CN106005410A - 一种新型子母无人机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明技术涉及一种新型子母无人机系统，包括运载母机、拍摄子机、机载绞盘系统、地面站组成，所述运载母机与地面站通过指令接收和无线数传传递信息，指令接收与母机飞控系统连接，无线数传与母机飞控系统相连，所述母机动力系统与母机飞控系统相连，所述母机电源与母机飞控系统相接，所述运载母机与拍摄子机间通过机载绞盘系统相连，所述机载绞盘系统一端与运载母机相连，另一端与子机飞控系统相连，所述子机飞控系统内设有子机无线数传和子机无线图传，所述子机飞控系统与云台相连，云台内置图像拍摄系统，所述子机飞控系统设有伺服舵机，所述子机飞控系统的电能由子机电源提供，所述伺服舵机与子机动力系统相连。
Description
技术领域
本发明技术属于电子电力无人机设备领域，主要涉及一种新型子母无人机系统。
背景技术
无人机是一种有动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多种任务,并能重复使用的无人驾驶航空飞行器。作为空间数据获取的重要手段之一，无人机具有机动灵活、快速反应、无人飞行、操作要求低、搭载多类传感器、影像实时传输、高危地区探测、综合效益高等优点，是卫星遥感与传统航空遥感方式的有力补充。
自发明第一个自动驾驶仪以来,无人机受到越来越多国家的重视，发展迅猛鉴于其独有的优势，无人机的使用范围已拓宽到军事、科研、民用三大领域。在军事上可用于侦察、监视、通信中继、电子对抗、火力制导、战果评估、骚扰、诱惑、目标模拟等；在科学研究上，可用于大气研究、核生化污染区的取样与监控、新技术设备与新飞行器的试验；在民用上，可用于大地测量、气象观测、城市环境检测、地球资源勘探、森林防火等。因其具备应用广泛的特性，现在引起了全球无人机的研究热潮，并将其发展推向新阶段。
中国无人机研发与生产能力主要掌握在国家军队和科研院所。进入20世纪90年代后，国内无人机发展进入了一个“黄金时代”。民营企业凭着敏锐的市场嗅觉、快速的反应能力以及资本优势，在无人机市场迅速崛起。2007年，航天星图科技(北京)有限公司利用自主核心技术，成功研制出基于无人机技术的多项软硬件产品。航天星图无人机系统，从飞行平台、机上系统至地面信息综合处理拥有全系列自主产品及核心技术，是国内集无人机应用、信息处理等多项服务和解决方案一体的综合系统。航天星图无人机体系的出发点是研究无人飞行器信息特色处理(快、时效性)、无人飞行器信息与航天、航空信息的融合、无人飞行器信息的应用。建立通用的无人飞行器情报保障体系，形成通用化、系列化、体系化、复用性高的无人飞行器信息综合处理产品。建立以数据链、无人飞行器平台为基础，以机上与地面信息协同处理为核心，形成从机上数据采集、融合、目标筛减、定位压缩、传输到地面任务规划与监控、情报处理与分析、信息存储与发布、辅助会商决策的无人飞行器信息综合处理体系架构。目前投入市场的有自主小型电动无人机系统、中型油动集成无人机系统、自主中小型无人机飞控系统、无人机任务规划系统、无人机数据处理系统、无人机地面测控站、无人机情报分析系统、无人机机载处理系统。
然而，无人机在电力行业应用由于高压电力线路产生的电磁场会对无人机的飞控系统造成干扰，使无人机的飞控系统和GPS定位功能产生逻辑混乱，影响无人机的正常飞行，可能使无人机失控坠机，更为严重的会威胁高压电力线路的安全和造成人身财产的损失。此外，当前无人机高清晰、高质量的图片拍摄较难，其飞行必须与线路保持40m以内距离才能拍摄较为清晰图像，但距离过近需要配置更高的抗干扰设备，如果使用长变焦设备存在无人机载荷增加续航时间和后期图片处理时间长、费用高等问题。
发明内容
为了克服背景技术的不足，本发明提供了一种具备独立的电源及动力系统且拍摄子系统可被运载母机搭载到电力设施上方通过静力绳下放到高压线路附近进行近距离拍摄的新型子母无人机系统。主要解决了现有无人机近距离拍摄易受干扰，远距离拍摄图片清晰度低且运载母机与拍摄子系统难以独立运作等问题。
