二输液泵用于将所述第二容器的所述配平液体输送到所述第三容器中。