本发明所采用的设计方案：一种新型子母无人机系统，其特征在于，包括运载母机、拍摄子机、机载绞盘系统6、地面站1组成，所述运载母机与地面站1通过指令接收2和母无线数传15传递信息，所述指令接收2与母机飞控系统3连接，所述母无线数传15与母机飞控系统3相连，所述母机动力系统4与母机飞控系统3相连提供母机飞控系统3所需的动力，所述母机电源5与母机飞控系统3相接提供母机飞控系统3所需的电能，所述运载母机与拍摄子机间通过机载绞盘系统6相连，所述机载绞盘系统6一端与运载母机相连，另一端与子机飞控系统11相连，所述子机飞控系统11内设有子无线数传7和子机无线图传8，所述子机飞控系统11与云台10相连，云台10内置图像拍摄系统9，所述子机飞控系统11设有伺服舵机13，所述子机飞控系统11的电能由子机电源13提供，所述伺服舵机13与子机动力系统14相连。
根据一种新型子母无人机系统的设计方案中，其特征是，所述运载母机由碳纤维杆支架、旋翼、指令接收2、母无线数传15、母机飞控系统3、母机动力系统4和母机电源5组成。
根据一种新型子母无人机系统的设计方案中，其特征是，所述机载绞盘系统6由电动机、减速齿轮箱、卷筒、静力绳和支架组成。
根据一种新型子母无人机系统的设计方案中，其特征是，所述伺服舵机13设有4个安装于拍摄子机的四个边角位置。
根据一种新型子母无人机系统的设计方案中，其特征是，所述静力绳为高强度杜邦丝绳，并缠绕在卷筒上。
根据一种新型子母无人机系统的设计方案中，其特征是，所述机载绞盘系统6的卷筒边缘设有智能计数器，可以读取静力绳放、收的距离。
根据一种新型子母无人机系统的设计方案中，所述旋翼有4个且设计为涵道式，避免旋翼缠绕静力绳，拍摄子机的重力支撑由静力绳提供，4个涵道控制无人机的空中姿态，保持平稳，四个涵道浆面呈45度角安装，每个涵道直径10厘米并自带一个独立的伺服舵机14，伺服舵机14控制涵道可以做正、反45度角转动，四个涵道提供横向动力。
根据一种新型子母无人机系统的设计方案中，所述运载母机和拍摄子机间安装有红外定位校准装置。
根据一种新型子母无人机系统的设计方案中，所述红外定位校准装置是运载母机将拍摄子机收起时，使拍摄子机精确入位，确保子母无人机系统在任务完成后，返航降落过程中，拍摄子机不会晃荡。
本发明技术具有如下优点：
(1)本发明提供的一种新型子母无人机系统中，拍摄子机具备独立的电源及动力系统且可被运载母机通过静力绳下放到高压线路附近进行近距离拍摄，这种方式减小了高压线路对运载母机的干扰，使无人机运行平稳，从而提高拍摄图片清晰度。
(2)本发明提供的一种新型子母无人机系统中，运载母机和拍摄子系统可以进行远程操作，操作人员无需对子母无人机系统做精确的控制，承担任务时，只需将子母无人机系统飞行到目标上空，运载母机通过静力绳下放拍摄子系统到高压线路，可以抵近故障隐患处，准确的判断故障点，并及时派出人员进行抢修，保证电网运行安全。
(3)本发明提供的一种新型子母无人机系统中运载母机和拍摄子系统具有数据共享功能，提高了子母无人机系统运行的一致性，拍摄子系统具有独立飞控系统可以与运载母机之间进行数据传输，保持两者的位置相对稳定，降低对子母无人机系统操控难度，减少图片拍摄过程的干扰。
附图说明
图1本发明一种新型子母无人机系统的结构框架图
具体实施方式
下面将结合本发明技术的附图和具体设计方案，对本发明专利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专利的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利保护的范围。
实施列1
如图1一种新型子母无人机系统的结构框架图所示，所述一种新型子母无人机系统，包括运载母机、拍摄子机、机载绞盘系统6、地面站1组成，所述运载母机与地面站1通过指令接收2和母无线数传15传递信息，所述指令接收2与母机飞控系统3连接，所述母无线数传15与母机飞控系统3相连，所述母机动力系统4与母机飞控系统3相连提供母机飞控系统3所需的动力，所述母机电源5与母机飞控系统3相接提供母机飞控系统3所需的电能，所述运载母机与拍摄子机间通过机载绞盘系统6相连，所述机载绞盘系统6一端与运载母机相连，另一端与子机飞控系统11相连，所述子机飞控系统11内设有子无线数传7和子机无线图传8，所述子机飞控系统11与云台10相连，云台10内置图像拍摄系统9，所述子机飞控系统11设有伺服舵机13，所述子机飞控系统11的电能由子机电源13提供，所述伺服舵机13与子机动力系统14相连。
所述运载母机由碳纤维杆支架、旋翼、指令接收2、母无线数传15、母机飞控系统3、母机动力系统4和母机电源5组成。
所述机载绞盘系统6由电动机、减速齿轮箱、卷筒、静力绳和支架组成。
所述伺服舵机13设有4个安装于拍摄子机的四个边角位置。
所述静力绳为高强度杜邦丝绳，并缠绕在卷筒上。
所述机载绞盘系统6的卷筒边缘设有智能计数器，可以读取静力绳放、收的距离。
所述旋翼有4个且设计为涵道式，避免旋翼缠绕静力绳，拍摄子机的重力支撑由静力绳提供，4个涵道控制无人机的空中姿态，保持平稳，四个涵道浆面呈45度安装，每个涵道直径10厘米并自带一个独立的伺服舵机14，伺服舵机14控制涵道可以做正、反45度转动，四个涵道提供横向动力。
所述运载母机和拍摄子机间安装有红外定位校准装置。
所述红外定位校准装置是运载母机将拍摄子机收起时，使拍摄子机精确入位，确保子母无人机系统在任务完成后，返航降落过程中，拍摄子机不会晃荡。
使用时，首先将运载母机下端的契型柱通过红外定位校准装置插入拍摄子机机身上的内凹孔中，通过三点定位法固定运载母机与拍摄子机的相对位置，地面站1开启无人机，运载母机的指令接收2接收到信息，并将信息传输到母机飞控系统3，无人机开始运转飞行，同时开启拍摄子机，拍摄子机接收信息后将信息传输给拍摄子机飞控系统11，运载母机的母无线数传15与子机的子无线数传7可以相互接收信息，根据运载母机的飞行状态，子机飞控系统11控制伺服舵机13使拍摄子机与运载母机同位运行，当发现目标需要拍摄时，母机飞控系统3一边向红外定位校准装置发出信息，打开运载母机下端插入拍摄子机机身上的内凹孔中的契型柱，一边向机载绞盘系统6发出指令，机载绞盘系统6的电动机运行，卷筒运转释放静力绳，智能计数器计算静力绳的投放距离，拍摄子机抵近目标近距离拍摄。当拍摄完成后，机载绞盘系统6收起静力绳，拍摄子机收回，红外定位校准装置精准拍摄子机机身上的内凹孔位置使其插进运载母机下端契型柱固定拍摄子机。
各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。
Claims (9)
1.一种新型子母无人机系统，其特征在于，包括运载母机、拍摄子机、机载绞盘系统(6)、地面站(1)组成，所述运载母机与地面站(1)通过指令接收(2)和母无线数传(15)传递信息，所述指令接收(2)与母机飞控系统(3)连接，所述母无线数传(15)与母机飞控系统(3)相连，所述母机动力系统(4)与母机飞控系统(3)相连提供母机飞控系统(3)所需的动力，所述母机电源(5)与母机飞控系统(3)相接提供母机飞控系统(3)所需的电能，所述运载母机与拍摄子机间通过机载绞盘系统(6)相连，所述机载绞盘系统(6)一端与运载母机相连，另一端与子机飞控系统(11)相连，所述子机飞控系统(11)内设有子无线数传(7)和子机无线图传(8)，所述子机飞控系统(11)与云台(10)相连，云台(10)内置图像拍摄系统(9)，所述子机飞控系统(11)设有伺服舵机(13)，所述子机飞控系统(11)的电能由子机电源(13)提供，所述伺服舵机(13)与子机动力系统(14)相连。
2.根据权利要求1所述的一种新型子母无人机系统，其特征是，所述运载母机由碳纤维杆支架、旋翼、指令接收(2)、母无线数传(15)、母机飞控系统(3)、母机动力系统(4)和母机电源(5)组成。
3.根据权利要求1所述的一种新型子母无人机系统，其特征是，所述机载绞盘系统(6)由电动机、减速齿轮箱、卷筒、静力绳和支架组成。
4.根据权利要求1所述的一种新型子母无人机系统，其特征是，所述伺服舵机(13)设有4个安装于拍摄子机的四个边角位置。
5.根据权利要求1所述的一种新型子母无人机系统，其特征是，所述静力绳为高强度杜邦丝绳，并缠绕在卷筒上。
6.根据权利要求1所述的一种新型子母无人机系统，其特征是，所述机载绞盘系统(6)的卷筒边缘设有智能计数器，可以读取静力绳放、收的距离。
7.根据权利要求1所述的一种新型子母无人机系统，所述旋翼有4个且设计为涵道式，避免旋翼缠绕静力绳，拍摄子机的重力支撑由静力绳提供，4个涵道控制无人机的空中姿态，保持平稳，四个涵道浆面呈45度安装，每个涵道直径10厘米并自带一个独立的伺服舵机(14)，伺服舵机(14)控制涵道可以做正、反45度转动，四个涵道提供横向动力。
8.根据权利要求1所述的一种新型子母无人机系统，所述运载母机和拍摄子机间安装有红外定位校准装置。
9.根据权利要求1所述的一种新型子母无人机系统，所述红外定位校准装置是运载母机将拍摄子机收起时，使拍摄子机精确入位，确保子母无人机系统在任务完成后，返航降落过程中，拍摄子机不会晃荡。
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